第6章 圆周运动(高效培优·单元测试)物理人教版必修第二册
2026-01-28
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2份
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22页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 圆周运动 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.95 MB |
| 发布时间 | 2026-01-28 |
| 更新时间 | 2026-01-28 |
| 作者 | 理化课代表~ |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-01-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56194813.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第六章 圆周运动
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第二册第6章。
2.考试时间:75分钟 试卷满分:100分。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.用细线系着一个小球,使其在光滑水平面上做匀速圆周运动,O为圆心,小球经过A点时线速度v的方向如图所示,此时小球向心加速度的方向( )
A.与v的方向相同 B.与v的方向相反
C.垂直于v并指向O点 D.垂直于v并背离O点
【答案】C
【详解】小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,因此其加速度方向与速度方向垂直,由所在位置指向圆心。
故选C。
2.走马灯(如图所示),这一富有传统特色的工艺品,起源可以追溯到隋唐时期。其工作原理:点燃底部蜡烛,上升的热空气驱动扇叶旋转,带动纸片绕竖直转轴匀速转动,若我们观察到某一灯面上相邻纸马和纸片战士的图形交替的时间间隔为5s,四个纸片均匀分布,则该走马灯的角速度约为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据题意可知,每隔5s纸片马和纸片战士交替一次,即走马灯转过的角度为90°,根据角速度定义式可得
故选B。
3.已知A、B两球的质量之比为1:2,做圆周运动的半径之比为2:1、角速度之比为1:3,据此可知,两球所受向心力的大小之比为( )
A.1:3 B.2:3 C.1:9 D.2:9
【答案】C
【详解】根据,可得两球所受向心力的大小之比为
故选C。
4.中国陶瓷既承载中华美学与文化底蕴,也是中外文明交流的重要载体。如图所示,陶瓷随工作台一起绕匀速转动,陶瓷上A、B两点到的距离分别为、,下列说法正确的是( )
A.A点的角速度大于B点的角速度 B.A、B两点在半个周期内的位移大小相同
C.A、B两点的线速度大小之比为 D.A、B两点的向心加速度大小之比为
【答案】C
【详解】A.AB分别为陶瓷上的两点,陶瓷转动一周,AB转动一周,即周期相等,则它们角速度相等。故A错误;
C.A、B两点的线速度大小之比为
故C正确;
B.位移是由初位置指向末位置的有向线段,A、B两点在半个周期内的位移大小之比为
故B错误;
D.A、B两点的向心加速度大小之比为
故D错误。
故选C。
5.服务员快速摆放餐盘的视频最近火遍全网,服务员把盘子均匀放到餐桌中间的转盘边缘上后,缓慢增大转盘转动的角速度,达到某一角速度时,餐盘从转盘边缘飞出,落在餐桌上后很快停下。已知餐盘和转盘间的动摩擦因数为,餐盘到转盘中心的距离为,忽略餐盘的大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,转盘到桌面的高度为,重力加速度为,忽略空气阻力及餐盘做圆周运动时的切向加速度,下列说法正确的是( )
A.餐盘从转盘边缘飞出时的速度
B.餐盘落到餐桌上前瞬间的速度大小为
C.餐盘落到餐桌上前瞬间的速度大小为
D.餐盘落到餐桌上后继续做圆周运动,直至停止
【答案】C
【详解】A.餐盘从转盘边缘飞出时,满足
故飞出时速度为,故A错误;
BC.餐盘飞出后做平抛运动,有,,
餐盘落到餐桌上的速度为,故B错误,C正确;
D.餐盘落到餐桌上后,水平方向只受与速度方向相反的摩擦力,餐盘做匀减速直线运动,直至停止,故D错误。
故选C。
6.如图所示,水平放置的圆盘以角速度匀速转动,圆盘上有两个质量均为的物块P和Q(两物块均可视为质点),它们随圆盘一起做匀速圆周运动。已知物块距圆心的距离分别为和,。物块与转盘间的动摩擦因数为,重力加速度为。下列说法不正确的是( )
A.它们受到的静摩擦力方向都指向圆心
B.它们所受静摩擦力大小之比为
C.若圆盘突然停止转动,两物块将沿半径反方向飞出
D.若不断提高圆盘转速,物块将先被甩出
【答案】C
【详解】A.两个物块随圆盘一起做匀速圆周运动,合力提供向心力,它们水平方向只受到摩擦力,因此它们受到的静摩擦力方向都指向圆心,故A不符合题意;
B.摩擦力提供向心力,角速度均为,因此有,
它们所受静摩擦力大小之比为,故B不符合题意;
C.若圆盘突然停止转动,由于惯性作用,两物块将保持原来运动的方向飞出,即垂直于半径飞出,故C符合题意;
D.假设有可知半径越大,做匀速圆周运动需要的摩擦力越大,因此若不断提高圆盘转速,物块将先达到最大静摩擦力,先被甩出,故D不符合题意。
故选C。
7.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一套轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r。b点在小轮上,到小轮中心的距离为r。已知c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中皮带不打滑,则以下判断正确的是( )
A.a点与b点的线速度大小相等
B.a点与b点的角速度大小相等
C.a点与c点的线速度大小相等
D.a点的向心加速度是d点的4倍
【答案】C
【详解】AC.由于、两点是皮带传动两轮子边缘上的两点,则a点与c点的线速度大小相等,、两点为共轴的轮子上两点,则b点与c点的角速度相等,根据可得(因为),因此,故A错误,C正确;
B.以上分析可知,则有
又因为
联立解得,故B错误;
D.由于、两点是共轴轮子上的两点,则b点与d点的角速度相等,因为,则有,而,根据公式可得,故D错误。
故选C。
8.如图所示,水平转盘上静置有两个完全相同的小物块、,质量均为,小物块和转盘间的动摩擦因数均为,小物块、与转盘圆心的距离分别为和,两物块由一过圆心的轻质细绳相连,初始时刻轻绳恰好伸长且无形变。时刻使转盘由静止开始做角速度缓慢增加的圆周运动,设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,重力加速度大小为,下列关于小物块、与转盘间的摩擦力、随角速度平方变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】CD.初始时轻绳无拉力,物块A、B的向心力均由静摩擦力提供,则根据牛顿第二定律可知物块A的向心力方程为
所以物块A的摩擦力随线性增大;同理根据牛顿第二定律可知物块B的向心力方程为
所以物块B的摩擦力随也线性增大,且增长的速率是物块A的2倍,所以物块B与转盘间的静摩擦力先达到最大值。当物块B的静摩擦力达到最大值时有
解得
之后轻绳开始出现拉力,而之后物块B的摩擦力将保持最大值不变,故CD错误;
AB.当物块B的静摩擦力达到最大值以后,设轻绳的拉力为,则根据牛顿第二定律可知物块B的向心力方程为
解得
同理根据牛顿第二定律可知物块A的向心力方程为
解得
故此时物块A的摩擦力随线性减小。当物块A的静摩擦力为0时有
解得
当物块A的静摩擦力反向达到最大值时有
解得
之后两物块开始滑动,故A错误,B正确。
故选B。
9.(多选)如图所示,把一个可视为质点的小球放在光滑的球形容器中,使小球沿容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动。已知圆周运动的轨道半径R=0.625m,小球所在位置切面与水平面夹角θ=45°,小球质量为m=0.2kg,重力加速度取g=10m/s2。关于小球的下列说法正确的是( )
A.角速度大小为4rad/s
B.线速度大小为5m/s
C.向心加速度大小为10m/s2
D.所受支持力大小为N
【答案】AC
【详解】A.对小球进行分析,根据牛顿第二定律有
解得,故A正确;
B.小球运动的线速度大小
结合上述解得,故B错误;
C.小球向心加速度大小
结合上述解得,故C正确;
D.对小球进行分析,小球所受支持力大小为,故D错误。
故选AC。
10.(多选)如图所示,带有一白点的灰色圆盘绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动,转速。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘,则下列说法正确的是( )
A.白点逆时针旋转 B.白点顺时针旋转
C.白点转动频率为 D.白点转动周期为
【答案】AD
【详解】由题意灰色圆盘,可绕过其中心,垂直于盘面的轴匀速转动,每秒沿顺时针方向旋转20圈,即频率为
在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘,即
则
所以观察到白点逆时针旋转,则
所以观察到白点转动频率1Hz,即转动周期为T=1s
故选AD。
11.(多选)如图所示,水平圆盘绕过圆心O的竖直轴以角速度ω匀速转动,A、B、C三个木块放置在圆盘上面的同一条直径上,已知B的质量为2m,B与圆盘间的动摩擦因数为2μ,A和C的质量均为m,与圆盘间的动摩擦因数均为μ,OA、OB、BC长均为L,开始时,圆盘匀速转动时的角速度ω比较小,随后使圆盘转动的角速度ω不断缓慢增大,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A.随着圆盘转动的角速度ω不断增大,木块与圆盘发生相对滑动的顺序依次是C、A、B
B.若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,轻绳无张力
C.若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,B、C均与圆盘发生相对滑动
D.若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,A、B均不能与圆盘保持相对静止
【答案】AC
【详解】A.木块与圆盘发生相对滑动的临界条件是木块与圆盘间的最大静摩擦力提供它们做圆周运动的向心力,对A、B、C分别有,,
解得,,
则随着圆盘转动的角速度不断增大,木块与圆盘发生相对滑动的顺序依次是C、A、B,故A正确;
B.若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,结合A分析可知,当时,轻绳开始有张力,则当圆盘转动的角速度时,轻绳可能有张力,故B错误;
C.根据题意可知,若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,B、C均与圆盘发生相对滑动时,则有
解得,故C正确;
D.若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来,A、B均与圆盘发生相对滑动时,则有
解得,故D错误。
故选AC。
12.(多选)如图无人机进行定点投放性能测试,在空中绕点做平行于地面、的匀速圆周运动。点在地面上的正上方,其高度差,无人机及物品总质量。若物品相对无人机无初速度释放,不计空气对物品运动的影响,物品可视为质点且落地后即静止,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.无人机处于平衡状态
B.无人机的向心加速度大小为
C.无人机投放物品前受到空气的作用力大小为
D.物品落地点距的距离为
【答案】BC
【详解】A.无人机做匀速圆周运动,所受合力不为零,不是平衡状态,故A错误;
B.根据题意,由公式可得,无人机的向心加速度大小为,故B正确;
C.无人机所受重力和空气作用力的合力提供向心力,则有
由三角形法则可得,无人机投放物品前受到空气的作用力大小为,故C正确;
D.物品离开无人机后做平抛运动,竖直方向上有
解得
物品沿切线方向的位移
则物品落地点距的距离为,故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(本题共2小题,每题10分,共20分)
13.向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系,装置如图1所示,两个变速塔轮第一层的半径相同,通过皮带连接。实验时,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动,槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力,小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。实验还配有两个质量相同的钢球和一个同体积的铝球。
(1)本实验主要用到的研究方法是 。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.放大法
(2)探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系是图中的 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】(1)C
(2)甲
【详解】(1)本实验主要用到的研究方法是控制变量法,故选C。
(2)探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系,需要保持小球质量和转动半径相同,两个变速塔轮的半径应该不同,则是图中的甲。
14.如图所示是“DIS向心力实验器”,当质量为的砝码随旋转臂一起在水平面内做半径为的圆周运动时,所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得,旋转臂另一端的挡光杆(挡光宽度为,旋转半径为)每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力大小和挡光时间的数据。该同学通过保持砝码质量和运动半径不变,来探究向心力与角速度的关系。
(1)下列实验与本实验方法相同的是___________。
A.探究平抛运动的特点
B.探究加速度与力和质量的关系
C.探究弹簧形变量与力的关系
D.探究两个互成角度的力的合成规律
(2)某次旋转过程中挡光杆经过光电门时的遮光时间为,则砝码的角速度 。
(3)以为纵坐标,以 (填“”“”“”或“”)为横坐标,可在坐标纸中描出数据点做一条直线,若该直线的斜率为,由作出的图线可得砝码做圆周运动的半径 (用、、、表示)。
【答案】(1)B
(2)
(3)
【详解】(1)A.探究平抛运动的特点用运动的合成与分解法,故A错误;
B.探究加速度与力和质量的关系用控制变量法,与本实验方法相同,故B正确;
C.探究弹簧形变量与力的关系用等效替代法,故C错误;
D.探究两个互成角度的力的合成规律用等效替代法,故D错误;
故选B。
(2)挡光杆与砝码同轴转动,角速度相等。挡光杆的线速度
由
得
(3)向心力公式
代入
得
可见与成正比,故横坐标为。设斜率
解得
三.计算题(本题共3小题,共32分)
15.如图所示,质量为的小球做半径为的匀速圆周运动,经时间由点运动到点,弧所对的圆心角为。求小球:
(1)做匀速圆周运动的角速度的大小;
(2)由点运动到点过程中平均速度的大小。
【详解】(1)由角速度的定义式可得
(2)由几何关系可得
则由点运动到点过程中平均速度的大小
16.如图所示,压路机的大轮半径是小轮半径的2倍。压路机匀速行驶时,大轮边缘上A点的向心加速度是,求:
(1)小轮边缘上点的向心加速度是多大?
(2)若小轮半径,则压路机行驶的速度是多少。
【详解】(1)根据题意可知,两轮边缘上的点线速度相等,在匀速圆周运动中,圆周上的点的向心加速度
可得
解得
(2)根据向心加速度
可得
代入数据解得
17.如图甲所示,长为L=3m的传送带以速度v0=6m/s顺时针匀速转动,其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接,轨道半径R=0.8m;右端B与一个倾角为30°的斜面连接,B点到地面的高度为H=1.8m。小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放,到达A点时的速率v与下落高度h的关系如图乙所示。已知小滑块质量为m=2kg,与传送带之间的动摩擦因数为,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)若滑块从h=0.5m处静止释放,则物块到达A点时对轨道的压力;
(2)若物块从B点水平飞出后恰好到达斜面底端C点,则滑块从B点飞出的速度多大?
【详解】(1)由图,可知h=0.5m时,物块到达A点的速度为
设在A点,滑块受到支持力为F,则有
代入数据解得
由牛顿第三定律,滑块对轨道的压力大小为45N,方向竖直向下。
(2)设滑块从B点飞出的速度为,运动时间为,由平抛规律可得,
联立解得
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第六章 圆周运动
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第二册第6章。
2.考试时间:75分钟 试卷满分:100分。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.用细线系着一个小球,使其在光滑水平面上做匀速圆周运动,O为圆心,小球经过A点时线速度v的方向如图所示,此时小球向心加速度的方向( )
A.与v的方向相同 B.与v的方向相反
C.垂直于v并指向O点 D.垂直于v并背离O点
2.走马灯(如图所示),这一富有传统特色的工艺品,起源可以追溯到隋唐时期。其工作原理:点燃底部蜡烛,上升的热空气驱动扇叶旋转,带动纸片绕竖直转轴匀速转动,若我们观察到某一灯面上相邻纸马和纸片战士的图形交替的时间间隔为5s,四个纸片均匀分布,则该走马灯的角速度约为( )
A. B.
C. D.
3.已知A、B两球的质量之比为1:2,做圆周运动的半径之比为2:1、角速度之比为1:3,据此可知,两球所受向心力的大小之比为( )
A.1:3 B.2:3 C.1:9 D.2:9
4.中国陶瓷既承载中华美学与文化底蕴,也是中外文明交流的重要载体。如图所示,陶瓷随工作台一起绕匀速转动,陶瓷上A、B两点到的距离分别为、,下列说法正确的是( )
A.A点的角速度大于B点的角速度 B.A、B两点在半个周期内的位移大小相同
C.A、B两点的线速度大小之比为 D.A、B两点的向心加速度大小之比为
5.服务员快速摆放餐盘的视频最近火遍全网,服务员把盘子均匀放到餐桌中间的转盘边缘上后,缓慢增大转盘转动的角速度,达到某一角速度时,餐盘从转盘边缘飞出,落在餐桌上后很快停下。已知餐盘和转盘间的动摩擦因数为,餐盘到转盘中心的距离为,忽略餐盘的大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,转盘到桌面的高度为,重力加速度为,忽略空气阻力及餐盘做圆周运动时的切向加速度,下列说法正确的是( )
A.餐盘从转盘边缘飞出时的速度
B.餐盘落到餐桌上前瞬间的速度大小为
C.餐盘落到餐桌上前瞬间的速度大小为
D.餐盘落到餐桌上后继续做圆周运动,直至停止
6.如图所示,水平放置的圆盘以角速度匀速转动,圆盘上有两个质量均为的物块P和Q(两物块均可视为质点),它们随圆盘一起做匀速圆周运动。已知物块距圆心的距离分别为和,。物块与转盘间的动摩擦因数为,重力加速度为。下列说法不正确的是( )
A.它们受到的静摩擦力方向都指向圆心
B.它们所受静摩擦力大小之比为
C.若圆盘突然停止转动,两物块将沿半径反方向飞出
D.若不断提高圆盘转速,物块将先被甩出
7.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一套轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r。b点在小轮上,到小轮中心的距离为r。已知c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中皮带不打滑,则以下判断正确的是( )
A.a点与b点的线速度大小相等
B.a点与b点的角速度大小相等
C.a点与c点的线速度大小相等
D.a点的向心加速度是d点的4倍
8.如图所示,水平转盘上静置有两个完全相同的小物块、,质量均为,小物块和转盘间的动摩擦因数均为,小物块、与转盘圆心的距离分别为和,两物块由一过圆心的轻质细绳相连,初始时刻轻绳恰好伸长且无形变。时刻使转盘由静止开始做角速度缓慢增加的圆周运动,设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,重力加速度大小为,下列关于小物块、与转盘间的摩擦力、随角速度平方变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(多选)如图所示,把一个可视为质点的小球放在光滑的球形容器中,使小球沿容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动。已知圆周运动的轨道半径R=0.625m,小球所在位置切面与水平面夹角θ=45°,小球质量为m=0.2kg,重力加速度取g=10m/s2。关于小球的下列说法正确的是( )
A.角速度大小为4rad/s
B.线速度大小为5m/s
C.向心加速度大小为10m/s2
D.所受支持力大小为N
10.(多选)如图所示,带有一白点的灰色圆盘绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动,转速。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘,则下列说法正确的是( )
A.白点逆时针旋转 B.白点顺时针旋转
C.白点转动频率为 D.白点转动周期为
11.(多选)如图所示,水平圆盘绕过圆心O的竖直轴以角速度ω匀速转动,A、B、C三个木块放置在圆盘上面的同一条直径上,已知B的质量为2m,B与圆盘间的动摩擦因数为2μ,A和C的质量均为m,与圆盘间的动摩擦因数均为μ,OA、OB、BC长均为L,开始时,圆盘匀速转动时的角速度ω比较小,随后使圆盘转动的角速度ω不断缓慢增大,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A.随着圆盘转动的角速度ω不断增大,木块与圆盘发生相对滑动的顺序依次是C、A、B
B.若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,轻绳无张力
C.若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,B、C均与圆盘发生相对滑动
D.若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,A、B均不能与圆盘保持相对静止
12.(多选)如图无人机进行定点投放性能测试,在空中绕点做平行于地面、的匀速圆周运动。点在地面上的正上方,其高度差,无人机及物品总质量。若物品相对无人机无初速度释放,不计空气对物品运动的影响,物品可视为质点且落地后即静止,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.无人机处于平衡状态
B.无人机的向心加速度大小为
C.无人机投放物品前受到空气的作用力大小为
D.物品落地点距的距离为
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(本题共2小题,每题10分,共20分)
13.向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系,装置如图1所示,两个变速塔轮第一层的半径相同,通过皮带连接。实验时,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动,槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力,小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。实验还配有两个质量相同的钢球和一个同体积的铝球。
(1)本实验主要用到的研究方法是 。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.放大法
(2)探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系是图中的 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
14.如图所示是“DIS向心力实验器”,当质量为的砝码随旋转臂一起在水平面内做半径为的圆周运动时,所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得,旋转臂另一端的挡光杆(挡光宽度为,旋转半径为)每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力大小和挡光时间的数据。该同学通过保持砝码质量和运动半径不变,来探究向心力与角速度的关系。
(1)下列实验与本实验方法相同的是___________。
A.探究平抛运动的特点
B.探究加速度与力和质量的关系
C.探究弹簧形变量与力的关系
D.探究两个互成角度的力的合成规律
(2)某次旋转过程中挡光杆经过光电门时的遮光时间为,则砝码的角速度 。
(3)以为纵坐标,以 (填“”“”“”或“”)为横坐标,可在坐标纸中描出数据点做一条直线,若该直线的斜率为,由作出的图线可得砝码做圆周运动的半径 (用、、、表示)。
三.计算题(本题共3小题,共32分)
15.如图所示,质量为的小球做半径为的匀速圆周运动,经时间由点运动到点,弧所对的圆心角为。求小球:
(1)做匀速圆周运动的角速度的大小;
(2)由点运动到点过程中平均速度的大小。
16.如图所示,压路机的大轮半径是小轮半径的2倍。压路机匀速行驶时,大轮边缘上A点的向心加速度是,求:
(1)小轮边缘上点的向心加速度是多大?
(2)若小轮半径,则压路机行驶的速度是多少。
17.如图甲所示,长为L=3m的传送带以速度v0=6m/s顺时针匀速转动,其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接,轨道半径R=0.8m;右端B与一个倾角为30°的斜面连接,B点到地面的高度为H=1.8m。小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放,到达A点时的速率v与下落高度h的关系如图乙所示。已知小滑块质量为m=2kg,与传送带之间的动摩擦因数为,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)若滑块从h=0.5m处静止释放,则物块到达A点时对轨道的压力;
(2)若物块从B点水平飞出后恰好到达斜面底端C点,则滑块从B点飞出的速度多大?
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