内容正文:
、第六章圆周运动
10.如图所示,水平转盘上放有质量为m的物
体(可视为质点),连接物体和转轴的绳子
长为,物体与转盘间的最大静摩擦力是其
压力的4倍,转盘的角速度由零逐渐增
大,求:
(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角
速度;
易错排查
易错点①圆周运动
1.如图所示,汽车在一段弯曲水平路面上匀速
行驶,下面关于它受到的水平方向的作用力
的示意图,可能正确的是(F为地面对汽车
的静摩擦力,F阻为它行驶时空气对它的阻
力,其他力不计)(
)
42
·物理·
(2)当角速度为
5时,绳子对物体拉力
N 2r
的大小。
矫正练
2.公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如
图所示,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行
驶的速率为.时,汽车恰好没有向公路内外两
侧滑动的趋势。则在该弯道处(
)
内侧
公
外侧
A.路面必须是水平的
B.车速只要低于。,车辆便会向内侧滑动
C.车速虽然高于。,车辆也不一定向外
侧滑动
D.当路面结冰时,与未结冰时相比,。的值
变小
易错点②传动装置
3.(多选)如图所示为某一皮带传动装置。主
动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。已知
主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中
皮带不打滑。下列说法正确的是(
)
A.从动轮做顺时针转动
B.从动轮做逆时针转动
C.从动轮的转速为2n
r2
D.从动轮的转速为2n
4.(多选)如图所示,B和C是一组塔轮,即B
和C半径不同,但固定在同一转轴上,其半
径之比为RB:Rc=3:2,A轮的半径大小
与C轮相同,它与B轮紧靠在一起,当A轮
绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦力作
用,B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c
分别为三轮边缘的三个点,则a、b、c三点在
运动过程中的(
A.线速度大小之比为3:2:2
B.角速度之比为3:2:2
C.转速之比为2:3:2
D.向心加速度大小之比为9:6:4
易错排查矫正练,
易错点③圆周运动与其他运动的综合问题
5.如图所示,P是水平面上的圆弧凹槽,从高台
边B点以某速度水平飞出的小球,恰能从
圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨
道。O是圆弧的圆心,0是OA与竖直方向的
夹角,02是BA与竖直方向的夹角,则()
777777777777777777777
A.tan =2
tan 0
B.tan01·tan02=2
1
C.tan9·tanG-2
D.tan 0=2
tan 02
6.(多选)如图所示,直径为d的竖直圆筒绕中
心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以
水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒,
从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直
线上且相距为h,则(
A.子弹在圆筒中的水平速度为w=d√
g
B.子弹在圆筒中的水平速度为=2d√
g
g
C.圆筒转动的角速度可能为ω=元
D.圆筒转动的角速度可能为w=3π√2方
。物理·
43
、第六章圆周运动
7.如图所示,质量为1kg的小球用长为0.5m
的细线悬挂在O点,O点距地面竖直距离为
1m,如果使小球绕OO'竖直轴在水平面内
做圆周运动,若细线最大承受拉力为
12.5N,g取10m/s2。求:
(1)当小球的角速度为多大时,细线将断裂;
(2)线断裂后小球落地点与悬点的水平
距离。
10'
mmmnnmmmminmmnmmm
44
·物理·
8.如图,水平圆盘直径AB与C点共线,在C
点正上方h处一可视为质点的小球,沿与
AB平行的方向以某速度水平抛出。圆盘半
径为R,B、C两点间距为R,D为圆盘边缘
一点且OD与AB垂直。重力加速为g,不
计空气阻力。
(1)当圆盘固定时,要使小球落在圆盘上,求
速度大小范围;
(2)若圆盘绕圆心O由图示位置逆时针转
动,小球恰与圆盘在D点相遇,求圆盘转动
的角速度。g
(2)当w=
/38时,m>,所以绳子的拉力F
和最大静摩擦力共同提供向心力,此时
F+umg=mo'r
即F+mg=m.3g.7
2r
得F=2mg
1
易错排查矫正练
易错点1圆周运动
1.C解析:汽车行驶时所受阻力F组总与它该时刻
的速度方向相反,故D图肯定不对;做曲线运动
的物体所受合力的方向不仅与其速度方向成一角
度,而且总是指向曲线的“内侧”,A、B两图中F
与Fm的合力方向都不满足这一条件,只有C图
中F与F融的合力方向指向曲线的“内侧”,C正
确。故选C。
本题易错原因是对向心力的理解错误:向心力是
从力的作用效果来命名的,因为它产生指向圆心的加
速度,所以称它为向心力。它不是具有确定性质的某
错
种类型的力,相反,任何性质的力都可以作为向心力。
警
实际上它可以是某种性质的一个力,或某个力的分力,
还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外
力。对一个物体进行受力分析的时候,是不需要画向
心力的,向心力是效果力。
2.C解析:路面应建成外高内低,此时重力和支持
力的合力指向内侧,可以提供圆周运动的向心力,
A错误;车速低于。,所需的向心力减小,此时摩
擦力可以指向外侧,减小提供的力,车辆不会向内
侧滑动,B错误;当速度为℃。时,静摩擦力为零,
靠重力和支持力的合力提供向心力,速度高于
时,摩擦力指向内侧,只要速度不超出最高限度,
车辆不会侧滑,C正确;当路面结冰时,与未结冰
时相比,由于支持力和重力不变,则u的值不变,
D错误。故选D。
错解一:忽略了摩擦力的作用,认为车速只要低于
错
U,车辆便会向内侧滑动,错选B项。错解二:认为路面
警
结冰后摩擦力变小,临界速度。变小,错因是设有理解
分
向心力的来源是重力和支持力的合力,与摩擦力无关。
易错点2传动装置
3.BC解析:主动轮做顺时针转动,从动轮通过皮
带的摩擦力带动转动,所以从动轮逆时针转动,故
A错误,B正确;由于通过皮带传动,皮带与轮边
c
缘接触处的线速度相等,根据v=2πnr得n2r2=
(2)线断裂后,小球做平抛运动,
m,所以2=m,故C正确,D错误。故选BC。
则其平抛运动的初速度为
=@Lsin37°=1.5m/s
错
由于本题中皮带存在交错现象,故从动轮和主动
竖直方向:y=h-Lcos37°=
28t2
警
轮的旋转方向不同,本题容易错选A项。
水平方向:x=t
解得d=√L2sin0十x2=0.6m。
4.BD解析:轮A、轮B靠摩擦传动,边缘,点线速度
相等,故va:6=1:1,轮B、轮C是共轴传动,角
易错点一:本题第(1)小题中向心力的来源容易直
接误认为是绳子的拉力;
速度相等,故w%·w.=1:1,根据公式v=rw解得
梦
易错点二:本题第(2)小题中对于平抛运动的空间
℃a:%u=3:3:2,wa:w6:we=3:2:2,A
警
认识不足,容易误将平抛运动的水平位移误当成小球
错误,B正确;根据ω=2πn,可知转速之比为3:
分
落地点与悬点的水平距离。
3:2,C错误;根据a=ru2=w可知aa:ab:
ae=9:6:4,D正确。故选BD。
8.答案:(1)R
≤≤3R
g
2
易错点3圆周运动与其他运动的综合问题
5.B解析:由题意知,tan(==壁,tan,=工=
(2)m=(mr+受√景
/g(n=0,1,2,3…)
y
解析:(1)小球做平抛运动,根据
2vo
7”由以上两式籽ann一2。B
h=2时
正确。故选B。
解得小球做平抛运动的时间
易
错
对题中临界条件把握不准,导致不能正确找到两
I-NR
h
警
个夹角之间的关系。
当小球落在B,点时,初速度最小,则最小速度为
示
6.ACD解析:子弹做平抛运动,故运动的时间t=
当小球落在A点时,初速度最大,则最大速度为
西,水平位移为d,则d=w,解得水平速度
-3R√员
t
h
=d√氛,A正确,B错误;由题意知,t=√
所以圆盘固定时,要使小球落在圆盘上,速度大小
-(+号)
范围为
,n=0,1,2,3,…,解得w=
R√景≤R
(a+号)}2x√景,当=0时C正确,当=1时,
(2)根据
D正确。故选ACD。
w=2
7.答案:(1)5rad/s(2)0.6m
解析:(1)当细线承受的拉力恰为最大时,对小球
根据圆周运动的周期性,可知相遇时D点转过的
受力分析,如图所示。
角度为
0=mm+(m=0,1,2,3…)
角速度
w-(mx+√景(n=0,12,3…)。
小题限时强化练
竖直方向:Frcos0=mg
解得0=37
1.AB解析:当汽车通过最低点时,需要向上的向
向心力F向=mgtan37°=mw2Lsin37
心力,则有FN>mg,则处于超重状态,A正确;设
解得w=5rad/s。
绳与竖直方向上的夹角为0,小球竖直高度为h,
由牛顿第二定律有mgtan0=mw2·htan0,得w=
√层,两扬体高度一致,则它们角速度大小湘等,
B正确;物体所受合外力不足以提供向心力才会
做离心运动,C错误;超速时重力与支持力的合力
不足以提供向心力,会挤压外轨产生向内的力,D
错误。故选AB。
2.C解析:A、B轮线速度大小相等,RA:R=
2:1,根据a=爱知,a·0a=1:2B,C轮角逸度
大小相等,RB:Rc=1:5,根据a=Rw2知,
ag:ac=1:5;所以aA:ag:ac=1:2:l0,故C
正确,A、B、D错误。故选C。
3.AC解析:设球运动的线速度为),则在A处有
Fx+mg=m
R,FN=mg,解得o=V2gR,匀速
,驱,A正确,B
圆周运动的周期为T=2三不√g)
错误;在B、D处球拍与水平面夹角为日,在B、D
处球受到球拍的弹力沿水平方向的分力提供向心
力,在B处的受力分析如图所示
A
mg
02
可得Fasin日=mgtan日=mR,又u=√2gR,联
立可得tan日=2,FB=2mg=√5mg,C正确,D错
sin0
误。故选AC。
4.A解析:由题意可得,OP长度不变,P点做匀速
圆周运动,其线速度大小不变,向心加速度方向指
向圆心,方向时刻改变,A正确,B错误。由题意,
P、Q两点的相对位置不变,Q,点也做匀速圆周运
动,Q点水平方向和竖直方向做的都不是匀速运
动,C、D错误。故选A。
5.D解析:两个小球绕共同的圆心做圆周运动,它
们之间的拉力互为向心力,角速度相同。设两球
所需的向心力大小为F。,角速度为w,则
对球m1:Fn=m1w2r1,
对球m2:Fn=m2w2r2,
由上述两式得r1:r2=m2:m1=1:2。故选D。
6.AD解析:设轨道的半径为r,在圆周轨迹的最
低点时,合力提供向心力,有F一mg=m①,对
照图像可知,当=a时,F=2b,当速度为0时,