曲線運(yùn)動典型例題_第1頁
曲線運(yùn)動典型例題_第2頁
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曲線運(yùn)動典型例題_第5頁
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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、選擇題1、一石英鐘的分針和時針的長度之比為 3:2,均可看作是勻速轉(zhuǎn)動,則()A分針和時針轉(zhuǎn)一圈的時間之比為 1:60 B分針和時針的針尖轉(zhuǎn)動的線速度之比為 40:1C分針和時針轉(zhuǎn)動的角速度之比為 12:1 D分針和時針轉(zhuǎn)動的周期之比為 1:62、有一種雜技表演叫“飛車走壁”,由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的內(nèi)側(cè)壁高速行駛,做勻速圓周運(yùn)動如圖所示中虛線圓表示摩托車的行駛軌跡,軌跡離地面的高度為h下列說法中正確的是()Ah越高,摩托車對側(cè)壁的壓力將越大 Bh越高,摩托車做圓周運(yùn)動的線速度將越大Ch越高,摩托車做圓周運(yùn)動的周期將越大 Dh越高,摩托車做圓周運(yùn)動的向

2、心力將越大3、 A、B兩小球都在水平面上做勻速圓周運(yùn)動,A球的軌道半徑是B球的軌道半徑的2倍,A的轉(zhuǎn)速為30 r/min,B的轉(zhuǎn)速為 r/min,則兩球的向心加速度之比為:()A1:1      B6:1        C4:1           D2:14、兩個質(zhì)量相同的小球a、b用長度不等的細(xì)線拴在天花板上的同一點(diǎn)并在空中同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,如圖所示,則

3、a、b兩小球具有相同的A角速度 B線速度    C向心力 D向心加速度5、關(guān)于平拋運(yùn)動和勻速圓周運(yùn)動,下列說法中正確的是()A平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動 B平拋運(yùn)動速度隨時間的變化是不均勻的C勻速圓周運(yùn)動是線速度不變的圓周運(yùn)動 D做勻速圓周運(yùn)動的物體所受外力的合力做功不為零6、在水平面上轉(zhuǎn)彎的摩托車,如圖所示,提供向心力是  A重力和支持力的合力 B靜摩擦力C滑動摩擦力 D重力、支持力、牽引力的合力7、如圖所示,在粗糙水平板上放一個物體,使水平板和物體一起在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動,ab為水平直徑,cd為豎直直徑,在運(yùn)動過程中木板始終保持水平,

4、物塊相對木板始終靜止,則(    )             A物塊始終受到三個力作用       B只有在a、b、c、d四點(diǎn),物塊受到合外力才指向圓心       C從a到b,物體所受的摩擦力先減小后增大         

5、60; D從b到a,物塊處于失重狀態(tài)8、如圖所示,拖拉機(jī)后輪的半徑是前輪半徑的兩倍,A和B是前輪和后輪邊緣上的點(diǎn),若車行進(jìn)時輪與路面沒有滑動,則   )         A  A點(diǎn)和B點(diǎn)的線速度大小之比為1:2   B  前輪和后輪的角速度之比為2:1   C  兩輪轉(zhuǎn)動的周期相等   D  A點(diǎn)和B點(diǎn)的向心加速度相等9、用一根細(xì)線一端系一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,另一端固定在一光滑錐頂上,如圖

6、所示,設(shè)小球在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動的角速度為,線的張力為T,則T隨2變化的圖象是(     )  A B C D10、如圖所示,放于豎直面內(nèi)的光滑金屬細(xì)圓環(huán)半徑為R,質(zhì)量為m的帶孔小球穿于環(huán)上,同時有一長為R的細(xì)繩一端系于球上,另一端系于圓環(huán)最低點(diǎn),繩的最大拉力為2mg當(dāng)圓環(huán)以角速度繞豎直直徑轉(zhuǎn)動時,發(fā)現(xiàn)小球受三個力作用則可能為(     )  A3          B   

7、;       C          D二、計算題11、如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上,沿半徑方向放置著用輕繩相連的質(zhì)量分別為2m,m的兩個小物體A,B(均可視為質(zhì)點(diǎn)),A離轉(zhuǎn)軸r1=20cm,B離轉(zhuǎn)軸r2=40cm,A、B與圓盤表面之間的動摩擦因數(shù)為0.4,重力加速度g=10m/s2,求:              &

8、#160;                                               (1)輕繩上無張力時,圓盤轉(zhuǎn)動的角速

9、度的范圍?                           (2)A、B與圓盤之間不發(fā)生相對滑動時,圓盤轉(zhuǎn)動的角速度的最大值?              (3)A、B與圓盤之間剛好不發(fā)生相對滑動時,燒斷輕繩

10、,則A、B將怎樣運(yùn)動?                                                 

11、                    13、汽車試車場中有一個檢測汽車在極限狀態(tài)下的車速的試車道,試車道呈錐面(漏斗狀),如圖所示 測試的汽車質(zhì)量m=1t,車道轉(zhuǎn)彎半徑R=150m,路面傾斜角=45°,路面與車胎的動摩擦因數(shù)為0.25,設(shè)路面與車胎的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,(g取10m/s2)求(1)若汽車恰好不受路面摩擦力,則其速度應(yīng)為多大?(2)汽車在該車道上所能允許的最小車速14、如圖

12、所示,輕桿長為3L,在桿的A、B兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和球B,桿上距球A為L處的點(diǎn)O裝在光滑的水平轉(zhuǎn)動軸上,桿和球在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動,已知球B運(yùn)動到最高點(diǎn)時,球B對桿恰好無作用力求:(1)球B在最高點(diǎn)時,桿對A球的作用力大?。?)若球B轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時B的速度vB=,桿對球A和球B的作用力分別是多大?A球?qū)U的作用力方向如何?15、如圖所示,光滑桿AB長為L,B端固定一根勁度系數(shù)為k、原長為l0的輕彈簧,質(zhì)量為m的小球套在光滑桿上并與彈簧的上端連接。OO為過B點(diǎn)的豎直軸,桿與水平面間的夾角始終為。則:(1)桿保持靜止?fàn)顟B(tài),讓小球從彈簧的原長位置靜止釋放,求小球釋放瞬間的加速度大小a及小球速度最大

13、時彈簧的壓縮量l1;(2)當(dāng)球隨桿一起繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動時,彈簧伸長量為l2,求勻速轉(zhuǎn)動的角速度;、如圖所示,兩繩系一質(zhì)量為0.1kg的小球,兩繩的另一端分別固定于軸的A、B兩處,上面繩長2m,兩繩拉直時與軸的夾角分別為30°和45°,問球的角速度在什么范圍內(nèi)兩繩始終有張力?(g取10m/s2) 參考答案一、選擇題1、解:A、D、分針的周期為T分=1h,時針的周期為T時=12h,兩者周期之比為T分:T時=1:12,故A錯誤,D錯誤;B、分針的周期為T分=1h,時針的周期為T時=12h,兩者周期之比為T分:T時=1:12,由v=研究得知,分針的線速度是時針的18倍,故

14、B錯誤;C、分針的周期為T分=1h,時針的周期為T時=12h,兩者周期之比為T分:T時=1:12,由=研究得知,分針的角速度是時針的12倍,故C正確;故選C2、解:A、摩托車做勻速圓周運(yùn)動,提供圓周運(yùn)動的向心力是重力mg和支持力F的合力,作出力圖設(shè)圓臺側(cè)壁與豎直方向的夾角為,側(cè)壁對摩托車的支持力F= 不變,則摩托車對側(cè)壁的壓力不變故A錯誤    B、根據(jù)牛頓第二定律得Fn=m,h越高,r越大,F(xiàn)n不變,則v越大故B正確    C、根據(jù)牛頓第二定律得Fn=mr,h越高,r越大,F(xiàn)n不變,則T越大故C正確  

15、  D、如圖向心力Fn=mgcot,m,不變,向心力大小不變故D錯誤故選:BC3、B 4、A 5、A 6、B 7、C 8、B 9、考點(diǎn):勻速圓周運(yùn)動;向心力 分析:分析小球的受力,判斷小球隨圓錐作圓周運(yùn)動時的向心力的大小,進(jìn)而分析T隨2變化的關(guān)系,但是要注意的是,當(dāng)角速度超過某一個值的時候,小球會飄起來,離開圓錐,從而它的受力也會發(fā)生變化,T與2的關(guān)系也就變了解答:  解:設(shè)繩長為L,錐面與豎直方向夾角為,當(dāng)=0時,小球靜止,受重力mg、支持力N和繩的拉力T而平衡,T=mgcos0,所以A項、B項都不正確;增大時,T增大,N減小,當(dāng)N=0時,角速度為0當(dāng)0時,由牛頓第二定律

16、得,TsinNcos=m2Lsin,Tcos+Nsin=mg,解得T=m2Lsin2+mgcos;當(dāng)0時,小球離開錐子,繩與豎直方向夾角變大,設(shè)為,由牛頓第二定律得Tsin=m2Lsin,所以T=mL2,可知T2圖線的斜率變大,所以C項正確,D錯誤故選:C點(diǎn)評:本題很好的考查了學(xué)生對物體運(yùn)動過程的分析,在轉(zhuǎn)的慢和快的時候,物體的受力會變化,物理量之間的關(guān)系也就會變化10、考點(diǎn):向心力;牛頓第二定律 專題:牛頓第二定律在圓周運(yùn)動中的應(yīng)用分析:因為圓環(huán)光滑,所以這三個力肯定是重力、環(huán)對球的彈力、繩子的拉力,細(xì)繩要產(chǎn)生拉力,繩要處于拉升狀態(tài),根據(jù)幾何關(guān)系及向心力基本格式求出剛好不受拉力時的角速度,此

17、角速度為最小角速度,只要大于此角速度就受三個力解答:  解:因為圓環(huán)光滑,所以這三個力肯定是重力、環(huán)對球的彈力、繩子的拉力,細(xì)繩要產(chǎn)生拉力,繩要處于拉升狀態(tài),根據(jù)幾何關(guān)系可知,此時細(xì)繩與豎直方向的夾角為60°,當(dāng)圓環(huán)旋轉(zhuǎn)時,小球繞豎直軸做圓周運(yùn)動,向心力由三個力在水平方向的合力提供,其大小為:F=m2r,根據(jù)幾何關(guān)系,其中r=Rsin60°一定,所以當(dāng)角速度越大時,所需要的向心力越大,繩子拉力越大,所以對應(yīng)的第一個臨界條件是小球在此位置剛好不受拉力,此時角速度最小,需要的向心力最小,對小球進(jìn)行受力分析得:Fmin=2mgsin60°,即2mgsin60&

18、#176;=mmin2Rsin60°解得:min=當(dāng)繩子拉力達(dá)到2mg時,此時角速度最大,對小球進(jìn)行受力分析得:豎直方向:Nsin30°(2mg)sin30°mg=0水平方向:Ncos30°+(2mg)cos30°=m解得:max=故ACD錯誤,B正確;故選:B點(diǎn)評:本題主要考查了圓周運(yùn)動向心力公式的應(yīng)用以及同學(xué)們受力分析的能力,要求同學(xué)們能找出臨界狀態(tài)并結(jié)合幾何關(guān)系解題,難度適中二、計算題11、考點(diǎn):向心力 專題:勻速圓周運(yùn)動專題分析:(1)當(dāng)小球的加速度為零時,速度最大,結(jié)合平衡求出彈簧的壓縮量(2)根據(jù)牛頓第二定律求出小球做勻速轉(zhuǎn)動時距離

19、B點(diǎn)的距離,求出此時小球的動能,結(jié)合最高點(diǎn)的動能,運(yùn)用動能定理求出桿對小球做功的大小解答:  解:(1)當(dāng)小球加速度為零時,速度最大,此時受力平衡,則有:mgsin=kl1,解得彈簧的壓縮量為:(2)當(dāng)桿繞OO軸以角速度0勻速轉(zhuǎn)動時,設(shè)小球距離B點(diǎn)L0,此時有:,解得:此時小球的動能為:小球在最高點(diǎn)A離開桿瞬間的動能為:根據(jù)動能定理有:Wmg(Ll)sin=EkAEk0,解得:W=答:(1)當(dāng)桿保持靜止?fàn)顟B(tài),在彈簧處于原長時,靜止釋放小球,小球速度最大時彈簧的壓縮量l1為0.06m;(2)保持0不變,小球受輕微擾動后沿桿上滑,到最高點(diǎn)A時其沿桿對其所做的功W為點(diǎn)評:本題考查了動能定理

20、、胡克定律與圓周運(yùn)動的綜合,知道小球做勻速轉(zhuǎn)動時,靠徑向的合力提供向心力,由靜止釋放時,加速度為零時速度最大,難度適中12、考點(diǎn):  向心力專題:  勻速圓周運(yùn)動專題分析:  (1)由題意可知當(dāng)細(xì)線上沒有張力時,B與盤間的靜摩擦力沒有達(dá)到最大靜摩擦力,故由靜摩擦力充當(dāng)向心力,由向心力公式可求得角速度;(2)當(dāng)A、B所受靜摩擦力均達(dá)到最大靜摩擦力時,圓盤的角速度達(dá)到最大值m,超過m時,A、B將相對圓盤滑動分別對兩個物體,根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式列式,即可求得最大角速度(3)根據(jù)離心的知識分析燒斷細(xì)線后A、B的運(yùn)動情況解答:  解:(1)當(dāng)B所需向心力

21、FBFfmax時,細(xì)線上的張力為0,即:m2r2mg,解得:即當(dāng)時,細(xì)線上不會有張力(2)當(dāng)A、B所受靜摩擦力均達(dá)到最大靜摩擦力時,圓盤的角速度達(dá)到最大值m,超過m時,A、B將相對圓盤滑動設(shè)細(xì)線中的張力為FT根據(jù)牛頓第二定律得:對A:2mgFT=2mm2r1對B:mg+FT=mm2r2,得m= rad/s(3)燒斷細(xì)線時,A做圓周運(yùn)動所需向心力FA=2mm2r1=0.6mg,又最大靜摩擦力為0.4mg,則A做離心運(yùn)動B此時所需向心力FB=mm2r2=0.6mg,大于它的最大靜摩擦力0.4mg,因此B將做離心運(yùn)動答:(1)若細(xì)線上沒有張力,圓盤轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)滿足的條件是3.7 rad/s(2)欲

22、使A、B與圓盤面間不發(fā)生相對滑動,則圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度為4.0 rad/s(3)A都做離心運(yùn)動點(diǎn)評:  對于圓周運(yùn)動動力學(xué)問題,分析受力情況,確定向心力由什么力提供是解題的關(guān)鍵本題還要抓住物體剛要滑動的臨界條件:靜摩擦力達(dá)到最大值13、解:(1)汽車恰好不受路面摩擦力時,由重力和支持力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律得:解得:v=(2)當(dāng)車道對車的摩擦力沿車道向上且等于最大靜摩擦力時,車速最小,根據(jù)牛頓第二定律得:NsinfcosNcos+fsinmg=0f=N解得: =答:(1)若汽車恰好不受路面摩擦力,則其速度應(yīng)為38.7m/s;(2)汽車在該車道上所能允許的最小車速為30m

23、/s14、解:(1)球B在最高點(diǎn)時速度為v0,有 ,得:因為A、B兩球的角速度相等,根據(jù)v=r知,此時球A的速度為:設(shè)此時桿對球A的作用力為FA,則 FAmg=m解得:FA=1.5mg(2)若球B轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時B的速度vB=,則對B球得:解得:FB=3.6mg此時A球的速度 vA=vB=,則則桿對A球作用力的方向向下,牛頓第三定律得,A球?qū)U作用力的方向向上由牛頓第二定律得:解得:FA=0.3mg答:(1)球B在最高點(diǎn)時,桿對A球的作用力大小為1.5mg(2)若球B轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時B的速度vB=,桿對球A和球B的作用力分別是0.3mg和3.6mg,A球?qū)U的作用力方向向上15、解:(1)小球從彈簧的原長位置靜止釋放時,根據(jù)牛頓第二定律有    (1分)       解得    (1分)小球速度最大時其加速度為零,則     (2分)       解得  (1分)   (2)球做

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