【物理】2020届一轮复习人教版　圆周运动及其应用课时作业 10页

‎2020届一轮复习人教版 　圆周运动及其应用 课时作业 ‎1.(物体做曲线运动的条件及轨迹分析)如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B点的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.D点的速率比C点的速率大 B.A点的加速度与速度的夹角小于90°‎ C.A点的加速度比D点的加速度大 D.从B点到D点加速度与速度的夹角先增大后减小 答案A 解析由题意,质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,速度沿B点轨迹的切线方向,则知加速度方向向下,合外力也向下,质点做匀变速曲线运动,合外力恒定不变,质点由C到D过程中,合外力做正功,由动能定理可得,D点的速率比C点的速率大,故A正确;质点在A点受力的方向向下,而速度的方向向右上方,A点的加速度与速度的夹角大于90°,故B错误;质点做匀变速曲线运动,加速度不变,合外力也不变,故C错误;质点由B点到E点过程中,受力的方向向下,速度的方向从水平向右变为斜向下,加速度与速度的夹角逐渐减小,故D错误。‎ ‎2.(物体做曲线运动的条件及轨迹分析)(2017·江西赣中南五校联考)若已知物体的速度方向和它所受合力的方向,如图所示,可能的运动轨迹是(　　)‎ 答案C 解析物体做曲线运动时,轨迹夹在速度方向和合力方向之间,合力大致指向轨迹凹的一侧,但速度方向只能无限接近合力方向,而不可能与合力方向平行或相交,故只有选项C正确。‎ ‎3.(多选)(对合运动和分运动的理解)(2018·苏州市期中调研)一物体在xOy平面内从坐标原点开始运动,沿x轴和y轴方向运动的速度v随时间t变化的图象分别如图甲、乙所示,则物体在0~t0时间内(　　)‎ A.做匀变速运动 B.做非匀变速运动 C.运动的轨迹可能如图丙所示 D.运动的轨迹可能如图丁所示 答案AC 解析由题图知物体在x轴方向做匀速直线运动,加速度为零,合力为零;在y轴方向做匀减速直线运动,加速度恒定,合力恒定,所以物体所受的合力恒定,一定做匀变速运动,故A正确,B错误;曲线运动中合外力方向与速度方向不在同一直线上,而且指向轨迹弯曲的凹侧.由上分析可知,物体的合力沿-y轴方向,而与初速度不在同一直线上,则物体做曲线运动,根据合力指向轨迹的凹侧可知,丙图是可能的,故C正确,D错误。‎ ‎4.(多选)(圆周运动的动力学分析)如图所示,一根细线下端拴一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中P'位置),两次金属块Q都静止在桌面上的同一点,则后一种情况与原来相比较,下面判断正确的是(　　)‎ A.Q受到桌面的支持力变大 B.Q受到桌面的静摩擦力变大 C.小球P运动的角速度变大 D.小球P运动的周期变大 〚导学号06400123〛‎ 答案 BC 解析金属块Q在桌面上保持静止,根据平衡条件知,Q受到的桌面的支持力大小等于其重力,保持不变,选项A错误;设细线与竖直方向的夹角为θ,细线的拉力大小为FT,细线的长度为L,小球P做匀速圆周运动时,由重力和细线的拉力的合力提供向心力,如图所示,则有FT=,Fn=mgtan θ=mω2Lsin θ,可得角速度ω=‎ ‎,周期T==2π,使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动时,θ增大,cos θ减小,则细线拉力FT增大,角速度ω增大,周期T减小,选项C正确,D错误;对Q,由平衡条件知,Q受到桌面的静摩擦力变大,选项B正确。‎ ‎5.(多选)(临界问题)(2017·湖南怀化一模)如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(　　)‎ A.B的向心力是A的向心力的2倍 B.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍 C.A、B都有沿半径向外滑动的趋势 D.若B先滑动,则B对A的动摩擦因数μA小于盘对B的动摩擦因数μB 答案BC 解析根据Fn=mrω2,因为两物块的角速度大小相等,转动半径相等,质量相等,则向心力相等,故A错误;对AB整体分析,FfB=2mrω2,对A分析,有FfA=mrω2,所以盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍,故B正确;A所受的静摩擦力方向指向圆心,可知A有沿半径向外滑动的趋势,B受到盘的静摩擦力方向指向圆心,有沿半径向外滑动的趋势,故C正确;对AB整体分析,μB2mg=2mr,解得ωB=,对A分析,μAmg=mr,解得ωA=,因为B先滑动,所以B先达到临界角速度,可知B的临界角速度较小,即μB<μA,故D错误。‎ ‎6.(“轻绳”模型)(2018·河北衡水中学二调)利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面,如图,用两根长为L的细线系一质量为m的小球,两线上端系于水平横杆上,A、B两点相距也为L,若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动,则小球运动到最低点时,每根线承受的张力为(　　)‎ A.2mg B.3mg C.2.5mg D.mg 答案A 解析小球恰好过最高点时有mg=m 解得v1= ①‎ 根据动能定理得mg·L= ②‎ 在最低点,由牛顿第二定律得FT-mg=m ③‎ 联立①②③得FT=2mg 故A正确,B、C、D错误。‎ ‎7.(2018·湖北黄冈市高三检测)“嫦娥四号”(专家称为“四号星”),计划在2018年发射升空,它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星,主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息,完善月球档案资料。已知引力常量为G,月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,嫦娥四号离月球中心的距离为r,绕月周期为T。根据以上信息判断下列说法正确的是(　　)‎ A.“嫦娥四号”绕月运行的速度为 B.月球的第一宇宙速度为 C.“嫦娥四号”必须减速运动才能返回地球 D.月球的平均密度为ρ=‎ 答案B 解析根据万有引力提供向心力,得G=m,得v=,又因为在月球表面物体受到的重力等于万有引力,有G=m'g,得GM=gR2。‎ 所以“嫦娥四号”绕月运行的速度为v=,故A错误。‎ 月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度,所以由重力提供向心力,得mg=m,得v=。故B正确。‎ ‎“嫦娥四号”要脱离月球的束缚才能返回地球,‎ 而嫦娥四号要脱离月球束缚必须加速做离心运动才行。故C错误。‎ 根据万有引力提供向心力G=mr,得月球的质量M=,所以月球的密度ρ=。故D错误。‎ ‎8.质量为m的小球由轻绳a和b系于一轻质木架上的A点和C点,如图所示。当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向、绳b在水平方向。当小球运动到图示位置时。绳b被烧断,同时杆也停止转动,则(　　)‎ A.小球仍在水平面内做匀速圆周运动 B.在绳被烧断瞬间,a绳中张力突然减小 C.若角速度ω较小,小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动 D.若角速度ω较大,小球可以在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动 答案CD 解析小球原来在水平面内做匀速圆周运动,绳b被烧断后,小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动或圆周运动,故A错误;绳b被烧断前,小球在竖直方向没有位移,加速度为零,a绳中张力等于重力,在绳b被烧断瞬间,a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力,而向心力竖直向上,绳a的张力将大于重力,即张力突然增大,故B错误;若角速度ω较小,小球原来的速度较小,小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动,故C正确;若角速度ω较大,小球原来的速度较大,小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动,故D正确。‎ ‎9.假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B,半径分别为RA和RB,这两颗行星周围卫星的运行周期的二次方(T2)与轨道半径的三次方(r3)的关系如图所示,T0为卫星环绕行星表面运行的周期,则(　　)‎ A.行星A的质量小于行星B的质量 B.行星A的密度大于行星B的密度 C.行星A的第一宇宙速度小于行星B的第一宇宙速度 D.当两行星的正常轨道半径相同时,卫星的角速度也相同 答案AC 解析根据万有引力提供向心力,有G=mR,得T=‎ 对于环绕行星A表面运行的卫星,有T0= ①‎ 对于环绕行星B表面运行的卫星,有T0= ②‎ 联立①②得 ③‎ 由题图知RA