素养培优练(二) 圆
周
运
动
一、圆周运动描述(物理观念)
1.自行车变速的工作原理是依靠线绳拉动变速器，变速器通过改变链条的位置，使链条跳到不同的齿轮上而改变速度。变速自行车的部分构造如图所示，其前、后轮的半径相等，当自行车沿直线匀速前进时，下列说法正确的是( )
A．后轮轮胎边缘的线速度小于飞轮边缘的线速度
B．飞轮的角速度与链轮的角速度大小一定相等
C．由链条相连接的飞轮边缘与链轮边缘的线速度大小一定相等
D．由链条相连接的飞轮边缘与链轮边缘的向心加速度大小一定相等
2．如图为旋转脱水拖把，拖把杆内有一段长度为35
cm的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起。螺杆的螺距(相邻螺纹之间的距离)为d＝5
cm，拖把头的半径为10
cm。拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转，把拖把头上的水甩出去。某次脱水时，拖把杆上段在1
s内匀速下压了35
cm，该过程中拖把头匀速转动，则下列说法正确的是( )
A.拖把头边缘的线速度大小为0.7π
m/s
B．拖把杆向下运动的速度大小为0.1π
m/s
C．拖把头转动的角速度为7π
rad/s
D．拖把头的转速为7
r/s
3．如图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n1，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．主动轮、从动轮转速关系一定为n1＝n2
C．从动轮边缘线速度大小为
eq
\f(r,r1)
n1
D．从动轮的转速为n1
二、水平面内的圆周运动(科学思维)
4.如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分别位于圆心两侧，与圆心距离分别为RA＝r，RB＝2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速加快到两物体刚好要发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( )
A．此时绳子张力为μmg
B．此时圆盘的角速度为
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心
D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
5.
(多选)有一种叫作“魔盘”的娱乐设施，如图所示，“魔盘”转动很慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开，当“魔盘”的转速逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，设水平“魔盘”上有A、B、C三个小孩，均可视为质点且与“魔盘”间的动摩擦因数相同，B、C处小孩的质量均为m，A处小孩的质量为2m；A、B与轴O的距离相等且为r，C到轴的距离为2r，“魔盘”以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的小孩都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是( )
A．A、B、C处小孩的向心加速度之比为1∶1∶2
B．A、B、C处小孩的静摩擦力之比为1∶1∶2
C．当转速增大时，最先滑动起来的是B处的小孩
D．当转速增大时，C处小孩最先打滑，然后A、B处的小孩同时打滑
6.如图，水平转盘上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物块和转盘间的摩擦因数为μ，设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为g，求：
(1)当水平转盘以角速度ω1匀速转动时，物块与转盘刚好能相对静止，求ω1的值是多少？
(2)将物块和转轴用细绳相连，当转盘的角速度ω2＝时，求细绳的拉力T2的大小。
(3)将物块和转轴用细绳相连，当转盘的角速度ω3＝时，求细绳的拉力T3的大小。
三、竖直面内的圆周运动(科学思维)
7.图中杂技演员在表演水流星节目时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子经过最高点时，里面的水也不会流出来，这是因为( )
A．水处于失重状态，不受重力的作用
B．水受的合力为零
C．水受的合力提供向心力，使水做圆周运动
D．杯子特殊，杯底对水有吸引力
8.如图所示，水平地面上放置一滚筒洗衣机，滚筒的内径为40
cm，滚筒壁上有漏水孔；洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动。某次脱水过程中毛毯紧贴在筒壁，与滚筒一起做匀速圆周运动(g取10
m/s2)，下列说法正确的是( )
A．毛毯在滚筒最高点的速度约为2
m/s
B．毛毯在滚筒最低点时处于超重状态
C．毛毯上的水在最高点更容易被甩出
D．毛毯上的水因为受到的向心力太大而被甩出
9.
(多选)(2021·台州高一检测)如图所示为用绞车拖物块的示意图。拴接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块。已知轮轴的半径R＝0.5
m，细线始终保持水平；被拖动物块质量m＝1
kg，与地面间的动摩擦因数μ＝0.5；轮轴的角速度随时间变化的关系是ω＝kt，k＝2
rad/s2，g取10
m/s2，以下判断正确的是( )
A．物块做匀速运动
B．细线对物块的拉力是5
N
C．细线对物块的拉力是6
N
D．物块做匀加速直线运动，加速度大小是1
m/s2
10.
(2020·全国Ⅰ卷)如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10
m，该同学和秋千踏板的总质量约为50
kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8
m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为( )
A．200
N
B．400
N
C．600
N
D．800
N
11．如图所示为一辆越野车在比赛时经过一段起伏路段，M、N分别为该路段的最高点和最低点，已知在最高点M附近汽车所走过的那一小段圆弧可认为是圆周运动的一部分，其对应半径为R，在最低点N附近对应圆周运动的半径为R，假设汽车整个运动可近似认为速率不变，汽车经过最高点M时对轨道的压力为汽车自重的0.9倍，那么汽车经过最低点N时对轨道的压力为自重的( )
A.1.1倍
B．1.15倍
C．1.2倍
D．1.25倍
12.游乐场里，质量为m＝39.9
kg的小春抱着一个质量为M＝0.1
kg的球乘坐摩天轮，已知摩天轮做匀速圆周运动，其角速度为ω0＝0.1
rad/s，半径为R＝100
m，摩天轮圆心距地面高度为H＝120
m(g取10
m/s2)，另有小霞在场外地面上观看。
(1)当小春乘坐的位置运动到摩天轮最低点时，请问此时厢房地板对小春和球提供的总支持力为多少；
(2)当小春运动到如图所示的摩天轮最右端时，突然将球以相对于自己水平方向的速度v0＝1
m/s抛出
(忽略空气阻力)，小霞想在地面最快接住球，则需要站在距离摩天轮圆心的水平距离多远处等待？球在空中做什么运动？
PAGE
第
-
1
-
页
共
10
页
-
10
-
