高中物理圆周运动常用模型精练12讲.pdf

高中物理圆周运动常用模型最新模拟题精练专题高中物理圆周运动常用模型最新模拟题精练专题 01.匀速圆周运动匀速圆周运动一选择题一选择题4.（2023 吉林长春高一期末）下图是家庭里常见的厨房水槽，A、B 分别是水槽出口上的两点，当出水口绕转轴 O 转动，如下图，v 代表线速度，代表角速度，a 代表向心加速度，T 代表周期，则下列说法正确的是（）A.vA vB，TATBB.AB，aA aBC.vA vB，aA aBD.aA aB，TATB2（2023 江西红色十校第一次联考）如图，两个小朋友在幼儿园玩翘翘板，翘翘板与水平地面的最大夹角为 30，玩的时候老师先让质量为 m 的小朋友坐在翘翘板的左端，左端着地，然后老师将质量为 1.5m 的小朋友轻轻放到翘翘板的右端，两小朋友可视为质点且与转轴间的距离均为 R，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为 g，则右端的小朋友与地面接触前的速度大小为（）AgRBg2RC2g5RD3g20R3.（2022 年 9 月甘肃张掖一诊）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块甲和乙放在转盘上，两者用长为 L 的不计伸长的细绳连接（细绳能够承受足够大的拉力），木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的 K倍，连线过圆心，甲到圆心距离r1，乙到圆心距离r2，且r13L4，r24L，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴OO转动，两物体随圆盘一起以角速度转动，当从 0 开始缓慢增加时，甲、乙与转盘始终保持相对静止，则下列说法错误的是（已知重力加速度为 g）（）A.当2Kgr时，乙的静摩擦力恰为最大值B.取不同的值时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心C.取不同值时，乙所受静摩擦力始终指向圆心；甲所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背向圆心D.如果2KgL时，两物体将相对圆盘发生滑动4.（2023 江苏南通第一次质检）游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向盘的边缘，其简化结构如图所示。现魔盘稳定匀速转动，游客相对魔盘始终保持静止的情况下，游客所受魔盘的支持力会减小的是（）A.只增大游客的质量B.只使魔盘的转速减至另一值C.只减小魔盘表面的粗糙程度D.只增大游客与转轴间的距离5.（2023 湖南三湘创新发展联考）如图所示，半径为 R 的半球形陶罐和陶罐内的物块（视为质点）绕竖直轴OO从静止开始缓慢加速转动，当达到某一角速度时，物块受到的摩擦力减为零，此时物块和陶罐球心O 点的连线与OO之间的夹角为，此后保持该角速度做匀速圆周运动，重力加速度大小为 g，下列说法正确的是（）A.物块匀速转动的周期为2singRB.物块匀速转动的线速度大小为tangRC.物块匀速转动的角速度大小为cosgRD.若继续增大转动的速度，物块有下滑的趋势6.游乐场中有一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的“魔盘”上，“魔盘”绕着通过顶点 的竖直轴 转动，当“魔盘”转动的角速度增大到一定值时，游客就会滑向“魔盘”的边缘，其简化结构如图所 示。游客视作质点，游客坐的位置与“魔盘”顶点 的距离为，游客与“魔盘”之间的动摩擦因数为 ()，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，当游客即将相对“魔盘”滑动时，“魔盘”转 动的角速度 等于7.（2022 湖南长沙长郡中学模拟）如图是某电力机车雨刷器的示意图雨刮器由刮水片和雨刮臂链接而成，M、N 为刮水片的两个端点，P 为刮水片与雨利臂的链接点，雨刮臂绕 O 轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是（）A.P 点的线速度始终不变C.M、N 两点的线速度相B.P 点的向心加速度不变同D.M、N 两点的运动周期不同8.(2022 广东潮州二模)2021 年 11 月 5 日，占全球市场份额 70%的无人机巨头大疆，发布迄今为止影像质量最优异的消费级无人机 Mavic3。下图是该型号无人机绕拍摄主体时做水平匀速圆周运动的示意图。已知无人机的质量为 m，无人机的轨道距拍摄对象高度为 h，无人机与拍摄对象距离为 r，无人机飞行的线速度大小为 v，则无人机做匀速圆周运动时（）A.角速度为vB.所受空气作用力为 mrgC.向心加速度为v2r2h2r2vD.绕行一周的周期为T 9.(2022 年高中广东梅州二模)上海磁悬浮列车线路需要转弯的地方有三处，其中设计的最大转弯处半径达到8000 米，用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到 1300 米。一个质量 50kg 的乘客坐在以360km/h速率驶过半径 2500 米弯道的车厢内，下列说法正确的是（A.弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适B.弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度C.乘客受到来自车厢的力大小约为 200ND.乘客受到来自车厢的力大小约为 540）N10.（2022 河南名校联盟大联考）如图所示为高速入口或出口的 ETC 车牌自动识别系统的直杆道闸，水平细直杆可绕转轴在竖直面内匀速转动。自动识别线ab到直杆正下方ab的距离L 22m，自动识别系统的反应时间为0.2s，直杆转动角速度rad/s4，要使汽车安全通过道闸，直杆必须转动到竖直位置，则汽车不停车匀速安全通过道闸的最大速度是（）A.8m/sB.9m/sC.10m/sD.11m/s11.(2022 上海七宝中学模拟)两粗细相同内壁光滑的半圆形圆管 ab 和 bc 连接在一起，且在 b 处相切，固定于水平面上一小球从 a 端以某一初速度进入圆管，并从 c 端离开圆管则小球由圆管 ab 进入圆管 bc 后A.线速度变小B.角速度变大C.向心加速度变小D.小球对管壁的压力变大12(2022 广东江门模拟广东江门模拟).螺旋测微器是常见的长度测量工具,如图所示,旋动旋钮一圈,旋钮同时会随测微螺杆沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离,已知旋钮上的可动刻度“0”刻线处 A 点的旋转半径为R=5.0mm,内部螺纹的螺距 x=0.5mm,若匀速旋动旋钮,则 A 点绕轴线转动的线速度和沿轴线水平移动的速度大小之比为A.10:1B.10:1C.20:1D.20:113.（2022 北京东城区高三下一模）9一个质量为 m 的小物块静止在表面粗糙的圆锥形漏斗的内表面，如图所示。现使该漏斗从静止开始转动，转动的角速度缓慢增大时，物块仍相对漏斗保持静止。当角速度达到m时，物块将要与漏斗发生相对滑动。在角速度从 0 缓慢增大到m的过程中，下列说法正确的是（）A物块所受的摩擦力随角速度增大，一直增大B物块所受的摩擦力随角速度增大，一直减小C物块所受的支持力随角速度增大，一直增大D物块所受的支持力随角速度增大，先增大后减小14.(2022 福建厦门二模)在水平地面转弯时，坐在车里的小云发现车内挂饰偏离了竖直方向，如图所示。设转弯时汽车所受的合外力为 F，关于本次转弯，下列图示可能正确的是A.B.C.D.15.（2022 南京金陵中学 4 月模拟）如图，相同的物块 a、b 用沿半径方向的细线相连放置在水平圆盘上。当圆盘绕转轴转动时，物块 a、b 始终相对圆盘静止。下列关于物块 a 所受的摩擦力随圆盘角速度的平方（2）的变化关系正确的是（）A.B.C.D.2021 年高中物理重庆实战猜题卷）如图所示，为A、B16.（两物体做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像，其中 A 为双曲线的一个分支，由图可知()A.A 物体运动的线速度大小不变B.A 物体运动的角速度大小不变C.B 物体运动的角速度大小不变D.B 物体运动的线速度大小不变17（2021 湖北荆门市重点高中质检）如图所示，ABC 为在竖直平面内的金属半圆环，AC 为其水平直径，AB 为固定的直金属棒，在金属棒上和半圆环的 BC 部分分别套着两个完全相同的小球 M、N（视为质点），B 固定在半圆环的最低点。现让半圆环绕对称轴以角速度匀速转动，两小球与半圆环恰好保持相对静止。已知半圆环的半径 R=1m，金属棒和半圆环均光滑，取重力加速度大小 g=10m/s2，下列选项正确的是（）AN、M 两小球做圆周运动的线速度大小之比为 1：BN、M 两小球做圆周运动的线速度大小之比 1：C若稍微增大半圆环的角速度，小环 M 稍许靠近 A 点，小环 N 将到达 C 点D若稍微增大半圆环的角速度，小环 M 将到达 A 点，小环 N 将稍许靠近 C 点18.如图所示，质点ab、在同一平面内绕质点 c 沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比:1:abTTk（1k，为正整数）。从图示位置开始，在 b 运动一周的过程中()A.ab、距离最近的次数为 k 次B.ab、距离最近的次数为1k 次C.abc、共线的次数为2k次D.abc、共线的次数为22k 次19.(2022 辽宁沈阳二模)如图甲所示，陀螺在圆轨道外侧运动而不脱离，好像被施加了魔法一样。该陀螺可等效成一质点在圆轨道外侧运动的模型，如图乙所示，在竖直面内固定的强磁性圆轨道上，A、B 两点分别为轨道的最高点与最低点。已知该质点的质量为 m，强磁性圆轨道半径为 R，重力加速度为 g，质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受轨道的强磁性引力始终指向圆心 O 且大小恒为 F。当质点以速率2gR通过 A点时，对轨道的压力为 7mg。不计一切摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（）A.强磁性引力 F 大小为 8mgB.质点在 B 点的速率为6gRC.质点在 B 点对轨道压力为 6mgD.要使陀螺不脱离强磁性圆轨道，它在 B 点的速率不能超过7gR20.（2022 山东淄博二模）如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为 1m 的细直杆可绕 O 在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线 ab 处到达直杆处的时间为 2.3s，自动识别系统的反应时间为 0.3s；汽车可看成高 1.6m 的长方体，其左侧面底边在aa直线上，且 O 到汽车左侧面的距离为 0.6m，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为（）A.rad/s4B.3rad/s4C.rad/s8D.rad/s12高中物理圆周运动常用模型最新模拟题精练专题高中物理圆周运动常用模型最新模拟题精练专题 02.向心力和向心加速度向心力和向心加速度一选择题一选择题2023 浙江台州期中联考）晋代孙绰在游天台山赋中写道：“过灵溪而一灌，疏烦不想于心胸”1.（。灵江是台州的母亲河，也是浙江的第三大河，全长 197.7 公里，上游为仙居的永安溪和天台的始丰溪，中游为灵江，下游为椒江。如图所示为百度地图中飞云江某段，河水沿着河床做曲线运动。图中A、B、C、D四处，受河水冲击最严重的是哪处（）A.A 处B.B处C.C处D.D处2.（2022 年 9 月甘肃张掖一诊）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块甲和乙放在转盘上，两者用长为 L 的不计伸长的细绳连接（细绳能够承受足够大的拉力），木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的 K倍，连线过圆心，甲到圆心距离1r，乙到圆心距离2r，且14Lr，234Lr，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴OO转动，两物体随圆盘一起以角速度转动，当从 0 开始缓慢增加时，甲、乙与转盘始终保持相对静止，则下列说法错误的是（已知重力加速度为 g）（）A.当2Kgr时，乙的静摩擦力恰为最大值B.取不同的值时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心C.取不同值时，乙所受静摩擦力始终指向圆心；甲所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背向圆心D.如果2KgL时，两物体将相对圆盘发生滑动3.（2023 江苏南通第一次质检）游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向盘的边缘，其简化结构如图所示。现魔盘稳定匀速转动，游客相对魔盘始终保持静止的情况下，游客所受魔盘的支持力会减小的是（）A.只增大游客的质量B.只使魔盘的转速减至另一值C.只减小魔盘表面的粗糙程度D.只增大游客与转轴间的距离4.（2023 湖南三湘创新发展联考）如图所示，半径为 R 的半球形陶罐和陶罐内的物块（视为质点）绕竖直轴OO从静止开始缓慢加速转动，当达到某一角速度时，物块受到的摩擦力减为零，此时物块和陶罐球心O 点的连线与OO之间的夹角为，此后保持该角速度做匀速圆周运动，重力加速度大小为 g，下列说法正确的是（）A.物块匀速转动的周期为2singRB.物块匀速转动的线速度大小为tangRC.物块匀速转动的角速度大小为cosgRD.若继续增大转动的速度，物块有下滑的趋势5.(2013 重庆名校月考)游乐场中有一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的“魔盘”上，“魔盘”绕着通过顶点 的竖直轴 转动，当“魔盘”转动的角速度增大到一定值时，游客就会滑向“魔盘”的边缘，其简化结构如图所 示。游客视作质点，游客坐的位置与“魔盘”顶点 的距离为，游客与“魔盘”之间的动摩擦因数为 ()，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，当游客即将相对“魔盘”滑动时，“魔盘”转 动的角速度 等于6（2023 重庆涪陵重点高中质检）如图为某中国运动员在冬奥会短道速滑比赛中的精彩瞬间。假定他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，在一极短时间t内滑过的角度为，则他在这个过程中（）A所受的合外力为零，做匀速运动B所受的合外力恒定，做匀加速运动C合外力做功为零，合力的冲量也为零D合外力做功为零，合力的冲量不为零7.（2023 辽宁铁岭六校协作体联考）如图甲所示，倾角为 45的斜面置于粗糙的水平地面上，有一滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为 m 的小球相连（绳与斜面平行），滑块质量为 2m，滑块能恰好静止在粗糙的斜面上。在图乙中，换成让小球在水平面上做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为，且45，两幅图中，滑块、斜面都静止，则以下说法中正确的是（）A.甲图滑块受到斜面的摩擦力大小为(21)mgB.甲图斜面受到地面的摩擦力为2mgC.乙图中=45时，滑块恰好不受摩擦力D.小球转动角速度越小，滑块受到的摩擦力越大8.（2022 宁波高二期末）用一款手摇式绞轮来打井水，如图所示，轮轴上的麻绳螺旋式地紧密缠绕，A、B、C 分别为麻绳上三个不同位置的点，D 为手柄的端点，忽略麻绳的重力且麻绳与轮轴无相对滑动。操作员按图中所示的方向匀速转动一圈（从右往左看是逆时针旋转），此过程中（）A.麻绳上 A 点的速度大于 B 点的速度B.手柄上 D 点的角速度小于麻绳上的 C 点的角速度C.麻绳上 B 点的向心加速度大于手柄上 D 点的向心加速度D.操作员在手柄处的外力大小可能小于水桶及桶中水的重力之和9（2022 浙江杭州九校联考）杭州游乐园有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，模型如图所示，已知模型飞机质量为 m，固定在长为 L 的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为，当模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）A模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力B旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直C旋臂对模型飞机的作用力大小为2422sinm gLD若夹角增大后，则旋臂对模型飞机的作用力增大10.(2022 福建泉州质检五)在 2022 年 3 月 23 日的“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶，静置后水和油混合在一起没有分层。图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”，即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，以绳子的另一端 O 为圆心做如图乙所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层（水的密度大于油的密度），以空间站为参考系，此时（）A.水和油的线速度大小相等B.水和油的向心加速度大小相等C.水对油的作用力大于油对水的作用力D.水对油有指向圆心的作用力11.（2022 浙江台州质检）有一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是()A.树木开始倒下时，树梢的角速度最大，易于判断B.树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断C.树木开始倒下时，树梢的周期较大，易于判断D.伐木工人的经验缺乏科学依据12.（2022 北京西城期末）有一种叫“旋转飞椅”的游乐项目（如图所示）。钢绳的一端系着座椅，另一端固定在水平转盘上。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内。将游客和座椅看作一个质点，不计钢绳的重力，以下分析正确的是（）A.旋转过程中，游客和座椅受到重力、拉力和向心力B.根据vr可知，坐在外侧的游客旋转的线速度更大C.根据2nFm r可知，“飞椅”转动的角速度越大，旋转半径越小D.若“飞椅”转动的角速度变大，钢绳上的拉力大小不变13.（2022 广东深圳名校联考）如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A.甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过gRB.乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大C.丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用D.丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的 A、B 位置先后分别做匀速圆周运动，则在 A、B 两位置小球向心加速度相等14.（2020 届辽宁省大连市高三第一次模拟）为了解决高速列车在弯路上运行时轮轨间的磨损问题，保证列车能经济、安全地通过弯道，常用的办法是将弯道曲线外轨轨枕下的道床加厚，使外轨高于内轨，外轨与内轨的高差叫曲线外轨超高。已知某曲线路段设计外轨超高值为 70mm，两铁轨间距离为 1435mm，最佳的过弯速度为 350km/h，则该曲线路段的半径约为（）A40 kmB30 kmC20 kmD10 km15.（2020 江苏模拟 2）某校社团开设了糕点制作课，糕点师傅在糕点制作“裱花”演示时，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径 20 cm 的蛋糕，在蛋糕上每隔 2 s 均匀“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上 10 个奶油，则下列说法中正确的是()A.圆盘转动的转速约为 20 r/minB.圆盘转动的角速度大小为10rad/sC.蛋糕边缘的奶油线速度大小约为20m/sD.蛋糕边缘的奶油向心加速度约为2500m/s216.（2020 陕西咸阳一模）（2020 陕西咸阳一模）一质量为 1.5103kg 的小汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为 80m 的弯道时，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为 9103N，下列说法正确的是（）A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B.汽车转弯的速度为 6m/s 时，所需的向心力为 6.75103NC.汽车转弯的速度为 20m/s 时，汽车会发生侧滑D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过 6.0m/s217.（2020 广东佛山一模）大喇叭滑梯是游客非常喜爱的大型水上游乐设施，一次最多可坐 4 人的浮圈，从高为 h 的平台由静止开始沿滑梯滑行，到达底部时水平冲入半径为 R，开口向上的碗状盆体中，做半径逐渐减小的圆周运动，重力加速度为 g，下列说法正确的是A人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于超重状态B人和浮圈刚进入盆体时的速度大小一定是2ghC人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力指向其运动轨迹的内侧D人和浮圈进入盆体后，其所受支持力与重力的合力大于所需的向心力，18.在考驾驶证的科目二阶段，有一项测试叫半坡起步，这是一条类似于凸型桥面设计的坡道。要求学员在半坡定点位置 a 启动汽车，一段时间后匀速率通过最高点 b 以及剩下路段，如图所示。下列说法正确的是A.若汽车以额定功率从 a 点加速到 b 点，牵引力一直增大B.在最高点 b 汽车处于平衡状态C.在最高点 b 汽车对路面的压力小于汽车的重力D.汽车从 a 到 b 运动过程中，合外力做功为 019.如图所示是一种古老的舂米机。舂米时，稻谷放在石臼 A 中，横梁可以绕 O 轴转动，在横梁前端 B 处固定一舂米锤，当脚踏在横梁另一端 C 点往下压时，舂米锤便向上抬起。然后提起脚，舂米锤就向下运动，击打 A 中的稻谷，使稻谷的壳脱落变为大米。已知 OCOB，则在横梁绕 O 转动过程中（）AB、C 的向心加速度相等BB、C 的角速度关系满足BCCB、C 的线速度关系满足 vBvCD舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力大于稻谷对舂米锤的作用力二计算题二计算题1.(13 分)2018 年安徽省四座水电站已完成绿色小水电站创建工作。绿色小水电站水轮机的示意图如图所示,让水从水平放置的水管流出,水流轨迹与下边放置的轮子边缘相切,水冲击轮子边缘上安装的挡水板,可使轮子连续转动。当该装置工作稳定时,可近似认为水到达轮子边缘时的速度与轮子边缘的线速度相同。调整轮O 轴的位置,使水流与轮边缘切点对应的半径与水平方向成=37角。测得水从管口流出速度 v0=3 m/s,轮子半径 r=0.1 m。已知 sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度 g 取 10 m/s2。(1)若不计挡水板的大小,则轮子转动角速度为多少?(2)求水管出水口距轮 O 轴水平距离 l 和竖直距离 h。2.(14 分)如图所示的装置可绕竖直轴 OO转动,可视为质点的小球在 A 点与两细线连接后两细线分别系于 B、C 两点,当细线 AB 沿水平方向绷直时,细线 AC 与竖直方向的夹角=37。已知小球的质量 m=1 kg,细线 AC长 l=1 m。重力加速度 g 取 10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。(1)若装置匀速转动,细线 AB 刚好被拉直成水平状态,求此时角速度1的大小。(2)若装置匀速转动的角速度2=rad/s,求细线 AB 和 AC 上的拉力大小 FTAB、FTAC。3.(10 分)（2020 江西吉安期中）如图所示，半径的两圆柱体 A 和 B，转动轴互相平行且在同一水平面内，轴心间的距离为 s=3.2m。两圆柱体 A 和 B 均被电动机带动以=6rad/s 的角速度同方向转动，质量均匀分布的长木板无初速地水平放置在 A 和 B 上，其重心恰好在 B 的正上方。从木板开始运动计时，圆柱体转动两周，木板恰好不受摩擦力的作用，且仍沿水平方向运动。设木板与两圆柱体间的动摩擦因数相同。重力加速度 g=10.0m/s2，取。求：（1）圆柱体边缘上某点的向心加速度；（2）圆柱体 A、B 与木板间的动摩擦因数；（3）从开始运动到重心恰在 A 的正上方所需的时间。ABs4.(12 分)翼型飞行器有很好的飞行性能,其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气阻力都受到影响,同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态.已知飞行器的动力 F 始终与飞行方向相同,空气升力 F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,即 F1=C1v2;空气阻力 F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,即 F2=C2v2.其中 C1,C2相互影响,可由运动员调节,满足如图(甲)所示的关系.运动员和装备的总质量为m=90 kg.(重力加速度取 g=10 m/s2)(1)若运动员使飞行器以速度 v1=10 3 m/s 在空中沿水平方向匀速飞行,如图(乙)所示.结合(甲)图计算,飞行器受到的动力 F 为多大?(2)若运动员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动,如图(丙)所示,在此过程中调节 C1=5.0Ns2/m2,机翼中垂线和竖直方向夹角为=37,求飞行器做匀速圆周运动的半径r和速度v2大小.(已知sin37=0.6,cos 37=0.8)高中物理圆周运动常用模型最新模拟题精练专题高中物理圆周运动常用模型最新模拟题精练专题 03.圆周运动圆周运动+实际模型实际模型一选择题一选择题1（2023 湖北荆州重点中学质检）把地球设想成一个半径为地球半径 R=6 400km 的拱形桥，如图所示，汽车在最高点时，若恰好对“桥面”压力为 0，g=9.8m/s2，则汽车的速度为（）A7.9m/sC7.9km/sB7.9m/hD7.9km/h2.（2023 浙江台州期中联考）晋代孙绰在游天台山赋中写道：“过灵溪而一灌，疏烦不想于心胸”。灵江是台州的母亲河，也是浙江的第三大河，全长 197.7 公里，上游为仙居的永安溪和天台的始丰溪，中游为灵江，下游为椒江。如图所示为百度地图中飞云江某段，河水沿着河床做曲线运动。图中A、B、C、D四处，受河水冲击最严重的是哪处（）C.CB.B处处A.A 处3D.D处（2022 高中上海）运动员滑雪时运动轨迹如图所示，已知该运动员滑行的速率保持不变，角速度为，向心加速度为 a，则A。变小，a 变小B。变小，a 变大C。变大，a 变小D。变大，a 变大4.（2022 高中北京卷）我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验，（）A小球的速度大小均发生变化C细绳的拉力对小球均不做功B小球的向心加速度大小均发生变化D细绳的拉力大小均发生变化5.(2021 安徽滁州高一质检)(本题 4 分)关于如图 a、b、c、d 所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（）A如图 a 所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力B如图 b 所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力C如图 c 所示，轻质细杆一端固定一小球在竖直面内做圆周运动，小球在最高点一定受支持力作用D如图 d 所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力6（3 分）分）(2019 浙江台州模拟浙江台州模拟)如图所示，A、B 为某小区门口自动升降杆上的两点，A 在杆的顶端，B 在杆的中点处。杆从水平位置匀速转至竖直位置的过程中，下列判断正确的是（）AA、B 两点角速度大小之比 2：1BA、B 两点线速度大小之比 2：1CA、B 两点向心加速度大小之比 4：1DA、B 两点向心加速度大小之比 1：47(2023浙江省名校协作体联考)(2023浙江省名校协作体联考)游乐园中的竖直摩天轮在匀速转动时，其每个载客轮舱能始终保持竖直直立 状(如图)，一质量为 m 的旅行包放置在该摩天轮轮舱水平板上。已知旅行包在最高点对水平板的压力为 0.8mg，下列说法正确的是()来源:Zxxk.ComA摩天轮转动过程中，旅行包所受合力不变B旅行包随摩天轮的运动过程中始终受到轮舱水平板的摩擦力作用C旅行包随摩天轮运动到圆心等高处时受到的摩擦力为 0.2mgD 旅行包随摩天轮运动的过程中机械能守恒8.（2023 济南名校质检）如图所示，在德州市的某十字路口，设置有右转弯专用车道。现有一辆汽车正在水平右转弯车道上行驶，其运动可视作圆周运动，行驶过程中车辆未发生打滑。司机和副驾驶座上的乘客始终与汽车保持相对静止。当汽车在水平的右转弯车道上减速行驶时，下列说法正确的是（）A.司机和乘客具有相同的线速度B.汽车所受的合力一定指向圆心C.汽车对乘客的作用力小于汽车对司机的作用力D.汽车对乘客的作用力大于乘客所受的重力9.（2023 齐鲁名校联考齐鲁名校联考)游乐园里有一种叫“飞椅”的游乐项目，简化后的示意图如图所示。已知飞椅用钢绳系着，钢绳上端的悬点固定在顶部水平转盘上的圆周上。转盘绕穿过其中心的竖直轴匀速转动。稳定后，每根钢绳（含飞椅及游客）与转轴在同一竖直平面内。图中 P、Q 两位游客悬于同一个圆周上，P 所在钢绳的长度大于 Q 所在钢绳的长度，钢绳与竖直方向的夹角分别为1、2。不计钢绳的重力。下列判断正确的是AP、Q 两个飞椅的线速度大小相同B无论两个游客的质量分别有多大，1一定大于2C如果两个游客的质量相同，则有1等于2D如果两个游客的质量相同，则 Q 的向心力一定小于 P 的向心力10.如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅 A、B 质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()A.A 的速度比 B 的大B.A 与 B 的向心加速度大小相等C.悬挂 A、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂 A 的缆绳所受的拉力比悬挂 B 的小二计算题二计算题1（2022 高中辽宁物理）2022 年北京冬奥会短道速滑混合团体 2000 米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。（1）如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度v 9m/s时，滑过的距离x 15m，求加速度的大小；（2）如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为R甲8m、R乙9m，滑行速率分别为v甲10m/s、v乙11m/s，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道。2.（2017 浙江选考）浙江选考）图中给出了一段“S”形单行盘山公路的示意图。弯道 1、弯道 2 可看作两个不同水平面上的圆弧，圆心分别为 O1、O2，弯道中心线半径分别为 r1=10m，r2=20m，弯道 2 比弯道 1 高 h=12m，有一直道与两弯道圆弧相切。质量 m=1200kg 的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力时车重的 1.25 倍，行驶时要求汽车不打滑。（sin37=0.6，sin53=0.8）（1）求汽车沿弯道 1 中心线行驶时的最大速度 v1；（2）汽车以 v1进入直道，以 P=30kW 的恒定功率直线行驶了 t=8.0s 进入弯道 2，此时速度恰为通过弯道中心线的最大速度，求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功；（3）汽车从弯道 1 的 A 点进入，从同一直径上的 B 点驶离，有经验的司机会利用路面宽度，用最短时间匀速安全通过弯道。设路宽 d=10m，求此最短时间（A、B 两点都在轨道中心线上，计算时视汽车为质点）。3（12 分）分）翼型飞行器有很好的飞行性能，其原理是通过对降落伞的调节，使空气升力和空气阻力都受到影响，同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态。已知飞行器的动力 F 始终与飞行方向相同，空气升力 F1与飞行方向垂直，大小与速度的平方成正比，即 F1C1v2；空气阻力 F2与飞行方向相反，大小与速度的平方成正比，即 F2C2v2。其中 C1、C2相互影响，可由运动员调节，满足如图甲所示的关系。飞行员和装备的总质量为 m90 kg。（重力加速度取 g10 ms2）（1）若飞行员使飞行器以速度 v1ms 在空中沿水平方向匀速飞行，如图乙所示。结合甲图计算，飞行器受到的动力 F 为多大?（2）若飞行员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动，如图丙所示，在此过程中调节 C15 0N s2m2，机翼中垂线和竖直方向夹角为37，求飞行器做匀速圆周运动的半径 r 和速度 v2大小。（已知 sin3706，cos3708）4游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为 m 的 8 位同学如图 4 所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，若某时刻转到顶点 a 上的甲同学让一小重物做自由落体运动，并立即通知下面的同学接住，结果重物掉落时正处在 c 处(如图)的乙同学恰好在第一次到达最低点 b 处时接到，已知“摩天轮”半径为 R，重力加速度为 g(人和吊篮的大小及重物的质量可忽略)求：(1)接住前重物下落的时间 t；(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度 v 的大小；(3)乙同学在最低点处对地板的压力 FN.高中物理圆周运动常用模型最新模拟题精练专题高中物理圆周运动常用模型最新模拟题精练专题 04.转动和传动转动和传动一选择题一选择题1.如图所示,两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮 A 和轮 B 水平放置(两轮不打滑),两轮半径 rA=2rB。当主动轮 A 匀速转动时,在 A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止。若将小木块放在 B 轮上,欲使木块相对 B 轮静止,则木块距 B 轮转轴的最大距离为()A.B.C.D.rB2.某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,如图所示,其半径分别为 r1、r2、r3,若甲轮匀速转动的角速度为,三个轮相互不打滑,则丙轮边缘上各点的向心加速度大小为()A.B.C.D.3.一磁带式放音机的转动系统如图所示,在倒带时,主动轮以恒定的角速度逆时针转动,P 和 Q 分别为主动轮和从动轮边缘上的点,则()A.主动轮上的 P 点线速度方向不变B.主动轮上的 P 点线速度逐渐增大C.主动轮上的 P 点的向心加速度逐渐增大D.从动轮上的 Q 点的向心加速度逐渐增大4.某两级皮带传动装置如图所示,转动时皮带均不打滑,中间两个轮子是固定在一起的,轮 1 的半径和轮 2 的半径相同,轮 3 的半径和轮 4 的半径相同,且为轮 1 和轮 2 半径的一半,则轮 1 边缘的 a 点与轮 4 边缘的 c 点相比()A.线速度之比为 14B.角速度之比为 41C.向心加速度之比为 81D.向心加速度之比为 185.(2021 安徽滁州高一质检)如图所示的皮带传动装置，主动轮1O上两轮的半径分别为3r和r，从动轮2O的半径为2r，A、B、C 分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则以下说法正确的是（）A:2:2:1ABCB:3:2:2ABCvvv C:3:2:1ABCaaa D:1:2:2ABCTTT 6.共享单车是一种新型、便捷的公共交通方式如图是某共享单车采用的无链传动系统，杜绝了传统自行车“掉链子”问题利用圆锥齿轮 90轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动在圆锥齿轮 90轴交的示意图中，A 是圆锥齿轮转轴上的点，B、C 分别是圆锥齿轮边缘上的点，A、B、C 三点到各自圆锥齿轮中心轴的距离分别记为 rA、rB和 rC(rArBrC)下列说法正确的是()AB 与 C 点的角速度关系BCBC 与 A 点的线速度关系 vCrBrAvACB 与 A 点的角速度关系BrArBADA 与 C 点的向心加速度关系 aArArCaC7.（2023 陕西渭南名校联考）陕西渭南名校联考）如图所示，甲、乙圆盘的半径之比为 12，两水平圆盘紧靠在一起，乙靠摩擦随甲不打滑转动.两圆盘上分别放置质量为 m1和 m2的小物体，m1=m2，两小物体与圆盘间的动摩擦因数相同，m1距甲盘圆心 r，m2距乙盘圆心 2r，此时它们正随盘做匀速圆周运动.下列判断正确的是()A.m1和 m2的线速度之比为 14B.m1和 m2的向心加速度之比为 21C.随转速慢慢增加，m1先开始滑动D.随转速慢慢增加，m2先开始滑动1 =2 212=212=12=122=11.=21212=(12)=2=118.8.如图所示的三叶指尖陀螺是一个由三向对称体作为主体，在主体中嵌入轴承，整体构成可平面转动的玩具装置。其中 O 为转轴中心，A、B 分是指尖陀螺上不同位置的两点，用 v 代表线速度大小，代表角速度大小，a 代表向心加速度大小，T 代表周期，则下列说法中正确的是（）AvAvB，TATBBAB，vAvBCvAvB，aAaBDAB，aAaB9小明骑自行车沿平直公路匀速行驶，如图所示，图中箭头为自行车前轮边缘上过 A、B 点的切线方向。下列说法正确的是()A研究前轮转动时，可将轮子视为质点B以地面为参考系，A、B 两点的速度沿图示方向CA、B 两点的向心加速度大小相等D前轮受地面的摩擦力向后，后轮受地面的摩擦力向前10.如图所示，轮 O1、O3固定在同一轮轴上，轮 O1、O2用皮带连接且不打滑，在 O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点 A、B、C，已知三个轮的半径比 r1r2r3211，当转轴匀速转动时，下列说法中正确的是()AA、B、C 三点的线速度之比为 221BA、B、C 三点的角速度之比为 121CA、B、C 三点的加速度之比为 241DA、B、C 三点的周期之比为 12111如图所示是磁带录音机的磁带盒的示电图，A、B 为缠绕磁带的两个轮子，其半径均为 r.在放音结束时，磁带全部绕到了 B 轮上，磁带的外缘半径为 R，且 R3r.现在进行倒带，使磁带绕到 A 轮上倒带时 A 轮是主动轮，其角速度是恒定的，B 轮是从动轮经测定磁带全部绕到 A 轮上需要的时间为 t.则从开始倒带到 A、B 两轮的角速度相等所需要的时间()A.t2B.512tC.612tD.712t12.如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的 2 倍，A 和 B 是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则()A.A 点和 B 点的线速度大小之比为 12B.前轮和后轮的角速度之