最全的圆周运动模型.docx

圆周运动模型一、匀速圆周运动模型1.随盘匀速转动模型1 .如图，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，那么物体的受力情况是：sjlA.受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用B.摩擦力的方向始终指向圆心OUf百C.重力和支持力是一对平衡力D.摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力2 .如下图，质量为7的小物体系在轻绳的一端，轻绳的另一端固定在转轴上。轻绳长度为L。现在使物体在光滑水平支持面上与圆盘相对静止地以角速度0做匀速圆周运动，求：(1)物体运动一周所用的时间T；/一StU(2)绳子对物体的拉力。J_3、如下图，MN为水平放置的光滑圆盘，半径为LOIT1,其中心0处有一个小孔，穿过小孔的细绳两凝丁系一小球A和B,A、B两球的质量相等。圆盘上的小球A作匀速圆周运动。问(1)当A球的轨道半径为0.2Onl时，它的角速度是多大才能维持B球静止？Ao(2)假设将前一问求得的角速度减半，怎样做才能使A作圆周运动时B球仍能保持静止？jj=JiP4、如图4所示，a、b、C三物体放在旋转水平圆台上,它们与圆台间的动摩擦因数均相同，a的质量为2加，。和。的质量均为例a、b离轴距离为七C离轴距离为2位当圆台转动时,三物均没有打滑，那么：(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()(A.这时C的向心加速度最大B.这时力物体受的摩擦力最小C.假设逐步增大圆台转速，C比b先滑动D.假设逐步增大圆台转速，方比a先滑动5、如右图所示，某游乐场有一水上转台，可在水平面内匀速转动，沿半径方向面对面手拉手坐着甲、乙两个小孩，假设两小孩的质量相等，他们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两小孩刚好还未发生滑动时，某一时刻两小孩突然松手，那么两小孩的运动情况是()A.两小孩均沿切线方向滑出后落入水中/、(,<B.两小孩均沿半径方向滑出后落入水中C.两小孩仍随圆盘起做匀速圆周运动，不会发生滑动而落入水中D.甲仍随圆盘起做匀速圆周运动，乙发生滑动最终落入水中6、线段OB=AB,A、B两球质量相等，它们绕0点在光滑的水平面上以相同的角速度转动J高时，如图4所示，两段线拉力之比Tb:TCe=。图42.转弯模型1 .火车在水平轨道上转弯时，假设转弯处内外轨道一样高，那么火车转弯时：A.对外轨产生向外的挤压作用B.对内轨产生向外的挤压作用C.对外轨产生向内的挤压作用D.对内轨产生向内的挤压作用2 .火车通过半径为R的弯道，弯道的轨道平面与水平面的夹角为要使火车通过弯道时对内外轨道不产生挤压，求火车通过弯道时的速度？3、铁路在弯道处的内外轨道上下是不同的，内外轨道水平面倾角为(图)，弯道处的圆弧半径为R,假设质量为m的火车转弯时速度小于JRgtan°,那么()>A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压：B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压；C.这时铁轨对火车的支持力等于mg/cos；D.这时铁轨对火车的支持力大于mg/cos.4 .汽车通过一个半径为133m,路面水平的弯道，汽车与地面之间的摩擦因数为0.3,求汽车转弯时的平安速度。5 .在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低.如下图，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低些.汽车的运动可看作是做半径为7?的圆周运动.设内外路面高度差为力，路基的水平宽度为M路面的宽度为£.重力加速度为g 要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，那么汽车6.公路急转泻处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v<.更干时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，那么在该弯道处，()A.路面外侧高内侧低B.车速只要低于V,车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于W,但只要不超出某一-最高限度，车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时，与未结冰时相比，VC的值一变小7、以下图是摩托车比赛转弯时的情形.转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大平安速度，假设超过此速度，摩托车将发生滑动.对于摩托车滑动的问题，以下论述正确的选项是()A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去8 .如下图，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥简固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，那么()A.球A的角速度一定大于球B的角速度B.球A的线速度-定大于球B的线速度C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力9 .有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁，做匀速圆周运动。右图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为瓦以下说法中正确的选项是：A,力越高，摩托车对侧壁的压力将越大B.力越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大C.力越高，摩托车做圆周运动的周期将越小D.力越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大10、如下图，一个竖直放置的圆锥简可绕其中心00'转动，简内壁粗糙，简口半径和简高分别为火和"筒内壁A点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量为m的小物块。求(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；(2)当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度。IL如下图，在半径为R的半圆形碗的光滑外表上，一质量为m的小球以角速度在水平面内作匀速圆周运动，该平面离碗底的距离h为多少？10 圆锥摆模型1.如下图，长为£的细绳一端固定，另一端系一质量为卬的小球。给小球一个适宜的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为夕。以下说法中正确的选项是A.小球受重力、绳的拉力和向心力作用B.小球只受重力和绳的拉力作用C.，越大，小球运动的速度越大D.。越大，小球运动的周期越大2、如下图，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，那么它们的:A.运动周期相同B.运动线速度相同C.运动角速度相同D.向心加速度相同3 .有一种叫“飞椅”的游乐工程,示意图如下图,长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘.转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度3匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为巴不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度3与夹角。的关系./4 .如下图，是双人把戏滑冰运动中男运发动拉着女运发动做圆锥摆运动的精彩场面.假设C女运发动做圆锥摆运动时和竖直方向的夹角为B,女运发动的质量为叫转动过程中女运发动的重心做匀速圆周运动的半径为r,求这时男运发动对女运发动的拉力大小及两人转动的角速度。5、如下图，在光滑的圆锥顶用长为£的细线悬挂一质量为勿的小球，圆锥顶角为2匹当圆锥和球一起以角速度3匀速转动时，球压紧锥面。(1)此时绳的张力是多少？(2)假设要小球离开锥面，那么小球的角速度至少为多少？5 .双星模型1 .甲、乙两名溜冰运发动,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如下图.M严80kg,M乙二40kg,两人相距0.9m,弹簧秤的示数为96N,以下判断正确的选项是()A.两人的线速相同,约为40m/sB.两人的角速相同，约为2rad/sC.两人的运动半径相同，都中0.45mD.两人的运动半径不同，甲为0.3m,乙为0.6m2、一根长为L的轻质硬杆，两端各固定一质量为m的小球。现以杆的中点为轴心，使两小球在竖直平面内沟速陶屋其周期。在图4一73所示竖直位置时，杆对两球的作用力。二、常见的变速圆周运动模型1、线球模型1、绳系着装有水的小桶(可当做质点)，在竖直平面内做圆周运动,水的质量m=0.5kg,绳长'、.1.=60cm,重力加速度g=10ms2o求：N(1)水桶运动到最高点时水不流出的最小速率多大？；(2)如果运动到最高点时的速率V=3ms2,水对桶底的压力多大？Q>(3)如果运动到最低点时的速率V=3ms2,水对桶底的压力多大？2 .如下图，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，那么以下说法中正确的选项是()A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零c.假设小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，那么在最高点的速率为病D.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力3、定性分析单摆在摆动的过程中拉力的大小变化情况4 .如图8所示，一质量为0.6kg的小球，用04m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动，求:(1)当小球在圆上最高点速度为4ms时，细线的拉力是多大？(2)当小球在圆上最低点速度为4m/s时，细线的拉力是多大？(g=10ms2)5 .小球质量为m,在竖直放置的光滑圆环轨道的底端，具有水平初速度V时，小球恰能通过圆环顶端，如下图，现将小球在底端速度加大到2v,那么小球运动到圆环顶端时，对圆环压力的大小为多少呢？2、杆球模型1.如下图，长为R的轻质杆(质量不计)，一端系一质量为机的小球(球大小不计)，绕杆的另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动，假设小球最低点时，杆对球的拉力大小为1.5mg,求：小球最低点时的线速度大小？小球以多大的线速度运动，通过最高处时杆对球不施力？2、如下图：细杆的一端与一小球相连，并可绕过另一端。点的水平轴自由转动，现给小球一初速度使它做圆周运动，图中的a、b分别表示小球运动轨迹的最低点和最高点，那么杆对球的作用力可能是A、a处为拉力，b处为拉力B、a处为推力，b处为推力B、a处为拉力，b处为推力D、a处为推力，b处为拉力3、如下图，长度为0.5m的轻质细杆力，A端有一质量为3优的小球，以。点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点时的速度为2勿/s,Kg=IOmZs2,那么此时小球受到杆的作用力是O/I.6.ON的支持力B.6.ON的拉力C.24*的拉力D.54N的拉力4、如下图一辆质量为50Okg的汽车静止在一座半径为40m的圆弧形拱桥顶部.(取gulOm/s?)(1)此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？(2)如果汽车以6ms的速度经过拱桥的顶部,那么汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？(3)汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零？5、有一运输西瓜的汽车，以5ms的速率通过一个半径为小IOm的凹形桥，车经凹形桥最低点时，车中间一个质量为6kg的大西瓜受到周围西瓜对它的作用力大小为(g取10ms2)6.如图2所示，汽车在一段丘陵地匀速行驶时。由于轮胎太旧。发生爆胎，爆胎可能性最大的地点是()CA.a点B.b点C.c点D.d点7、如下图，半径为R,外表光滑的半圆柱体固定于水平地面，其圆心在0点。位于t竖直面内的曲线轨道18的底端水平，与半圆柱相切于圆柱面顶点反质量为卬的小滑块沿轨道滑至6点时的速度大小为倔，方向水平向右，滑块在水平地面上的落A*s点为C(图中未画出)，不计空气阻力，那么：二力升船RA.滑块将沿圆柱体外表始终做圆周运动滑至C点C.筑之间的距离为J5&B.滑块将从B点开始作平抛运动到达C点D."之间的距离为k8.如下图，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为力的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，以下有关说法中正确的选项是()A.小球能够通过最高点时的最小速度为O:B.小球能够通过最高点时的最小速度为J