高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力定律 第3课时 圆周运动课件

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最新教育教学资料精选 课时跟踪检测（十三） 圆周运动

对点训练：描述圆周运动的物理量

1．汽车在公路上行驶时一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长。某国产轿车的车轮半径约为30 cm，当该型号的轿车在高速公路上匀速行驶时，驾驶员面前速率计的指针指在“120

km/h”上，可估算出该车轮的转速近似为( )

A．1 000 r/sB．1 000 r/min

C．1 000 r/h D．2 000 r/s

解析：选B 设经过时间t，轿车匀速行驶的路程x＝vt，此过程中轿车轮缘上的某一点转动的路程x′＝nt·2πR，其中n为车轮的转速，由x＝x′可得：vt＝nt·2πR，n＝v2πR≈17.7 r/s＝1 062 r/min。B正确。

2.(2017·湖北省重点中学联考)如图所示，由于地球的自转，地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是( )

A．P、Q两物体的角速度大小相等

B．P、Q两物体的线速度大小相等

C．P物体的线速度比Q物体的线速度大

D．P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用

解析：选A P、Q两物体都是绕地轴做匀速圆周运动，角速度相等，即ωP＝ωQ，选项A对；根据圆周运动线速度v＝ωR，P、Q两物体做匀速圆周运动的半径不等，即P、Q两物体做圆周运动的线速度大小不等，选项B错；Q物体到地轴的距离远，圆周运动半径大，线速度大，选项C错；P、Q两物体均受到万有引力和支持力作用，重力只是万有引力的一个分力，选项D错。

3.如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动且无滑动。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲：r乙＝3∶1，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为2r，m2距O′点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时( )

A．m1与m2滑动前的角速度之比ω1∶ω2＝3∶1

1 6、万有引力定律的应用

[基础训练]

1．(2018·湖北七市联考)人造地球卫星在绕地球做圆周运动的过程中，下列说法中正确的是( )

A．卫星离地球越远，角速度越大

B．同一圆轨道上运行的两颗卫星，线速度大小一定相同

C．一切卫星运行的瞬时速度都大于7.9 km/s

D．地球同步卫星可以在以地心为圆心、离地高度为固定值的一切圆轨道上运动

答案：B 解析：卫星所受的万有引力提供向心力，则GMmr2＝mv2r＝mω2r，可知r越大，角速度越小，A错误，B正确.7.9 km/s是卫星的最大环绕速度，C错误．因为地球会自转，同步卫星只能在赤道上方的轨道上运动，D错误．

2．(2018·山东淄博摸底考试)北斗卫星导航系统空间段计划由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、27颗中轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星．中轨道卫星和静止轨道卫星都绕地球球心做圆周运动，中轨道卫星离地面高度低，则中轨道卫星与静止轨道卫星相比，做圆周运动的( )

A．向心加速度大 B．周期大

C．线速度小 D．角速度小

答案：A 解析：由于中轨道卫星离地面高度低，轨道半径较小，质量相同时所受地球万有引力较大，则中轨道卫星与静止轨道卫星相比，做圆周运动的向心加速度大，选项A正确．由GMmr2＝mr2πT2，解得T＝2πr3GM，可知中轨道卫星与静止轨道卫星相比，做圆周运动的周期小，选项B错误．由GMmr2＝mv2r，解得v＝GMr，可知中轨道卫星与静止轨道卫星相比，做圆周运动的线速度大，选项C错误．由GMmr2＝mrω2，解得ω＝GMr3，可知中轨道卫星与静止轨道卫星相比，做圆周运动的角速度大，选项D错误．

3．(2018·河南郑州一测)(多选)美国在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”．天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GW150914是两个黑洞并合的事件．该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍，假设这两个黑洞，绕它们连线上的某点做圆周运动，且两个黑洞的间距缓慢减小．若该双星系统在运动过程中，各自质量不变且不受其他星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是( )

选择题专练卷(四) 万有引力定律 天体运动

一、单项选择题

1．(2014·潍坊模拟)截止到2011年9月，欧洲天文学家已在太阳系外发现50余颗新行星，其中有一颗行星，其半径是地球半径的1.2倍，其平均密度是地球0.8倍。经观测发现：该行星有两颗卫星a和b，它们绕该行星的轨道近似为圆周，周期分别为9天5小时和15天12小时，则下列判断正确的是( )

A．该行星表面的重力加速度大于9.8 m/s2

B．该行星的第一宇宙速度大于7.9 km/s

C．卫星a的线速度小于卫星b的线速度

D．卫星a的向心加速度小于卫星b的向心加速度

2．一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度。按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为( )

A．v02hR B．v0h2R

C．v02Rh D．v0R2h

3．(2014·皖南八校联考)2012年6月24日，航天员刘旺手动控制“神舟九号”飞船完成与“天宫一号”的交会对接，形成组合体绕地球圆周运动，速率为v0，轨道高度为340 km。“神舟九号”飞船连同三位宇航员的总质量为m，而测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天链一号”中继卫星、陆基测控站、测量船，以及北京飞控中心完成。下列描述错误的是( )

A．组合体圆周运动的周期约1.5 h

B．组合体圆周运动的线速度约7.8 km/s

C．组合体圆周运动的角速度比“天链一号”中继卫星的角速度大

D．发射“神舟九号”飞船所需能量是12mv20

4．“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是( )

1 第3讲 圆周运动

高考·模拟·创新

1．如图4－3－21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(

)

图4－3－21

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

解析：

图4－3－22

当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，A与B属于同轴转动，它们角速度相等．A的转动半径比B的小，根据v＝ωr，可得A的速度比B的小，故A错；根据a＝ω2r，可得A的向心加速度比B的小，故B错；对座椅进行受力分析如图4－3－22，则mgtanθ＝mω2r，由于rA

答案：D 2

图4－3－23

2．(2014年高考·课标全国卷Ⅰ)(多选)如图4－3－23，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( )

A．b一定比a先开始滑动

B．a、b所受的摩擦力始终相等

C．ω＝kg2l是b开始滑动的临界角速度

D．当ω＝2kg3l时，a所受摩擦力的大小为kmg

解析：两物块共轴转动，角速度相等，b的转动半径是a的2倍，所以b物块最先达到最大静摩擦，最先滑动，A对；两物块的向心力由静摩擦力提供的，由于半径不等，所以向心力不等，B错误；当b要滑动时kmg＝mω2·2l，所以C对；同理a要滑动时，kmg＝mω2·l，解得其临界角速度，显然实际角速度小于临界角速度，a还没达到最大静摩擦力，D错误．

答案：AC

图4－3－24

3．(2016年江西南昌第三中学月考)(多选)如图4－3－24所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块B到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是( )