高考物理最新模拟题精选训练(圆周运动)--同轴转动和皮带(齿轮)传动问题(含解析)

广东高考最新押题圆周运动一、重腹地位二、冲破策略例1：如图3-1所示，两根轻绳同系一个质量m=0.1kg的小球，两绳的另一端别离固定在轴上的A、B两处，上面绳AC长L=2m，当两绳都拉直时，与轴的夹角别离为30°和45°，求当小球随轴一路在水平面内做匀速圆周运动角速度为ω=4rad/s时，上下两轻绳拉力各为多少？【审题】两绳张紧时，小球受的力由0逐渐增大时，ω可能出现两个临界值。

【总结】当物体做匀速圆周运动时，所受合外力必然指向圆心，在圆周的切线方向上和垂直圆周平面的方向上的合外力必然为零。

（2）同轴装置与皮带传动装置在考查皮带转动现象的问题中，要注意以下两点：a、同一转动轴上的各点角速度相等；b、和同一皮带接触的各点线速度大小相等，这两点往往是咱们解决皮带传动的大体方式。

例2：如图3-2所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，图3-2图3-3 到小轮中心距离为r ，c 点和d 点别离位于小轮和大轮的边缘上，若在传动进程中，皮带不打滑，则A ．a 点与b 点线速度大小相等B ．a 点与c 点角速度大小相等C ．a 点与d 点向心加速度大小相等D．a 、b 、c 、d 四点，加速度最小的是b 点【总结】该题除同轴角速度相等和同皮带线速度大小相等的关系外，在皮带传动装置中，从动轮的转动是静摩擦力作用的结果．从动轮受到的摩擦力带动轮子转动，故轮子受到的摩擦力方向沿从动轮的切线与轮的转动方向相同；主动轮靠摩擦力带动皮带，故主动轮所受摩擦力方向沿轮的切线与轮的转动方向相反。

是不是所有的题目都如果例1这种类型的呢？固然不是，当轮与轮之间不是依托皮带相连转动，而是依托摩擦力的作用或是齿轮的啮合，如图3-3所示，一样符合例1的条件。

（3）向心力的来源a ．向心力是按照力的效果命名的．在分析做圆周运动的质点受力情况时，切记在物体的作使劲（重力、弹力、摩擦力等）之外不要再添加一个向心力。

如图所示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n，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．从动轮边缘上的质点角速度和主动轮边缘上的质点角速度相等C．从动轮的转速为D．从动轮的转速为【参考答案】C【名师点睛】同轴传动：从动轮和主动轮的中心在同一根转轴上，主动轮转动使轴转动进而带动从动轮转动，两轮等转速及角速度。

皮带传动：两转轮在同一平面上，皮带绷紧与两轮相切，主动轮转动使皮带动进而使从动轮转动，两轮边缘线速度相等。

【知识补给】圆周运动的传动问题（1）高中阶段所接触的传动主要有：①皮带传动(线速度大小相等)；②同轴传动(角速度相等)；③齿轮传动(线速度大小相等)；④摩擦传动(线速度大小相等)。

（2）传动装置的特点：（1）同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；（2）皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。

如图所示为锥形齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转动，大、小齿轮的角速度大小分别为ω1、ω2，两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2，则A．ω1<ω2，v1=v2B．ω1>ω2，v1=v2C．ω1=ω2，v1<v2D．ω1=ω2，v1>v2如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动且不打滑，则A．相同时间内，O1A、O2B转过的角度相等B．相同时间内，A点通过的弧长等于B点通过的弧长C．B点的周期等于C点周期的2倍D．B点的转速等于C点转速的2倍（2018·甘肃省岷县二中高一下学期期中考试）如图所示，为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它的边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则A．a点与c点线速度大小相等B．a点与c点角速度大小相等C．a点与d点向心加速度大小不相等D．a、b、c、d四点，加速度最小的是b点如图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑。

（物理） 高考物理生活中的圆周运动专项训练100(附答案)一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图所示，水平传送带AB 长L=4m ，以v 0=3m/s 的速度顺时针转动，半径为R=0.5m 的光滑半圆轨道BCD 与传动带平滑相接于B 点，将质量为m=1kg 的小滑块轻轻放在传送带的左端．已，知小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3，取g=10m/s 2，求:(1)滑块滑到B 点时对半圆轨道的压力大小；(2)若要使滑块能滑到半圆轨道的最高点，滑块在传送带最左端的初速度最少为多大． 【答案】（1）28N.（2）7m/s 【解析】 【分析】（1）物块在传送带上先加速运动，后匀速，根据牛顿第二定律求解在B 点时对轨道的压力；（2）滑块到达最高点时的临界条件是重力等于向心力，从而求解到达D 点的临界速度，根据机械能守恒定律求解在B 点的速度；根据牛顿第二定律和运动公式求解A 点的初速度. 【详解】（1）滑块在传送带上运动的加速度为a=μg=3m/s 2；则加速到与传送带共速的时间01v t s a == 运动的距离：211.52x at m ==， 以后物块随传送带匀速运动到B 点，到达B 点时，由牛顿第二定律：2v F mg m R-= 解得F=28N ，即滑块滑到B 点时对半圆轨道的压力大小28N.（2）若要使滑块能滑到半圆轨道的最高点，则在最高点的速度满足：mg=m 2Dv R解得v D 5； 由B 到D ，由动能定理：2211222B D mv mv mg R =+⋅ 解得v B =5m/s>v 0可见，滑块从左端到右端做减速运动，加速度为a=3m/s 2，根据v B 2=v A 2-2aL 解得v A =7m/s2．如图，AB 为倾角37θ=︒的光滑斜面轨道，BP 为竖直光滑圆弧轨道，圆心角为143︒、半径0.4m R =，两轨道相切于B 点，P 、O 两点在同一竖直线上，轻弹资一端固定在A 点另一自由端在斜面上C 点处，现有一质量0.2kg m =的小物块（可视为质点）在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D 点后（不栓接）静止释放，恰能沿轨道到达P 点，已知0.2m CD =、sin370.6︒=、cos370.8︒=，g 取210m/s ．求：（1）物块经过P 点时的速度大小p v ；（2）若 1.0m BC =，弹簧在D 点时的弹性势能P E ； （3）为保证物块沿原轨道返回，BC 的长度至少多大． 【答案】（1）2m/s (2)32.8J (3)2.0m 【解析】 【详解】（1）物块恰好能到达最高点P ，由重力提供圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：mg=m 2p v R解得：100.42m/s P v gR =⨯=（2）物块从D 到P 的过程，由机械能守恒定律得：E p =mg （s DC +s CB ）sin37°+mgR （1+cos37°）+12mv P 2． 代入数据解得：E p =32.8J（3）为保证物块沿原轨道返回，物块滑到与圆弧轨道圆心等高处时速度刚好为零，根据能量守恒定律得：E p =mg （s DC +s ′CB ）sin37°+mgR （1+cos37°）解得：s ′CB =2.0m点睛：本题综合考查了牛顿第二定律、机械能守恒定律的综合，关键是搞清物体运动的物理过程；知道圆周运动向心力的来源，即径向的合力提供向心力．3．如图所示，在光滑水平桌面EAB 上有质量为m ＝2 kg 的小球P 和质量为M ＝1 kg 的小球Q ，P 、Q 之间压缩一轻弹簧(轻弹簧与两小球不拴接)，桌面边缘E 处放置一质量也为M ＝1 kg 的橡皮泥球S ，在B 处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道。

第21讲圆周运动之传动模型1．（上海高考）以A、B为轴的圆盘，A以线速度v转动，并带动B转动，A、B之间没有相对滑动则（）A．A、B转动方向相同，周期不同B．A、B转动方向不同，周期不同C．A、B转动方向相同，周期相同D．A、B转动方向不同，周期相同一.知识回顾1．常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即v A＝v B。

(2)摩擦(齿轮)传动：如图丙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即v A＝v B。

(3)同轴转动：如图丁所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即ωA＝ωB。

2.解决传动问题的关键(1)确定属于哪类传动方式，抓住传动装置的特点。

①同轴转动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；②皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：齿轮传动和不打滑的摩擦(皮带)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。

(2)结合公式v＝ωr，v一定时ω与r成反比，ω一定时v与r成正比，判定各点v、ω的比例关系。

若判定向心加速度a n的比例关系，可巧用a n＝ωv这一规律。

二、例题精析例1．如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若拖拉机行进时车轮没有打滑，则（）A．两轮转动的周期相等B．两轮转动的转速相等C．A点和B点的线速度大小之比为1：2D．A点和B点的向心加速度大小之比为2：1例2．如图所示，某齿轮传动机械中的三个齿轮的半径之比为3：5：9，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的P点和大齿轮边缘的Q点的线速度大小之比和周期之比分别为（）A．3：1；1：3B．3：1；3：1C．1：1；1：3D．1：1；3：1例3．在如图所示的装置中，甲、乙属于同轴传动，乙、丙属于皮带传动（皮带与轮不发生相对滑动），A、B、C分别是三个轮边缘上的点，设甲、乙、丙三轮的半径分别是R甲、R乙和R丙，且R甲＝2R乙＝R丙，如果三点的线速度分别为v A，v B，v C三点的周期分别为T A，T B，T C，向心加速度分别为a A，a B，a C，则下列说法正确的是（）A．a A：a B＝1：2B．a A：a B＝1：4C．v A：v C＝1：4D．T A：T C＝1：2例4．如图所示是利用两个大小不同的齿轮来达到改变转速的自行车传动结构的示意图。

4.3 圆周运动1．皮带传动装置中， 小轮半径为 r ，大轮半径为 2r . A 和 B 分别是两个轮边沿上的质点， 大轮上另一质点 P 到转动轴的距离也为 r ，皮带不打滑，则 ()图 4－3－32A ． A 与 P 的角速度同样B ． B 与 P 的线速度同样C ． A 的向心加快度是B 的121D ． P 的向心加快度是 A 的4v分析：同一皮带带动的轮子边沿的线速度大小相等，依据v ＝ ω R 得 ω ＝ R ，因此 ω A＝2ω ，同轴转动的不一样点角速度同样，则ω ＝ ω ，依据 v ＝ω R 得 v ＝ 2v ，选项 A 、 B 错BBPBP误；依据 ＝ v 2得aA＝ 2 B ，依据 a ＝ ω2R 得 B ＝ 2 P ，故aA＝ 4 P ，选项 C 错误， D 正确．aRaa aa答案： D2．如图 4－ 3－ 33 所示，圆盘上叠放着两个物块A 和 ，当圆盘和物块绕竖直轴匀速转B动时，物块与圆盘一直保持相对静止，则( )图 4－3－33A ．物块 A 不受摩擦力作用B ．物块 B 受 5 个力作用C ．当转速增大时， A 受摩擦力增大，B 受摩擦力减小D ． A 对B 的摩擦力方向沿半径指向转轴分析： A 物块做圆周运动，受重力和支持力、静摩擦力，靠静摩擦力供给向心力，故A错误； B 对 A 的静摩擦力指向圆心，则 A 对 B 的摩擦力背叛圆心，可知力，指向圆心，还遇到重力、 A 的压力和摩擦力、圆盘的支持力，总合B 遇到圆盘的静摩擦5 个力，故 B 正确；A 、B 的角速度相等，依据 F n ＝ mr ω 2 知， A 、B 的向心力都增大，则 A 、B 所受摩擦力都增大， 故C 错误；由于 B 对 A 的摩擦力指向圆心，则A 对B 的摩擦力方向背叛圆心，故D 错误．答案： B3． (2019 年沈阳二中月考 ) ( 多项选择 ) 如图 4－3－ 34 所示，两根长度不一样的细线分别系有 两个完整同样的小球， 细线的上端都系于 O 点．想法让两个小球在同一水平面内做匀速圆周运动．已知 L 1 跟竖直方向的夹角为 60°， L 2 跟竖直方向的夹角为30°，则以下说法正确的是()图 4－3－34A ．细线 L 和细线 L 所受的拉力大小之比为 3 ∶112B ．小球 A 和 B 的角速度大小之比为 3∶ 1C ．小球 A 和 B 的向心力大小之比为 3∶1D ．小球 A 和 B 的线速度大小之比为 3 3∶1分析：由 mg ＝ F cos60°可得 F ＝ 2mg ，由 mg ＝ F cos30 °可得 F ＝ 2 3 mg ，细线 L 和细1 12 23 1线 L 2 所受的拉力大小之比为3∶ 1，选项 A 正确；由 mg tan θ＝ m ω2h tan θ ，可得小球 A 和B 的角速度大小之比为 1∶1，选项 B 错误；小球A 和B 的向心力大小之比为 mg tan60 °∶2mvmg tan30 °＝ 3∶1，选项C 正确；由 mg tan θ ＝ tan θ ，可得小球 A 和 B 的线速度大小之比h为 tan60 °∶ tan30 °＝ 3∶1，选项 D 错误．答案： AC4． ( 多项选择 ) 铁路转弯处的弯道半径r 是依据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差 h 的设计不单与 r 相关， 还与火车在弯道上的行驶速度确的是()A ．速率 v 一准时， r 越小，要求 h 越大B ．速率 v 一准时， r 越大，要求 h 越大C ．半径 r 一准时， v 越小，要求 h 越大D ．半径 r 一准时， v 越大，要求h 越大v 相关．以下说法正图 4－3－35分析： 火车转弯时， 圆周平面在水平面内，火车以设计速率行驶时，向心力恰好由重力2与轨道支持力N的协力来供给， 如图 4－ 3－ 35 所示，则有tan θ ＝mv，且 tan θ≈ sinmgFmgrhh 2mv A 、D 正确．θ＝ ，此中 L 为两轨间距，是定值，有mg ＝，经过剖析可知LLr答案： AD图 4－3－365．( 多项选择 ) 如图 4－ 3－ 36 所示，物体 P 用两根长度相等、 不行伸长的细线系于竖直杆上，它们随杆转动，若转动角速度为ω ，则 ()A ． ω只有超出某一值时，绳索 AP 才有拉力B ．绳索 BP 的拉力随 ω 的增大而增大C ．绳索 BP 的张力必定大于绳索 AP 的张力D ．当 ω 增大到必定程度时，绳索 AP 的张力大于绳索 BP 的张力图 4－3－37分析： ω 较小时，绳索 AP 处于废弛状态，只有 ω 超出某一值，才产生拉力，A 正确；当 AP 、 BP 都产生张力以后，受力如图 4－ 3－ 37，F BP sin α ＝mg ＋ F AP sin α① F BP cos α ＋F AP cos α ＝ m ω2r ②由①②可知 F BP >F AP ，随 ω 的增大 F BP 、 F AP 都变大， B 、 C 正确， D 错误． 答案： ABC6． (2019 年广东五校联考 ) 如图 4－ 3－ 38 甲所示，轻杆一端固定在 O点，另一端固定 一小球， 现让小球在竖直面内做半径为 R的圆周运动． 小球运动到最高点时， 杆与小球间弹2力大小为 F ，小球在最高点的速度大小为 v ，其 F － v 图象如图 4－ 3－ 38 乙所示．则 ()图 4－3－38aR A ．小球的质量为bR B ．当地的重力加快度大小为bC ． v 2＝ c 时，杆对小球的弹力方向向上D ． v 2＝ b 时，杆对小球的弹力大小为2mgv 2b b aR 分析：在最高点， 若 v ＝ 0，则 F ＝ mg ＝ a ；若 F ＝ 0，则 mg ＝ m ＝m ，解得 g ＝ ，m ＝b ，RRR故 A 正确， B 错误；由题图可知当 v 2<b 时，杆对小球的弹力方向向上，当 v 2>b 时，杆对小球的弹力方向向下，因此当 v 2＝c 时，杆对小球的弹力方向向下，故C 错误；当 v 2 ＝ b 时，杆对小球的弹力大小为0，故 D 错误．答案： A7. (2019 年山西八校一联 ) 如图 4－ 3－ 39 所示，质量是 1 kg 的小球用长为 0.5 m 的细线悬挂在 O 点， O 点距地面竖直距离为 1 m ，假如使小球绕 OO ′轴在水平面内做圆周运动，若细线最大蒙受拉力为12.5 N ， ( 取 g ＝ 10 m/s 2) 求：图 4－3－39(1)当小球的角速度为多大时，细线将断裂；(2)线断裂后小球落地址与悬点的水平距离．分析： (1) 当细线蒙受的拉力恰为最大时，对小球受力剖析，如图4－ 3－ 40 所示：图 4－3－40竖直方向 F T cosθ＝mg得：θ ＝37°2向心力 F 向＝ mg tan37°＝ mω L sin37°(2) 线断裂后，小球做平抛运动，则其平抛运动的初速度为：v0＝ω L sin37 °＝ 1.5 m/s1 2竖直方向： y＝ h－ L cos37°＝2gt水平方向： x＝ v0t解得 d＝L2sin2θ＋ x2＝0.6 m.答案： (1)5 rad/s(2)0.6 m。

高中物理第六章圆周运动考点精题训练单选题1、修正带是学生常用的学习工具之一，其结构如图所示，包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件，大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中，大小齿轮相互啮合，a、b两点分别位于大小齿轮的边缘，则关于这两点的线速度大小、角速度关系说法正确的是（）A．线速度大小相等，角速度不等B．线速度大小不等，角速度相等C．线速度大小相等，角速度相等D．线速度大小不等，角速度不等答案：A根据题意可知，大小齿轮由于边缘啮合，所以边缘上的点的线速度大小相等，而齿轮的半径不一样，由公式v=ωr可知，角速度的大小不等。

故选A。

2、如图所示，轻杆一端与一质量为m的小球相连，另一端连在光滑固定轴上，轻杆可在竖直平面内自由转动。

现使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。

下列说法正确的是（）A．小球在运动过程中的任何位置对轻杆的作用力都不可能为0B．当轻杆运动到水平位置时，轻杆对小球的拉力大小不可能等于mgC．小球运动到最低点时，对轻杆的拉力可能等于4mgD．小球运动到最低点时，对轻杆的拉力一定不小于6mg答案：BA．小球在轻杆的作用下做圆周运动，在最高点时，若只有重力提供向心力，则小球对轻杆的作用力为0，故A错误；B．假设当轻杆运动到水平位置时，轻杆对小球的拉力等于重力，则有mg＝m v2 r此时小球的动能为1 2mv2=12mgr由机械能守恒定律可知，小球不可能运动到最高点，不能完成完整的圆周运动，假设不成立，B正确；CD．若小球恰能完成完整的圆周运动，则在最高点时，小球的速度为0，在最低点时，由机械能守恒得小球的动能为E k=2mgr由F−mg=m v2r=4mg得F=5mg由牛顿第三定律，可知小球对轻杆的作用力最小为5mg，故CD错误。

故选B。

3、关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．匀速圆周运动是匀速运动B．匀速圆周运动是变速运动C．匀速圆周运动的线速度不变D．做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态答案：BABC．匀速圆周运动过程，线速度大小保持不变，方向时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动，AC错误，B 正确；D．做匀速圆周运动的物体，所受合外力作为向心力，没有处于平衡状态，D错误。

高考物理四种常见的传动装置-皮带和同轴转动共线模型：线速度相等皮带传动齿轮传动摩擦传动共轴模型：角速度相等共轴传动新高考形式练习题-生活情景与物理模型结合1．如图，A、B、C三点为奶茶塑封机手压杆上的点，A在杆的顶端，O为杆转动的轴，且AB=BC=CO。

在杆向下转动的过程中，下列说法正确的是（）A．A、B两点线速度大小之比为1∶3B．B、C两点周期之比为1∶1C．A、B两点角速度之比为3∶2D．B、C两点的线速度大小之比为1∶22．如图所示，在用起瓶器开启啤酒瓶盖的过程中，起瓶器上A、B两点绕O点转动的角速度分别为ωA和ωB，线速度的大小分别为vA和vB，下列关系正确的是（）A.vA=vBB．ωA>ωBC．vA<vBD．ωA<ωB3.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，其中小齿轮与后轮共轴，大齿轮和小齿轮被不可伸长的链条相连，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示，下列说法正确的是（）A．A、B两点线速度大小不等B．B、C两点周期不同C．A点的角速度比B点的角速度大D．B点的线速度比C点的小4．《天工开物》少儿百科中介绍了古法制糖工艺，用糖车挤压甘蔗收集汁水，其简化模型的俯视平面图如图所示。

手柄上的A点到转动轴轴心O点的距离为4R，两个半径为R的圆柱体表面有两个点B和C，则A、B、C三点的线速度大小之比为（）A．1∶4∶1B．1∶4∶4C．4∶1∶1D．4∶1∶45.如图甲所示，修正带是通过两个齿轮相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙中所示的模型。

A、B是大、小齿轮边缘上的两点，C是大轮上的一点。

若大轮半径是小轮半径的2倍，小轮中心到A点和大轮中心到C点的距离之比为2∶1，则A、B、C三点（）A．线速度大小之比为4∶4∶1B．角速度之比为1∶1∶1C．转速之比为2∶2∶1D．向心加速度大小之比为2∶1∶16.上世纪70年代我国农村常用辘轳浇灌农田，其模型图如图所示，细绳绕在半径为r的轮轴上悬挂一个水桶M，轮轴上均匀分布着6根手柄，柄端有6个质量均匀的小球m。

专题十九 圆周运动（精练）1．图是自行车传动装置的示意图，其中Ⅰ是半径为r 1的大齿轮，Ⅱ是半径为r 2的小齿轮，Ⅲ是半径为r 3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s ，则自行车前进的速度为A ．πnr 1r 3r 2B ．πnr 2r 3r 1C ．2πnr 2r 3r 1D ．2πnr 1r 3r 2【答案】D2．（多选）如图，有一皮带传动装置，A 、B 、C 三点到各自转轴的距离分别为R A 、R B 、R C ，已知R B ＝R C＝R A2，若在传动过程中，皮带不打滑。

则A ．A 点与C 点的角速度大小相等B ．A 点与C 点的线速度大小相等C ．B 点与C 点的角速度大小之比为2∶1D ．B 点与C 点的向心加速度大小之比为1∶4 【答案】D【解析】处理传动装置类问题时，对于同一根皮带连接的传动轮边缘的点，线速度相等；同轴转动的点，角速度相等。

对于本题，显然v A ＝v C ，ωA ＝ωB ，选项B 正确；根据v A ＝v C 及关系式v ＝ωR ，可得ωA R A＝ωC R C ，又R C ＝R A 2，所以ωA ＝ωC 2，选项A 错误；根据ωA ＝ωB ，ωA ＝ωC 2，可得ωB ＝ωC2，即B 点与C 点的角速度大小之比为1∶2，选项C 错误；根据ωB ＝ωC 2及关系式a ＝ω2R ，可得a B ＝a C 4，即B 点与C 点的向心加速度大小之比为1∶4，选项D 正确。

3．（多选）半径分别为R 和R /2的两个半圆，分别组成图甲、乙所示的两个圆弧轨道，一小球从某一高度下落，分别从图甲、乙所示的开口向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道，都沿着轨道内侧运动并恰好能从开口向下半圆轨道的最高点通过，则下列说法正确的是A ．图甲中小球开始下落的高度比图乙中小球开始下落的高度高B ．图甲中小球开始下落的高度和图乙中小球开始下落的高度一样高C ．图甲中小球对轨道最低点的压力比图乙中小球对轨道最低点的压力大D ．图甲中小球对轨道最低点的压力和图乙中小球对轨道最低点的压力一样大 【答案】AC4．如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A 和B 水平放置，两轮半径R A ＝2R B .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在A 轮边缘上．若将小木块放在B 轮上，欲使木块相对B 轮也静止，则木块距B 轮转动轴的最大距离为A ．RB 4 B ．R B3C ．R B2 D ．R B 【答案】C【解析】由题图可知，当主动轮A 匀速转动时，A 、B 两轮边缘上的线速度相同，由ω＝v R ，得ωA ωB ＝v /R Av /R B＝R B R A ＝12.由于小木块恰能在A 轮边缘静止，则由静摩擦力提供的向心力达最大值μmg ，故μmg ＝m ω2A R A ①，设放在B 轮上能使木块相对静止的距B 轮转动轴的最大距离为r ，则向心力由最大静摩擦力提供，故μmg ＝m ω2B r ②，因A 、B 材料相同，故木块与A 、B 间的动摩擦因数相同，①、②式左边相等，故m ω2A R A ＝m ω2B r ，得r ＝⎝⎛⎭⎪⎫ωA ωB 2R A ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫122R A ＝R A 4＝R B 2，C 正确。

圆周运动1.高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题描述圆周运动的基本物理量2024年辽宁卷计算题圆锥摆模型2024年江西卷实验题水平圆盘模型2024年海南卷2.命题规律及备考策略【命题规律】高考对圆周运动基本规律的考查较为频繁，大多联系实际生活。

圆周运动的临界问题的单独考查不是太常见，大多在综合性的计算题中出现的比较频繁，并且会结合有关的功能关系。

【备考策略】1.掌握圆周运动各个物理量之间的关系。

2.能够分析圆周运动的向心力的来源，并会处理有关锥摆模型、转弯模型、圆盘模型的动力学问题。

3.掌握水平面内圆盘模型的动力学分析及临界条件。

4.掌握竖直面内圆周运动的基本规律，并能够联系实际问题做出相应问题的分析。

【命题预测】重点关注竖直面内圆周运动规律在综合性问题中的应用。

一、匀速圆周运动及其描述1．匀速圆周运动(1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动。

(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。

(3)条件：合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。

2．描述匀速圆周运动的物理量及其关系(1)线速度：v=ΔsΔt =2πrT，描述物体圆周运动快慢的物理量。

(2)角速度：ω=ΔθΔt =2πT，描述物体绕圆心转动快慢的物理量。

(3)周期和频率：T=2πrv，T=1f，描述物体绕圆心转动快慢的物理量。

(4)向心加速度：a n=rω2=v2r =ωv=4π2T2r，描述速度方向变化快慢的物理量。

二、匀速圆周运动的向心力1．向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。

2．向心力的确定(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置。

(2)分析物体的受力情况，所有的力沿半径方向指向圆心的合力，就是向心力。

3．向心力的公式：F n=ma n=m v2r =mω2r=m4π2T2r。

皮带（齿轮）传动与同轴传动 同步练习（解析版）一、知识回顾知识点：皮带（齿轮）传动：线速度相同同轴传动：角速度相同所需知识点：二、巩固练习——单选题1．（2324高二上·江苏连云港·阶段练习）手指陀螺如图所示，陀螺上有两个固定点A 、B ，其中A 离转动轴较远。

当陀螺转动时，下列说法不正确的是（ ）A ．A 点的周期和B 点的周期相等B ．A 点的角速度和B 点的角速度相等C ．A 点的线速度大于B 点的线速度D ．A 点的向心加速度小于B 点的向心加速度【答案】D【详解】AB ．AB 同轴转动可知A 点的角速度和B 点的角速度相等，根据2T πω=可知A 点的周期和B 点的周期相等。

故AB 正确；C ．根据圆周运动规律v r ω=可知角速度相同，半径越大，线速度越大，即A 点的线速度大于B 点的线速度。

故C 正确；D ．根据向心加速度公式2n a r ω= 可知角速度相同，半径越大，向心加速度越大。

即A 点的向心加速度大于B 点的向心加速度。

故D 错误。

题目要求选择不正确的，故选D 。

2．（2022高二上·甘肃·学业考试）地球上的所有物体都随地球自转而做圆周运动，兰州大约在北纬37°附近，为了方便计算，兰州的纬度角α取37°，已知cos37°=0.8，物体A 在兰州，物体B 在赤道上某点，它们都相对于地面静止，A 、B 质量相等对于A 、B 随地球自转而做圆周运动的描述，下列说法正确的是（ ）2222R v v v R a a R T T Rππωωω=====，，，，A ．A 、B 的线速度之比是4：5B ．A 、B 的角速度之比是4：5C ．A 、B 的向心加速度之比是1：1D ．A 、B 的向心力之比是1：1【答案】A 【详解】B ．A 、B 同轴转动角速度相等，即A B ωω=故B 错误；A ．令地球的半径为R ，则A 的半径为4cos375A R R R ==根据v r ω=可得A 、B 的线速度之比是45A B v v = 故A 正确； C ．根据向心加速度公式2a r ω=可得45A B a a = 故C 错误；D ．根据向心力公式2F mr ω=可得A 、B 的向心力之比是54A B F F = 故D 错误。

微专题27 水平面内的圆周运动1．常见的传动方式：同轴传动ω相同；皮带传动、齿轮传动和摩擦传动(边缘v 大小相同).2.圆周运动的动力学问题实际上是牛顿第二定律的应用，向心力F ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r .1．(2020·吉林延边二中调研)关于圆周运动的模型，下列说法正确的是( )图1A ．如图1甲，汽车通过拱轿的最高点时处于超重状态B ．如图乙所示是一圆锥摆，增大角θ，但保持圆锥摆的高度不变，则圆锥摆的角速度变大C ．如图丙，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A 、B 位置先后做匀速圆周运动，则在A 、B 两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等D ．如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，轮缘对外轨会有挤压作用 答案 D解析 汽车在拱桥最高点处受重力和支持力，合力提供向心力，有mg －F N ＝m v 2r ，则F N <mg ，故汽车处于失重状态，A 错误；题图乙所示的圆锥摆中，重力和拉力的合力提供小球在水平面内做匀速圆周运动的向心力，有mg tan θ＝mω2r ，设绳长为L ，则r ＝L sin θ，联立解得ω＝gL cos θ＝gh，故增大θ但保持圆锥摆的高度不变时，角速度不变，B 错误；对在A 、B 两位置的小球受力分析，可知在两位置小球的受力情况相同，故向心力相同，小球先后在A 、B 两位置做水平面内的匀速圆周运动，r 不同，由F n ＝mω2r 知，角速度ω不同，C 错误；火车转弯超过规定速度行驶时，轮缘对外轨会有挤压作用，D 正确．2．(2019·海南卷·6)如图2所示，一硬币(可视为质点)置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO ′的距离为r ，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度大小为g .若硬币与圆盘一起绕OO ′轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为( )图2A.12μg rB.μg rC.2μgr D ．2μg r答案 B解析 当硬币刚要滑动时，硬币所受静摩擦力达到最大，则最大静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得μmg ＝mω2r ，解得ω＝μgr，故选B. 3．(多选)(2020·河南三门峡市11月考试)甲、乙两名溜冰运动员，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演，如图3所示．已知m 甲＝80 kg ，m 乙＝40 kg ，两人相距0.9 m ，弹簧测力计的示数为96 N ，下列判断正确的是( )图3A ．两人的线速度相同，为40 m/sB ．两人的角速度相同，为2 rad/sC ．两人的运动半径相同，都为0.45 mD ．两人的运动半径不同，甲为0.3 m ，乙为0.6 m 答案 BD解析 两人面对面拉着弹簧测力计做圆周运动，所需向心力由相互作用力提供，角速度相同，即F ＝m 甲r 甲ω2＝m 乙r 乙ω2，又由r 甲＋r 乙＝0.9 m ，可解得r 甲＝0.3 m ，r 乙＝0.6 m ，ω＝2 rad/s ，再结合v ＝rω有v 甲＝0.6 m/s ，v 乙＝1.2 m/s ，故B 、D 正确，A 、C 错误．4.(2020·四川乐山市第一次调查研究)如图4所示，在半径为R 的半球形碗的光滑内表面上，一质量为m 的小球在距碗口高度为h 的水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g ，则小球做匀速圆周运动的角速度为( )图4A.ghR 2－h 2B.gh R 2－h 2 C ．gh(R －h )2D.g h答案 D解析根据受力分析和向心力公式可得：mg tan θ＝mrω2，小球做匀速圆周运动的轨道半径为：r＝R sin θ；解得：ω＝gR cos θ＝gh，故选D.5.(多选)(2020·河北第二次省际调研)如图5所示，一直角斜劈绕其竖直边BC做圆周运动，物块始终静止在斜劈AB上．在斜劈转动的角速度ω缓慢增加的过程中，下列说法正确的是()图5A．斜劈对物块的支持力逐渐减小B．斜劈对物块的支持力保持不变C．斜劈对物块的摩擦力逐渐增加D．斜劈对物块的摩擦力变化情况无法判断答案AC解析物块的向心加速度沿水平方向，加速度大小为a＝ω2r，设斜劈倾角为θ，对物块沿AB 方向F f－mg sin θ＝ma cos θ，垂直AB方向有mg cos θ－F N＝ma sin θ，解得F f＝mg sin θ＋ma cos θ.F N＝mg cos θ－ma sin θ.当角速度ω逐渐增加时，加速度a逐渐增加，F f逐渐增加，F N逐渐减小，故A、C正确，B、D错误．6.(多选)(2020·山东济南市历城二中一模)如图6所示，金属块Q放在带光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的不可伸长的细线，上端固定在Q上，下端拴一个小球．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)，细线与竖直方向成30°角(图中P位置)．现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动，细线与竖直方向成60°角(图中P′位置)．两种情况下，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，下面说法正确的是()图6A ．Q 受到桌面的静摩擦力大小不变B ．小球运动的角速度变大C ．细线所受的拉力之比为2∶1D ．小球的向心力大小之比为3∶1 答案 BD解析 设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为F T ，细线的长度为L .小球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，则有：F T ＝mgcos θ；向心力：F n ＝mg tan θ＝mω2L sin θ，得角速度：ω＝gL cos θ，使小球在一个更高的水平面上做匀速圆周运动时，θ增大，cos θ减小，则得到细线拉力F T 增大，角速度ω增大，故B 正确；对Q ，由平衡条件得知，Q 受到桌面的静摩擦力大小等于细线的拉力，细线拉力F T 增大，则静摩擦力变大，故A 错误；开始时细线所受的拉力：F T1＝mg cos 30°＝2mg3，θ增大为60°后细线所受的拉力：F T2＝mg cos 60°＝2mg ，所以：F T2F T1＝31，故C 错误；开始时小球的向心力：F n1＝mg tan 30°＝33mg ，θ增大为60°后的向心力：F n2＝mg tan 60°＝3mg ，所以：F n2F n1＝31，故D 正确． 7.(2020·陕西宝鸡中学第三次模拟)轿车自动驾驶技术最大难题是行车安全．如图7所示为轿车由平直公路进入水平圆弧形弯道的示意图，已知轿车在平直道路正常行驶速度v 0＝16 m/s ，弯道半径R ＝18 m ，汽车与干燥路面间的动摩擦因数μ＝0.4，设汽车与路面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10 m/s 2.求：图7(1)要确保轿车进入弯道后不侧滑，在进入弯道前需做减速运动．若减速的加速度大小为a ＝ 2 m/s 2，则轿车至少应在距离弯道多远处减速；(2)若遇阴雨天气，路面的动摩擦因数会大大减小．为防止轿车转弯时发生侧滑，可将转弯路面设计为外高内低．已知转弯路段公路内外边缘水平距离L ＝5 m ，高度差Δh ＝1 m ，且轿车转弯时不依赖侧向摩擦力，则轿车通过转弯路段车速不能超过多少？ 答案 (1)46 m (2)6 m/s解析 (1)轿车在水平路面上转弯时，受力分析如图甲所示．由题意可知，F f 静提供轿车转弯的向心力，设轿车在水平圆弧形弯道的最大转弯速度为v ，则有F f 静＝μmgF f 静＝m v 2R ，－2ax ＝v 2－v 02解得x ＝46 m(2)汽车在倾斜路面转弯时，受力分析如图乙所示．由题意可知，F N1提供轿车转弯的向心力，设转弯的最大速度为v m ，则有F N1＝mg tan θ F N1＝m v m 2Rtan θ＝Δh L联立解得v m ＝6 m/s.。

高考物理《圆周运动》常用模型最新模拟题精练专题03.圆周运动+实际模型一．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=6400km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（）A．7.9m/s B．7.9m/hC．7.9km/s D．7.9km/h【参考答案】C【名师解析】汽车在最高点时，若恰好对“桥面”压力为0，由mg=mv2/R，解得v=7.9km/s，C正确。

2.（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（）A.A处B.B处C.C处D.D处【参考答案】B【名师解析】河水沿着河床做曲线运动，在B处，河水在河岸的作用下转弯，需要受到河岸作用较大的向心力，根据牛顿第三定律，B处受河水冲击最严重，选项B正确。

3．（2022高考上海）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ω，向心加速度为a，则A。

ω变小，a变小B。

ω变小，a变大C。

ω变大，a变小D。

ω变大，a变大【参考答案】D【命题意图】本题考查匀速圆周运动+模型思想+微元思想【名师解析】运动员滑行的速率不变，做匀速率曲线运动，每一小段的运动都可以视为匀速圆周运动，根据v=ωr可知，r减小，角速度ω增大；根据向心加速度公式a=v2/r可知，r减小，向心加速度变大，选项D 正确。

4.．（2022高考北京卷）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。

高考物理生活中的圆周运动的技巧及练习题及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图所示，倾角为45α=︒的粗糙平直导轨与半径为r 的光滑圆环轨道相切，切点为b ，整个轨道处在竖直平面内. 一质量为m 的小滑块从导轨上离地面高为H =3r 的d 处无初速下滑进入圆环轨道，接着小滑块从最高点a 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O 等高的c 点. 已知圆环最低点为e 点，重力加速度为g ，不计空气阻力. 求： （1）小滑块在a 点飞出的动能； （）小滑块在e 点对圆环轨道压力的大小；（3）小滑块与斜轨之间的动摩擦因数. （计算结果可以保留根号）【答案】（1）12k E mgr =；（2）F ′=6mg ；（3）42μ-= 【解析】 【分析】 【详解】（1）小滑块从a 点飞出后做平拋运动： 2a r v t = 竖直方向：212r gt = 解得：a v gr =小滑块在a 点飞出的动能21122k a E mv mgr == （2）设小滑块在e 点时速度为m v ，由机械能守恒定律得：2211222m a mv mv mg r =+⋅ 在最低点由牛顿第二定律：2m mv F mg r-= 由牛顿第三定律得：F ′=F 解得：F ′=6mg（3）bd 之间长度为L ，由几何关系得：()221L r =从d 到最低点e 过程中，由动能定理21cos 2m mgH mg L mv μα-⋅= 解得4214μ-=2．如图所示，粗糙水平地面与半径为R =0.4m 的粗糙半圆轨道BCD 相连接，且在同一竖直平面内，O 是BCD 的圆心，BOD 在同一竖直线上．质量为m =1kg 的小物块在水平恒力F =15N 的作用下，从A 点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B 点时撤去F ，小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D 点，已知A 、B 间的距离为3m ，小物块与地面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g 取10m/s 2．求： （1）小物块运动到B 点时对圆轨道B 点的压力大小． （2）小物块离开D 点后落到地面上的点与D 点之间的距离【答案】（1）160N （2）2 【解析】 【详解】（1）小物块在水平面上从A 运动到B 过程中，根据动能定理，有： （F -μmg ）x AB =12mv B 2-0 在B 点，以物块为研究对象，根据牛顿第二定律得：2Bv N mg m R-=联立解得小物块运动到B 点时轨道对物块的支持力为：N =160N由牛顿第三定律可得，小物块运动到B 点时对圆轨道B 点的压力大小为：N ′=N =160N （2）因为小物块恰能通过D 点，所以在D 点小物块所受的重力等于向心力，即：2Dv mg m R=可得：v D =2m/s设小物块落地点距B 点之间的距离为x ，下落时间为t ，根据平抛运动的规律有： x =v D t ，2R =12gt 2解得：x =0.8m则小物块离开D 点后落到地面上的点与D 点之间的距离20.82m l x ==3．如图所示，竖直圆形轨道固定在木板B 上，木板B 固定在水平地面上，一个质量为3m 小球A 静止在木板B 上圆形轨道的左侧．一质量为m 的子弹以速度v 0水平射入小球并停留在其中，小球向右运动进入圆形轨道后，会在圆形轨道内侧做圆周运动．圆形轨道半径为R ，木板B 和圆形轨道总质量为12m ，重力加速度为g ，不计小球与圆形轨道和木板间的摩擦阻力．求：(1)子弹射入小球的过程中产生的内能；(2)当小球运动到圆形轨道的最低点时，木板对水平面的压力；(3)为保证小球不脱离圆形轨道，且木板不会在竖直方向上跳起，求子弹速度的范围．【答案】(1)2038mv (2) 2164mv mg R+(3)042v gR ≤或04582gR v gR ≤≤【解析】本题考察完全非弹性碰撞、机械能与曲线运动相结合的问题． (1)子弹射入小球的过程，由动量守恒定律得：01(3)mv m m v =+ 由能量守恒定律得：220111422Q mv mv =-⨯ 代入数值解得：2038Q mv =(2)当小球运动到圆形轨道的最低点时，以小球为研究对象，由牛顿第二定律和向心力公式得211(3)(3)m m v F m m g R+-+=以木板为对象受力分析得2112F mg F =+ 根据牛顿第三定律得木板对水平的压力大小为F 2木板对水平面的压力的大小202164mv F mg R=+(3)小球不脱离圆形轨有两种可能性：①若小球滑行的高度不超过圆形轨道半径R由机械能守恒定律得：()()211332m m v m m gR +≤+ 解得：042v gR ≤②若小球能通过圆形轨道的最高点小球能通过最高点有：22(3)(3)m m v m m g R++≤由机械能守恒定律得：221211(3)2(3)(3)22m m v m m gR m m v +=+++ 代入数值解得：045v gR ≥要使木板不会在竖直方向上跳起，木板对球的压力：312F mg ≤在最高点有：233(3)(3)m m v F m m g R+++=由机械能守恒定律得：221311(3)2(3)(3)22m m v m m gR m m v +=+++ 解得：082v gR ≤综上所述为保证小球不脱离圆形轨道，且木板不会在竖直方向上跳起，子弹速度的范围是042v gR ≤或04582gR v gR ≤≤4．如图所示，一根长为0.1 m 的细线，一端系着一个质量是0.18kg 的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的转速增加到原转速的3倍时，细线断裂，这时测得线的拉力比原来大40 N ．求： （1）线断裂的瞬间，线的拉力； （2）这时小球运动的线速度；（3）如果桌面高出地面0.8 m ，线断裂后小球沿垂直于桌子边缘的方向水平飞出去落在离桌面的水平距离．【答案】（1）线断裂的瞬间，线的拉力为45N ； （2）线断裂时小球运动的线速度为5m/s ； （3）落地点离桌面边缘的水平距离2m ． 【解析】 【分析】【详解】(1)小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用;重力mg 、桌面弹力F N 和细线的拉力F ,重力mg 和弹力F N 平衡，线的拉力提供向心力，有： F N =F =mω2R ，设原来的角速度为ω0,线上的拉力是F 0,加快后的角速度为ω,线断时的拉力是F 1，则有： F 1:F 0=ω2: 20ω=9:1， 又F 1=F 0+40N ，所以F 0=5N ,线断时有：F 1=45N .(2)设线断时小球的线速度大小为v ,由F 1=2v m R，代入数据得：v =5m /s .(3)由平抛运动规律得小球在空中运动的时间为：t =220.810h s g ⨯==0.4s ， 则落地点离桌面的水平距离为：x =vt =5×0.4=2m .5．如图所示，半径为R 的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内，O 为圆轨道的圆心，D 为圆轨道的最高点，圆轨道内壁光滑，圆轨道右侧的水平面BC 与圆心等高．质量为m 的小球从离B 点高度为h 处（332R h R ≤≤）的A 点由静止开始下落，从B 点进入圆轨道，重力加速度为g ）．（1）小球能否到达D 点？试通过计算说明； （2）求小球在最高点对轨道的压力范围；（3）通过计算说明小球从D 点飞出后能否落在水平面BC 上，若能，求落点与B 点水平距离d 的范围．【答案】（1）小球能到达D 点；（2）03F mg ≤'≤；（3）()()21221R d R ≤≤【解析】 【分析】 【详解】（1）当小球刚好通过最高点时应有：2Dmv mg R =由机械能守恒可得：()22Dmv mg h R -=联立解得32h R =，因为h 的取值范围为332R h R ≤≤，小球能到达D 点； （2）设小球在D 点受到的压力为F ，则2Dmv F mg R ='+ ()22Dmv mg h R ='- 联立并结合h 的取值范围332R h R ≤≤解得：03F mg ≤≤ 据牛顿第三定律得小球在最高点对轨道的压力范围为：03F mg ≤'≤（3）由（1）知在最高点D 速度至少为min D v =此时小球飞离D 后平抛，有：212R gt =min min D x v t =联立解得min x R =>，故能落在水平面BC 上，当小球在最高点对轨道的压力为3mg 时，有：2max 3Dv mg mg m R+=解得max D v =小球飞离D 后平抛212R gt ='， max max D x v t ='联立解得max x =故落点与B 点水平距离d 的范围为：)()11R d R ≤≤6．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B 点脱离后做平抛运动，经过0.3s 后又恰好与倾角为045的斜面垂直相碰．已知半圆形管道的半径为1R m =，小球可看作质点且其质量为1m kg =，210/g m s =，求：（1）小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离；（2）小球通过管道上B点时对管道的压力大小和方向．【答案】（1）0.9m；（2）1N【解析】【分析】（1）根据平抛运动时间求得在C点竖直分速度，然后由速度方向求得v，即可根据平抛运动水平方向为匀速运动求得水平距离；（2）对小球在B点应用牛顿第二定律求得支持力N B的大小和方向．【详解】（1）根据平抛运动的规律，小球在C点竖直方向的分速度v y=gt=10m/s水平分速度v x=v y tan450=10m/s则B点与C点的水平距离为：x=v x t=10m（2）根据牛顿运动定律，在B点N B+mg=m2 v R解得 N B=50N根据牛顿第三定律得小球对轨道的作用力大小N, =N B=50N方向竖直向上【点睛】该题考查竖直平面内的圆周运动与平抛运动，小球恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰到是解题的关键，要正确理解它的含义．要注意小球经过B点时，管道对小球的作用力可能向上，也可能向下，也可能没有，要根据小球的速度来分析．7．如图所示，质量m=3kg的小物块以初速度秽v0=4m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。

高考物理《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r A=2r B。

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.r B【参考答案】C【名师解析】当主动轮A匀速转动时,A、B两轮边缘上的线速度大小相等,由ω=。

因A、B材料相同,故木块与A、B间的动摩擦因数相同,小木块恰能在A轮边缘上相对静止,则由静摩擦力提供的向心力达到最大值F fm,得F fm=m r A。

设木块放在B轮上恰能相对静止时距B轮转轴的最大距离为r,则向心力由最大静摩擦力提供,故F fm=m r,联立解得r=r A=,故C正确。

2.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ω,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.【参考答案】A【名师解析】三个轮相互不打滑,则甲、丙边缘的线速度大小相等,根据v=ωr可得ω3=ω,故a3=r3=,故A正确。

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【参考答案】D【名师解析】圆周运动的线速度方向时刻变化,A 错误。

P 点线速度v P =ωr P ,因为ω不变,r P 不变,故v P 大小不变,B 错误。

由a P =ω2r P 知,P 点的向心加速度大小不变,C 错误。

由于主动轮最外层磁带的线速度逐渐增大,因此从动轮最外层磁带的线速度也逐渐增大,而从动轮的半径减小,由a Q =ω'2r Q 知,a Q 逐渐增大,D 正确。

高中物理圆周运动最全高考模拟题附有详细解析高中物理圆周运动最新最全高考模拟题一．选择题（共19小题）1．（2015?娄星区模拟）物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）2．（2015?徐州模拟）一个物体做匀速圆周运动时，线速度大小保持不变，下列说法中正确的是（）3．（2012?珠海校级模拟）氢原子中的电子绕原子核做匀速圆周运动和人造卫星绕地球做匀速圆周运动比较（）4．（2010?浙江）宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示．已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0．太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则（）的次数为过程的时间为5．（2015?徐州模拟）匀速圆周运动中的向心加速度是描述（）6．（2015?宿迁模拟）A、B两个质点分别做匀速圆周运动，在相等时问内通过的弧长之比S A：S B=4：3，转过的圆心角之比θA：θB=3：2．则下列说法中正确的是（）7．（2015?云南校级学业考试）如图所示，一个小球绕圆心O做匀速圆周运动，已知圆周半径为r，该小球运动的线速度大小为v，则它运动的向心加速度大小为（）B8．（2015?临潼区）两颗人造地球卫星A和B的轨道半径分别为R A和R B，则它们的运动速率v A和v B，角速度ωA和ωB，向心加速度a A和a B，运动周期TA和TB之间的关系为正确的是（）AB9．（2015?遂宁模拟）图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径范围r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r．c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑．则（）10．（2015春?娄底期中）如图，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运动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）是=11．（2015?安庆校级四模）如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内：套在大环上质量为m的小环（可视为质点），从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为（）12．（2015?廉江市校级模拟）如图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A的受力情况是（）13．（2015?广州）如图所示，质量相等的a、b两物体放在圆盘上，到圆心的距离之比是2：3，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止，a、b两物体做圆周运动的向心力之比是（）14．（2015?江苏校级模拟）关于离心运动，下列说法中正确的是（）15．（2015?贵阳校级模拟）如图所示为洗衣机脱水筒工作时的示意图，衣物随洗衣机的脱水筒高速旋转而达到脱水的目的．下列关于洗衣机脱水过程的说法，不正确的是（）16．（2015春?怀化期末）如图所示，光滑水平面上，质量为m 的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F 发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是（）17．（2011?高州市校级模拟）如图所示，小球用细绳悬挂于O 点，在O点正下方有一固定的钉子C，把小球拉到水平位置后无初速释放，当细线转到竖直位置时有一定大小的速度，与钉子C相碰的前后瞬间（）18．（2006?济南模拟）如图所示，用一连接体一端与一小球相连，绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动，设轨道半径为r，图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点，则以下说法正确的是（）19．（2011?江西校级二模）“六十甲子”是古人发明用来计时的方法，也是一种表示自然界五行之气循环流转的直观表示法．某学校物理兴趣小组用空心透明粗糙塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型．两个“0”字型圆的半径均为R．让一质量为m、直径略小于管径的小球从入口A处无初速度放入，B、C、D是轨道上的三点，E为出口，其高度低于入口A．已知BC是“0”字型的一条竖直方向的直径，D点是左侧“0”字型上的一点，与圆心等高，A比C高R，当地的重力加速度为g，则小球在整个运动过程中，下列说法错误的是（）二．解答题（共11小题）20．（2015?山西模拟）如图所示，水平放置的圆盘边缘C点有一个小洞，圆盘半径R=1m，在圆盘直径CD的正上方，与CD平行放置一条长为R的水平滑道AB，滑道右端B与圆盘圆心O在同一条竖直线上，且B点距离圆盘圆心的竖直高度h=1.25m．在滑道左端静止放置质量为m=0.2kg的物块（可视为质点），小球与滑道间的动摩擦因数为μ=0.25．现使小球以某一水平向左的初速度运动，同时圆盘从图示位置以图中所示的角速度ω绕通过圆心O的竖直轴匀速转动，最终小球恰好落入圆盘边缘的小洞内，重力加速度取10m/s2．（1）小球运动的初速度v0的大小；（2）圆盘运动的角速度ω的值．21．（2015春?双鸭山校级期中）小球P用长L=1m的细绳系着，在水平面内绕O点做匀速圆周运动，其角速度ω=2πrad/s．另一质量m=1kg的小球Q放在高出水平面h=1.25m的粗糙水平槽上，槽与绳平行，小球Q与槽之间的动摩擦因数为μ=0.1，槽的端点A在O点正上方．当小球P运动到图示位置时，小球Q以初速度v0向A点运动然后做平抛运动，Q 落到水平面时P恰好与它相碰．（g取10m/s2）求：（1）若P与Q相碰时还没转够一周，则Q的初速度v0和到达A 的速度v A各为多少；（2）若P与Q相碰时转动的时间大于一个周期，求Q运动到A点的时间和相应的Q在桌面上滑行的距离分别满足什么关系？22．（2015?重庆）同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置．图中水平放置的底板上竖直地固定有M 板和N板．M板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为H．N板上固定有三个圆环．将质量为m的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q 水平距离为L处．不考虑空气阻力，重力加速度为g．求：（1）距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；（2）小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向；（3）摩擦力对小球做的功．23．（2015?海南）如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点．已知h=2m，s=m．取重力加速度大小g=10m/s2．（1）一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；（2）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小．24．（2015?武清区校级学业考试）如图所示，ABC为一细圆管构成的圆轨道，固定在竖直平面内，轨道半径为R（比细圆管的半径大得多），OA水平，OC竖直，最低点为B，最高点为C，细圆管内壁光滑．在A点正上方某位置处有一质量为m的小球（可视为质点）由静止开始下落，刚好进入细圆管内运动．已知细圆管的内径稍大于小球的直径，不计空气阻力．（1）若小球刚好能到达轨道的最高点C，求小球经过最低点B时的速度大小和轨道对小球的支持力大小；（2）若小球从C点水平飞出后恰好能落到A点，求小球刚开始下落时离A点的高度为多大．25．（2015?张掖模拟）如图所示，有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板．已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3，圆弧轨道的半径为R=0.4m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°，不计空气阻力，g取10m/s2．求：（1）小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；（2）要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？26．（2012?重庆模拟）如图所示，水平地面上方被竖直线MN 分隔成两部分，M点左侧地面粗糙，动摩擦因数为μ=0.5，右侧光滑．MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场．在O 点用长为R=5m 的轻质绝缘细绳，拴一个质量m A=0.04kg，带电量为q=+2×10﹣4的小球A，在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动，运动到最低点时与地面刚好不接触．处于原长的弹簧左端连在墙上，右端与不带电的小球B接触但不粘连，B球的质量m B=0.02kg，此时B球刚好位于M点．现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点（弹簧仍在弹性限度内），MP之间的距离为L=10cm，推力所做的功是W=0.27J，当撤去推力后，B 球沿地面右滑恰好能和A球在最低点处发生正碰，并瞬间成为一个整体C（A、B、C均可视为质点），碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=6×103N/C，电场方向不变．（取g=10m/s2）求：（1）A、B两球在碰前匀强电场的大小和方向．（2）碰撞后整体C的速度．（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小．27．（2012?利州区校级一模）如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R．一个质量为m的物体（可以看作质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动．已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ．求：（1）物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；（2）最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力；（3）为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D，释放点距B点的距离L′应满足什么条件？28．（2011?崇川区校级模拟）如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线的夹角θ=30°，一条长为l的绳，一端固定在圆锥体的顶点O，另一端系一个质量为m 的小球（可视为质点），小球以角速度ω绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动．试分析：（1）小球以角速度ω=转动时，绳子的拉力和圆锥体对小球的支持力；（2）小球以角速度ω=转动时，绳子的拉力和圆锥体对小球的支持力．29．（2015?福州校级模拟）山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动，一滑雪坡由AB和BC组成，AB是倾角为37°的斜坡，BC是半径为R=5m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于C，如图所示，AB竖直高度差h=8.8m，运动员连同滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落（不计一切阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：（1）运动员到达C点的速度大小．（2）运动员经过C点时轨道受到的压力大小．30．（2015?闵行区二模）如图所示，一不可伸长的轻质细绳，绳长为L，一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球，小球绕O 点在竖直平面内做圆周运动（不计空气阻力）．（1）若小球通过最高点A时的速度为v，求v的最小值和此时绳对小球拉力F的大小；（2）若小球恰好通过最高点A且悬点距地面的高度h=2L，小球经过B点或D点时绳突然断开，求两种情况下小球从抛出到落地所用时间之差△t；（3）若小球运动到最低点C或最高点A时，绳突然断开，两种情况下小球从抛出到落地水平位移大小相等，则O点距离地面高度h与绳长L之间应满足怎样的关系？高中物理圆周运动最新最全高考模拟题参考答案与试题解析一．选择题（共19小题）1．（2015?娄星区模拟）物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）保持不变，下列说法中正确的是（）、根据、根据可知，线速度大小保持不变，半径越小，周期越长，故3．（2012?珠海校级模拟）氢原子中的电子绕原子核做匀速圆周运动和人造卫星绕地球做匀速圆周运动比较（）根据库仑力提供向心力得：v=Gv=，所以轨道半径越大，线速度都越减小，故、根据库仑力提供向心力得：G，可知轨道半4．（2010?浙江）宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示．已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0．太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则（）的次数为过程的时间为。

(名师选题)部编版高中物理必修二第六章圆周运动带答案专项训练题单选题1、如图所示为一皮带传动轮，大轮直径是小轮直径的3倍，A是大轮边缘上一点，B是小轮边缘上一点，C是大轮上一点，C到圆心O1的距离等于小轮半径，转动时皮带不打滑。

关于A、B、C三点的角速度大小之比ωA∶ωB∶ωC、线速度大小之比vA∶vB∶vC，向心加速度大小之比a A∶a B∶a C，下列判断正确的是（）A．ωA∶ωB∶ωC=1∶3∶3B．vA∶vB∶vC=3∶3∶1C．aA∶aB∶aC=3∶6∶1D．aA∶aB∶aC=3∶3∶12、下列关于匀速圆周运动的说法正确的是（）A．匀速圆周运动是匀加速曲线运动B．做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的C．做匀速圆周运动的物体所受合外力就是向心力D．随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力的作用3、自行车，又称脚踏车或单车，骑自行车是一种绿色环保的出行方式，如图所示，A、B、C分别是大齿轮、小齿轮以及后轮边缘上的点，则（）A．A点的线速度大于B点的线速度B．A点的角速度小于B点的角速度C．C点的角速度小于B点的角速度D．A、B、C三点的线速度相等4、如图所示，轻杆一端与一质量为m的小球相连，另一端连在光滑固定轴上，轻杆可在竖直平面内自由转动。

现使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。

下列说法正确的是（）A．小球在运动过程中的任何位置对轻杆的作用力都不可能为0B．当轻杆运动到水平位置时，轻杆对小球的拉力大小不可能等于mgC．小球运动到最低点时，对轻杆的拉力可能等于4mgD．小球运动到最低点时，对轻杆的拉力一定不小于6mg5、如图所示，底部装有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周均有一定空间。

当公交车（）A．缓慢启动时，a、b均相对于公交车向后运动B．急刹车时，行李箱a相对于公交车向前运动C．缓慢转弯时，a、b均相对于公交车向外侧运动D．急转弯时，行李箱a相对于公交车向内侧运动6、如图所示，质量为1.6kg，半径为0.5m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小球A和B的直径略小于细圆管的内径。