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一、选择题本题共10小题,每小题7分,共70分,每小题至少有一个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内1.在世界一级锦标赛中,赛车在水平路面上转弯时,常常在弯道上冲出跑道,则以下说法正确的是 A.是由于赛车行驶到弯道时,运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B.是由于赛车行驶到弯道时,运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的C.是由于赛车行驶到弯道时,运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的D.由公式F=mω2r可知,弯道半径越大,越容易冲出跑道解析赛车在水平路面上转弯时,它需要的向心力是由赛车与地面间的摩擦力提供的,由向心力公式F=知,当v较大时,赛车需要的向心力也较大,当摩擦力不足以提供其所需的向心力时,赛车将冲出跑道,故选项C正确.[来源:学科网]答案C
2.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r
2.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.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为nD.从动轮的转速为n解析根据皮带传动装置的原理可知从动轮应做逆时针转动,A错B对;两轮边缘上各点线速度大小相等,即2πnr1=2πn2r2,所以n2=n,选项C对D错.答案BC
3.2009年高考广东卷如图所示是一个玩具陀螺.a、b和c是陀螺上的三个点.当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是 A.a、b和c三点的线速度大小相等B.a、b和c三点的角速度相等C.a、b的角速度比c的大D.c的线速度比a、b的大解析由于a、b、c三点是陀螺上的三个点,所以当陀螺转动时,三个点的角速度相同,选项B正确,C错误;根据v=ωr,由于a、b、c三点的半径不同,ra=rbrc,所以有va=vbvc,选项A、D均错误.答案B
4.一小球质量为m,用长为L的悬绳不可伸长,质量不计固定于O点,在O点正下方L/2处钉有一颗钉子,如图所示,将悬线沿水平方向拉直无初速度释放后,当悬线碰到钉子后的瞬间 A.小球线速度没有变化B.小球的角速度突然增大到原来的2倍C.小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D.悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍解析在小球通过最低点的瞬间,水平方向上不受外力作用,沿切线方向小球的加速度等于零,因而小球的线速度不会发生变化,A正确;在线速度不变的情况下,小球的半径突然减小到原来的一半,由v=ωr可知角速度增大为原来的2倍,B正确;由a=v2/r,可知向心加速度突然增大到原来的2倍,C正确;在最低点,F-mg=ma,D错误.答案ABC5.上海锦江乐园新建的“摩天转轮”是在直径为98m的圆周上每隔一定位置固定一个座舱,每个座舱有6个座位.游人乘坐时,转轮始终不停地在竖直平面内匀速转动,试判断下列说法中正确的是 A.每时每刻,乘客受到的合力都不为零[来源:学科网]B.每个乘客都在做加速度为零的匀速运动C.乘客在乘坐过程中对座位的压力始终不变D.乘客在乘坐过程中的机械能始终保持不变解析由于乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动,故受到合力指向圆心,A正确、B错误;将加速度沿水平、竖直方向分解可知人位于转轴以下时,人处于超重状态,人对座位的压力大于人的重力;人位于转轴以上时,人处于失重状态,人对座位的压力小于人的重力,C错误;在运动过程中,人的动能始终不变,而势能在变化,D错误.答案A6.探究创新质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点,如图所示,当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时杆子停止转动,则 A.绳a对小球拉力不变B.绳a对小球拉力增大C.小球可能前后摆动D.小球可能在竖直平面内做圆周运动解析绳b烧断前,竖直方向合力为零,即Fa=mg,烧断b后,因惯性,要在竖直面内做圆周运动,且Fa′-mg=m,所以Fa′Fa,A错B对,当ω足够小时,小球不能摆过AB所在高度,C对,当ω足够大时,小球在竖直面内能过AB上方最高点,从而做圆周运动,D对.答案BCD[来源:学_科_网Z_X_X_K]7.2011年淮北模拟如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是 A.小球通过最高点时的最小速度vmin=B.小球通过最高点时的最小速度vmin=0C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力解析小球沿管上升到最高点的速度可以为零,故A错误,B正确;小球在水平线ab以下的管道中运动时,由外侧管壁对小球的作用力N与球重力在背离圆心方向的分力Fmg的合力提供向心力,即N-mg=m,因此,外侧管壁一定对球有作用力,而内侧壁无作用力,C正确;小球在水平线ab以上的管道中运动时,小球受管壁的作用力与小球速度大小有关,D错误.答案BC
8.2011年杭州模拟如图所示,A、B是两个相同的齿轮,齿轮A固定不动,若齿轮B绕齿轮A运动半周,到达图中C位置,则齿轮B上标出竖直向上的箭头所指的方向是 A.竖直向上 B.竖直向下C.水平向左D.水平向右解析如图所示,当齿轮B转到齿轮A的正上方时,箭头竖直向下,当齿轮继续转动到达位置2时,箭头方向又变为竖直向上,此时即为C的位置,故A正确.答案A[来源:Zxxk.Com]9.如图所示,OO′为竖直轴,MN为固定在OO′上的水平光滑杆,有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上,AC和BC为抗拉能力相同的两根细线,C端固定在转轴OO′上.当绳拉直时,A、B两球转动半径之比恒为2∶1,当转轴的角速度逐渐增大时 A.AC先断B.BC先断C.两线同时断D.不能确定哪段线先断解析A受重力、支持力、拉力FA三个力作用,拉力的分力提供向心力,得水平方向FAcosα=mω2rA,同理,对B FBcosβ=mω2rB由几何关系,可知cosα=,cosβ=所以===由于AC>BC,所以FA>FB,即绳AC先断.答案A10.思维拓展如图所示是磁带录音机的磁带盒的示意图,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R=3r.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是 [来源:学科网]A.等于B.大于[来源:学§科§网]C.小于D.此时间无法确定[来源:学科网]解析因为A轮角速度恒定,所以随着磁带缠绕厚度的增大,半径增大,磁带运行速度增大.当ωA=ωB时,由v=ωr知rA=rB,即A、B上磁带厚度相等,此时绕至A轮上的磁带的长度恰好是磁带总长度的一半.而下一半的磁带速度将比前一半磁带的速度大,由t=知,前一半所用的时间长,后一半所用的时间短,故选B.答案B
二、非选择题本题共2小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位11.15分一级方程式F1汽车大赛中,布朗车队的车手巴顿驾驶着一辆总质量是MM约
1.5吨的赛车经过一半径为R的水平弯道时的速度为v.工程师为提高赛车的性能,都将赛车形状设计得使其上、下方空气存在一个压力差——气动压力行业术语,从而增大了赛车对地面的正压力,行业中将正压力与摩擦力的比值称为侧向附着系数,用η表示.要使上述赛车转弯时不致侧滑,所需气动压力至少为多大?解析设赛车所受地面支持力为N,气动压力为N′,摩擦力为f则N=N′+Mg[来源:学科网ZXXK]赛车在水平弯道上转弯所需向心力由摩擦力提供,[来源:Zxxk.Com]则f=M由题意知η=由以上几式联立解得N′=ηM-Mg答案ηM-Mg12.15分综合提升如图所示,小球从光滑的圆弧轨道下滑至水平轨道末端时,光电装置被触动,控制电路会使转筒立刻以某一角速度匀速连续转动起来.转筒的底面半径为R,已知轨道末端与转筒上部相平,与转筒的转轴距离为L,且与转筒侧壁上的小孔的高度差为h;开始时转筒静止,且小孔正对着轨道方向.现让一小球从圆弧轨道上的某处无初速滑下,若正好能钻入转筒的小孔小孔比小球略大,小球视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求1小球从圆弧轨道上释放时的高度H;2转筒转动的角速度ω.[来源:学*科*网Z*X*X*K]解析1设小球离开轨道进入小孔的时间为t,则由平抛运动规律得h=gt2,L-R=v0t小球在轨道上运动过程中机械能守恒,故有mgH=mv联立解得t=,H=.2在小球做平抛运动的时间内,圆筒必须恰好转整数转,小球才能钻进小孔,即ωt=2nπn=123…….所以ω=nπn=123….答案12nπn=123…。