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多选题

(多选)关于曲线运动,下列说法正确的是(  )

A
恒力作用下物体可以做曲线运动
B
匀速圆周运动是加速度不变的曲线运动
C
曲线运动速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化
D
质点在某一点的速度方向是沿曲线上该点的切线方向

题目答案

ACD

答案解析

分析:

物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,合外力大小和方向不一定变化,由此可以分析得出结论.

解答:

解:A、恒力作用下物体可以做曲线运动,例如平抛运动,只受重力.故A正确.

B、匀速圆周运动是加速度方向始终指向圆心,即方向时刻改变,故匀速圆周运动的加速度时刻改变,故B错误.

C、曲线运动的特征是速度方向时刻改变,但速度大小可以不变,例如匀速圆周运动,故C正确.

D、质点在某一点的速度方向是沿曲线上该点的切线方向,故D正确.

故选:ACD.

点评:

解题关键是对物体做曲线运动特点的考查,匀速圆周运动,平抛运动等都是曲线运动,对于它们的特点要掌握住.

举一反三
多选题

(多选)如图所示的靠轮传动装置中右轮半径为2r,a为它边缘上的一点,b为轮上的一点,b距轴为r.左侧为一轮轴,大轮的半径为4r,d为它边缘上的一点,小轮的半径为r,c为它边缘上的一点.若传动中靠轮不打滑,则(  )

A
b点与d点的线速度大小相等
B
a点与c点的线速度大小相等
C
c点与b点的角速度大小相等
D
a点与d点的向心加速度大小之比为1:8

题目答案

BD

答案解析

分析:

c、d轮共轴转动,角速度相等,b、c两轮在传动中靠轮不打滑,知b、c两轮边缘上的点线速度大小相等.根据线速度与角速度、向心加速度的关系比较它们的大小.

解答:

解:A、c、d轮共轴转动,角速度相等,根据v=rω知,d点的线速度大于c点的线速度,而a、c的线速度大小相等,a、b的角速度相等,则a的线速度大于b的线速度,所以d点的线速度大于b点的线速度.故A错误,B正确.

C、a、c的线速度相等,半径比为2:1,根据ω=$\frac {v}{r}$,知a、c的角速度之比1:2.a、b的角速度相等,所以b、c的角速度不等.故C错误.

D、a、c的线速度相等,半径比为2:1,根据a=$\frac {v}{r}$,知向心加速度之比为1:2.c、d的角速度相等,根据a=rω_,知c、d的向心加速度之比为1:4,所以a、d两点的向心加速度之比为1:8.故D正确.

故选BD.

点评:

解决本题的关键知道共轴转动,角速度相等,不打滑传动,轮子边缘上的点线速度大小相等.

多选题

(多选)如图所示,皮带传动装置在运行中皮带不打滑.两轮半径分别为R和r,r:R=2:3,M、N分别为两轮边缘上的点.则在皮带轮运行过程中(  )

A
它们的角速度之比ω_M:ω_N=2:3
B
它们的向心加速度之比a_M:a_N=2:3
C
它们的速率之比v_M:v_N=2:3
D
它们的周期之比为T_M:T_N=2:3

题目答案

AB

答案解析

分析:

M、N两点靠传送带传动,线速度大小相等,结合半径关系,得出角速度的关系和周期的关系,根据a=$\frac {v}{r}$得出向心加速度的关系.

解答:

解:A、M、N两点靠传送带传动,线速度大小相等,则速率之比为1:1,根据ω=$\frac {v}{r}$知,半径之比r:R=2:3,则角速度之比ω_M:ω_N=2:3.故A正确,C错误.

B、根据a=$\frac {v}{r}$知,线速度大小相等,r:R=2:3,则a_M:a_N=2:3.故B正确.

D、因为ω_M:ω_N=2:3,根据T=$\frac {2π}{ω}$知,周期之比T_M:T_N=3:2.故D错误.

故选:AB.

点评:

解决本题的关键知道靠传送带传动,轮子边缘上点的线速度大小相等,共轴转动的点,角速度相等,以及知道线速度、角速度、周期、向心加速度这些物理量之间的关系.

多选题

(多选)物体在不变的合外力作用下运动,那么关于这个物体的运动,下列说法正确的是(  )

A
可能作匀变速直线运动
B
可能作匀变速曲线运动
C
可能作匀速圆周运动
D
可能作匀速直线运动

题目答案

AB

答案解析

分析:

根据合力的方向与速度的方向之间的关系,当合力与速度在同一条直线上时,物体就做直线运动;

当合力的方向与速度的方向不在同一条直线上时,物体就要做曲线运动;

解答:

解:A、物体在不变的合外力作用下运动,加速度不变,一定是匀变速运动,如果合力与速度在同一条直线上时,物体就做直线运动;

如果合力的方向与速度的方向不在同一条直线上时,物体就要做曲线运动;所以可能作匀变速直线运动,可能作匀变速曲线运动,故A、B正确

C、匀速圆周运动所受合力不断指向圆心,是变力,故C错误

D、匀速直线运动的合力为零,故D错误

故选AB.

点评:

本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查,只要掌握了物体做曲线运动的条件,本题基本上就可以解决了.

多选题

(多选)关于向心力的说法正确的是(  )

A
物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B
向心力不改变圆周运动物体线速度的大小
C
做匀速圆周运动的物体所受的合力即为其向心力
D
做匀速圆周运动的物体所受的向心力是不变的

题目答案

BC

答案解析

分析:

物体做圆周运动就需要有向心力,向心力是由外界提供的,不是物体产生的.向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小.做匀速圆周运动的物体向心力是由合外力提供的.向心力的方向时刻改变,向心力也改变.

解答:

解:A、物体做圆周运动就需要有向心力,而向心力是由外界提供的,不是物体本身产生的.故A错误.

B、向心力方向总是与速度方向垂直,对物体不做功,不能改变速度的大小,只改变速度的方向.故B正确.

C、做匀速圆周运动的物体向心力是由合外力提供的.故C正确.

D、向心力始终指向圆心,方向时刻在改变,则向心力是变化的.故D错误.

故选:BC.

点评:

本题考查对向心力的理解能力.要知道向心力不是什么特殊的力,其作用产生向心加速度,改变速度的方向,不改变速度的大小.

多选题

(多选)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(  )

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=$\sqrt {}$是b开始滑动的临界角速度
D
当ω=$\sqrt {}$时,a所受摩擦力的大小为kmg

题目答案

AC

答案解析

分析:

木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定.当圆盘转速增大时,提供的静摩擦力随之而增大.当需要的向心力大于最大静摩擦力时,物体开始滑动.因此是否滑动与质量无关,是由半径大小决定.

解答:

解:A、B、两个木块的最大静摩擦力相等.木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律得:木块所受的静摩擦力f=mω_r,m、ω相等,f∝r,所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力,当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值,所以b一定比a先开始滑动,故A正确,B错误;

C、当b刚要滑动时,有kmg=mω_•2l,解得:ω=$\sqrt {}$,故C正确;

D、以a为研究对象,当ω=$\sqrt {}$时,由牛顿第二定律得:

f=mω_l,可解得:f=$\frac {2}{3}$kmg,故D错误.

故选:AC.

点评:

本题的关键是正确分析木块的受力,明确木块做圆周运动时,静摩擦力提供向心力,把握住临界条件:静摩擦力达到最大,由牛顿第二定律分析解答.

多选题

(多选)如图A、B、C三个物体放在旋转圆台上,它们与圆台间动摩擦因数都相同,A的质量为2m,B、C质量均为m,A、B离轴R,C离轴2R,则当圆台旋转时,设A、B、C都没有滑动,则(  )

A
C物体受到的静摩擦力比A大
B
B物体受到的静摩擦力最小
C
若圆台转动角速度逐渐增加时,A和C同时开始滑动
D
若圆台转动角速度逐渐增加时,C最先开始滑动

题目答案

BD

答案解析

分析:

先对三个物体进行运动分析与受力分析,找出向心力来源,根据向心力公式求出摩擦力,再求出物体受最大静摩擦力时的临界角速度.

解答:

解:三个物体都做匀速圆周运动,合力指向圆心,对任意一个受力分析,如图



支持力与重力平衡,F_合=f=F_向

由于A、B、C三个物体共轴转动,角速度ω相等,

根据题意,r_c=2r_a=2r_b=2R

由向心力公式F_向=mω_r,得三物体的向心力分别为:

F_a=(2m)ω_R=2mω_R

F_b=mω_R

F_c=mω_(2R)=2mω_R

A、由以上的分析可知,C物体受到的向心力和A物体受到的向心力一样大.故A错误

B、对任意一物体,由于摩擦力提供向心力,有f=mω_r,由上面的向心力表达式可知,B需要的向心力最小,故B受到的摩擦力最小.故B正确.

C、当ω变大时,所需要的向心力也变大,当达到最大静摩擦力时,物体开始滑动.当转速增加时,A、C所需向心力同步增加,且保持相等.B所需向心力也增加,A和C所需的向心力与B所需的向心力保持2:1关系.由于B和C受到的最大静摩擦力始终相等,都比A小,所以C先滑动,A和B后同时滑动,故C错误,D正确.

故选BD.

点评:

本题可从三个物体中选择任意一个物体,建立物理模型后分析比较,而不需要对三个物体分别分析!难度适中.

多选题

(多选)如图图示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起转动,下列说法正确的是(  )

A
物体受到重力、桶壁对物体的支持力和向心力
B
桶壁对物体的支持力提供物体圆周运动所需的向心力
C
桶壁对物体的支持力随桶的转速的增大而增大
D
桶壁对物体的摩擦力随转速的增大而增大

题目答案

BC

答案解析

分析:

物体相对桶壁静止也做匀速圆周运动,对物块进行受力分析,合外力提供向心力,方向指向圆心(圆心在轴线上与物块在同一水平面上).

解答:

解:

A.对物体进行受力分析:物体在竖直方向上受重力和静摩擦力,并且这两个力相互平衡;水平方向受圆筒给它指向圆心的弹力,向心力不单独分析.故A错误;

B、物体做匀速圆周运动,由合外力提供向心力,所以物体所受向心力由桶壁对物体的支持力提供,故B正确;

C、根据牛顿第二定律得:N=m(2πn)_r,可见,转速n增大,桶壁对物体的支持力N增大,故C正确;

D、在竖直方向上,重力和静摩擦力这两个力相互平衡,所以摩擦力不变;故D错误.

故选:AC.

点评:

解决本题的关键知道向心力的来源,知道物体在竖直方向上受重力和摩擦力处于平衡.正确进行受力分析,向心力不单独分析,理解匀速圆周运动的合外力提供向心力.

多选题

(多选)绳子的一端拴一重物,用手握住另一端,使重物在光滑的水平面内做匀速圆周运动,下列判断正确的是(  )

A
转速相同,绳短时易断
B
线速度大小一定,绳短时易断
C
运动周期相同,绳长时易断
D
线速度大小一定,绳长时易断

题目答案

BC

答案解析

分析:

绳子的一端拴一重物,以手握住绳子另一端,使重物在水平面内做匀速圆周运动,靠拉力提供向心力,结合向心力公式分析判断.

解答:

解:A、转速一定时,角速度一定,根据F=mrω_知,绳越短,拉力越小,绳越不容易断,故A错误.

B、线速度大小一定,根据F=m$\frac {v}{r}$,绳越短,拉力越大,绳越容易断,故B正确,D错误.

C、周期相同时,根据F=mr$\frac {4π}{T}$知,绳越长,拉力越大,绳越容易断,故C正确.

故选:BC.

点评:

解决本题的关键知道重物做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行分析.知道向心力与线速度、角速度、周期等物理量的关系,并能灵活运用.

多选题

(多选)如图所示,质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中,杆的另一端固定一质量为m的小球,今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,角速度为ω,则下列说法正确的是(重力加速度为g)(  )

A
球所受的合外力大小为mω_R
B
球所受的合外力大小为m$\sqrt {}$
C
球对杆作用力的大小为m$\sqrt {}$
D
球对杆作用力的大小为m$\sqrt {}$

题目答案

AD

答案解析

分析:

小球受到重力和杆子的作用力,两个力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力.根据力的合成,求出球对杆子的作用力大小.

解答:

解:A、B、小球所受合力提供匀速圆周运动的向心力,即F_合=mRω_.故A正确,B错误.

C、D、小球受重力和杆子对它的作用力F,根据力的合成有:F_-(mg)_=(F_合)_,所以F=m$\sqrt {}$.故C错误,D正确.

故选AD.

点评:

决本题的关键知道小球匀速圆周运动的向心力由重力和杆子对它作用力的合力提供.根据向心力求出合力,根据力的合成求出杆子的作用力.

多选题

(多选)如图所示,两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点,并在离地面某一高度的同一水平面内做匀速圆周运动,则它们的(  )

A
周期相同
B
线速度的大小相等
C
角速度的大小相等
D
向心加速度的大小相等

题目答案

AC

答案解析

分析:

两个小球均做匀速圆周运动,对它们受力分析,找出向心力来源,可先求出角速度,再由角速度与线速度、周期、向心加速度的关系公式求解!

解答:

解:A、C、对其中一个小球受力分析,如图,受重力,绳子的拉力,由于小球做匀速圆周运动,故合力提供向心力;

将重力与拉力合成,合力指向圆心,由几何关系得,合力:

F=mgtanθ ①

由向心力公式得到:

F=mω_r ②

设绳子与悬挂点间的高度差为h,由几何关系,得:

r=htanθ ③

由①②③三式得:

ω=$\sqrt {}$,与绳子的长度和转动半径无关,故C正确;

又由T=$\frac {2π}{ω}$=2π$\sqrt {}$,周期与绳子长度无关,故A正确;

B、由v=ωr,两球转动半径不等,所以线速度不等,故B错误;

D、由a=ω_r,两球转动半径不等,所以向心加速度不等,故D错误;

故选:AC.

点评:

本题关键要对球受力分析,找向心力来源,求角速度;同时要灵活应用角速度与线速度、周期、向心加速度之间的关系公式!