5.7 生活中的圆周运动对点练习(人教版必修2)

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高一物理必修二7生活中的圆周作业及答案

7 生活中的圆周运动A 组1.关于圆周运动，下列说法正确的是（）A.做匀速圆周运动的物体，它的合外力一定指向圆心B.做圆周运动的物体，它的加速度方向不一定指向圆心C.做圆周运动的物体，它的向心加速度方向不一定指向圆心D.做圆周运动的物体，它的合外力一定指向圆心2.下列说法正确的是（）A.做圆周运动的物体所受合外力恰好等于向心力B.物体所受合外力大于需要的向心力时，物体做离心运动C.物体在做匀速圆周运动时，若所受合外力突然变小了，则物体做离心运动D.洗衣机的脱水桶就是应用了离心现象才把衣服甩干的3.如图所示，光滑的水平面上，小球m 在拉力F 的作用下做匀速圆周运动，若小球到达B 点时F 突然发生变化，下列关于小球的运动的说法正确的是（）A. F 突然消失，小球将沿轨迹Ba 做离心运动B. F 突然变小，小球将沿轨迹Ba 做离心运动C. F 突然变大，小球将沿轨迹Bb 做离心运动D. F 突然变小，小球将沿轨迹Bc 做离心运动4.下列那些现象是为了防止离心运动而产生不良后果的（）A.汽车拐弯时要限速B.转速很高的砂轮半径不能做得太大C.在砂轮的外侧加一个防护罩D.修筑铁路时，拐弯处轨道内高外低5.质量为m 的飞机，以速率v 在水平面上做半径为R 的匀速圆周运动，空气对飞机的作用力大小为（） A. 222)(R v g m + B. R v m 2 C. 222)(g R v m - D. mgB 组1.一列火车在运动时，乘客突然发现悬在车顶上的小球向右偏离设偏离竖直方向的角度为θ，则乘客断定火车在向__________拐弯，此时列车的向心加速度为__________。

2.如图所示为工厂中的行车示意图，设钢丝长3m ，用它吊着质量为2.7t 的铸件，行车以2m/s 的速度匀速行驶，当行车突然刹车停止时钢丝受到的拉力为_____________N 。

B a3.质量为m ＝1Kg 的滑块沿光滑的圆轨道内侧向上滑行，已知圆弧轨道半径R ＝0.2m ，滑块经过圆弧轨道最高点的速度为v ＝2m/s ，如图所示，g ＝10m/s 2，则在最高点时滑块对圆弧轨道的压力为多少？4.如图所示，在水平固定的光滑平板上，有一质量为M 的质点，与穿过中央光滑小孔O 的轻绳一端相连，用手拉着绳子的下端，使质点做半径为a 角速度为ω1的匀速圆周运动。

高中物理必修二《生活中的圆周运动》过关典型练习测试题(整理含答案)

高中物理必修二《生活中的圆周运动》过关测试题一、单项选择题（本题共6小题，每题4分，共计24分，每题只有一个选项符合题意）。

1．建造在公路上的桥梁大多是凸形桥，较少是水平桥，凹形桥就更少了，以下就原因的分析错误的是（） A ．凸形桥比凹形桥更加美观B ．凸形桥结构可以更好的将桥面的压力分散到桥墩上，有利桥体结构的稳定C ．车辆以同样速度通过凹形桥时对桥面的压力要比水平或凸形桥的压力大，故凹形桥更易损坏D ．凸形桥结构增大了桥下的通行空间，方便桥下通行2．荡秋千是儿童喜爱的运动，当秋千荡到最高点时小孩的加速度方向可能是如图1中的（） A ．1方向 B ．2方向 C ．3方向 D ．4方向3．游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20 m/s 2，g 取10 m/s 2，那么此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的( ) A ．1倍 B ．2倍 C ．3倍 D ．4倍4．在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ，设拐弯路段是半径为R 的圆弧，要使车速为v 时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，θ应等于( )A ．arcsin v 2RgB ．arctan v 2RgC ．12arcsin 2v 2RgD ．arccot v Rg 5．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。

图2中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h 。

下列说法中正确的是()图1A ．h 越高，摩托车对侧壁的压力将越大B ．h 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大C ．h 越高，摩托车做圆周运动的周期将越小D ．h 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大6．在如图3所示的圆锥摆中，摆球A 在水平面做匀速圆周运动，关于A 的受力情况下列说法正确的是（） A ．受重力、拉力和向心力的作用 B ．受拉力和向心力的作用 C ．受拉力和重力作用 D ．受重力和向心力的作用二、填空题（本题共2小题，计15分） 7.（6分）如图4所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r 0=1.0cm 的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触.当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力.自行车车轮的半径R 1=35cm ，小齿轮的半径R 2=4.0cm ，大齿轮的半径R 3=10.0cm.则大齿轮的转速n 1和摩擦小轮的转速n 2之比为 .（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）8．（9分）铁路转弯处的弯道半径r 是根据地形决定的，弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨道高度差h 的设计不仅与r 有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率。

物理人教版必修2：第五章 7.生活中的圆周运动

消失时，它将做曲线运动
解析：做匀速圆周运动的物体，当向心力消失或合力不足
以提供所需向心力时，物体将做离心运动，A 错误；做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，根据牛顿第一定律，它将沿切线方向做匀速直线运动，B、D 错误，C 正确．答案：C
【触类旁通】 3．(双选)下列属于离心现象的是( CD ) A．投篮球
3．航天器在近地轨道的运动： v2 (1)对航天器有：重力充当向心力，满足的关系为 mg＝m R ，
gR 航天器的速度 v＝__________.
(2)对航天员有：由重力和座椅的支持力提供向心力，满足 v2 mg－FN 的关系为____________＝m R ，由此可得， v＝ gR时， N＝0，当 F
v2可知，火车的质量很大，右转弯)．根据牛顿第二定律 F＝m R
在速度和轨道半径一定的情况下，外轨对轮缘的弹力很大，使得外轨和外轮之间的磨损很大，铁轨容易受到损坏．
图 5－7－3 (2)当外轨略高于内轨时，火车所受重力和支持力的合力提 v2 供向心力，即 Gtan θ＝m R ，如图 5－7－3 乙所示．
(2)离心运动与受力：做圆周运动的物体，由于本身具有切线惯性 ______，总有沿着圆周_______方向飞去的趋势． ①当物体所受合力 F______mω2R 时，物体做圆周运动；＝ ②当 F＝0 时，物体沿切线方向飞出； < ③当 F______mω2R 时，物体逐渐远离圆心； ④当 F______mω2R 时，物体逐渐靠近圆心． >
完全失重航天员处于__________状态，对座椅无压力．
4．离心运动：消失 (1)定义：做圆周运动的物体，在向心力突然______或合力沿切线方向飞出不足以提供所需的向心力时，物体将____________________或

高中物理人教版必修2教案-人教版-高中物理-必修2-第五章曲线运动-第七节生活中的圆周运动练习

第五章曲线运动第七节生活中的圆周运动1．关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是( )A．内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故B．因为列车在转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒C．外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨的挤压D．以上说法均不正确2．在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象( )①荡秋千经过最低点的小孩②汽车过凸形桥③汽车过凹形桥④在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器A．①②B．①③C．①④ D．③④3．(2014·铜川高一检测)物体做离心运动时，其运动轨迹( )A．一定是直线B．一定是曲线C．可能是一个圆D．可能是直线也可能是曲线4．如图所示，质量为m的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是( )A．小球通过最高点时的最小速度是RgB．小球通过最高点时的最小速度为零C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，外侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线ab以下的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力5.下列关于离心现象的说法正确的是( )A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将沿切线做直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将做曲线运动6.“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动，关于在舱内所做的实验下列说法中正确的是( ) A．可以用天平测量物体的质量B．可以用水银气压计测舱内的气压C．可以用弹簧测力计测拉力D．在卫星内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为零，但重物仍受地球的引力7.如图所示，在光滑轨道上，小球滚下经过圆弧部分的最高点时，恰好不脱离轨道，此时小球受到的作用力是( )A．重力、弹力和向心力B．重力和弹力C．重力和向心力D．重力8.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( )A．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动C．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做近心运动9.一辆卡车在丘陵地匀速率行驶，地形如图所示，由于轮胎老化，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是( )A．a处 B．b处C．c处 D．d处10.如图所示，竖直面内有一圆弧面，其半径为R.质量为m的物体在拉力作用下沿圆弧面以恒定的速率v滑行，拉力的方向始终保持与物体的速度方向一致．已知物体与圆弧之间的滑动摩擦系数为μ，则物体通过圆弧面最高点P位置时拉力的大小为( )A．μmgB．μm(g－v2/R)C．μmv2/RD．m(μg－v2/R)11.如图所示，木板B托着木块A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是( )A．从水平位置a到最高点b的过程中A的向心加速度越来越大B．从水平位置a到最高点b的过程中B对A的摩擦力越来越小C．在a处时A对B的压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值D．在过圆心的水平线以下A对B的压力一定大于A的重力12.如图所示，长度l＝0.50 m的轻质杆OA，A端固定一个质量m＝3.0 kg的小球，小球以O 为圆心在竖直平面内做圆周运动．通过最高点时小球的速率是2.0 m/s，g取10 m/s2，则此时细杆OA( )A．受到6.0 N的拉力B．受到6.0 N的压力C．受到24 N的拉力D．受到54 N的压力13.如图所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为R，人体重为mg，要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力，则过山车在最高点时的速度大小为( )A．0B.gRC.2gRD.3gR14.如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( )A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力D.汽车对桥面的压力大于汽车的重力15. 如图所示，倾斜放置的圆盘绕着过盘心O且垂直于盘面的轴匀速转动，圆盘的倾角为37°，在距转动中心r＝0.1 m处放一个小木块，小木块跟随圆盘一起转动，小木块与圆盘间的动摩擦因数为μ＝0.8.假设木块与圆盘的最大静摩擦力与相同条件下的滑动摩擦力相同，若要保持小木块不相对圆盘滑动，圆盘转动的角速度最大不能超过( )A．2 rad/sB．8 rad/sC.124 rad/sD.60 rad/s16. ．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．图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h.下列说法中正确的是( )A．h越高，摩托车对侧壁的压力将越大B．h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大C．h越高，摩托车做圆周运动的周期将越大D．h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大17.长为L的轻绳，其一端固定于O点，另一端连有质量为m的小球，它绕O点在竖直平面内做圆周运动．求：(1)小球刚好到达最高点时的速度；(2)小球到达最高点速度为2gL时绳受到的拉力．18.如图所示是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道．表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动．已知人和摩托车的总质量为m，人以v1＝2gR的速度过轨道最高点B，并以v2＝3v1的速度过最低点A.求在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差多少？19.如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.5mg.求：(1)小球从管口飞出时的速率；(2)小球落地点到P点的水平距离．20.如图所示，用长L＝0.6 m的绳系着装有m＝0.5 kg水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，称为“水流星”．g取10 m/s2，求：(1)在最高点水不流出的最小速度为多少？(2)若过最高点时速度为3 m/s，此时水对桶底的压力为多大？21.如图所示，细绳一端系着质量m＝0.1 kg的小物块A，置于光滑水平台面上；另一端通过光滑小孔O与质量M＝0.5 kg的物块B相连，B静止于水平地面上．当A以O为圆心做半径r＝3.0 N，求物块A的速度和角速度的大小．(g ＝0.2 m的匀速圆周运动时，地面对B的支持力FN＝10 m/s2)22.如图所示，一根长0.1 m的细线，一端系着一个质量为0.18 kg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，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间，线受到的拉力比开始时大40 N，求：(1)线断开前的瞬间，线受到的拉力大小；(2)线断开的瞬间，小球运动的线速度大小；(3)如果小球离开桌面时，速度方向与桌边线的夹角为60°，桌面高出地面0.8 m，求：小球飞出后的落地点距桌边线的水平距离．【参考答案】1.C2.B3.D4.BD5.C6.CD7.D8.BC9.D10.B11.BCD12.B13.C14. BC15.A16.CD17. (1)gL (2)3mg18.6mg19. (1) gR2或32gR (2) 2R或6R20. (1)2.45 m/s (2)2.5 N21.2 m/s 10 rad/s22.(1)45 N (2)5 m/s (3)1.73 m。

【人教版】高中物理必修二教材习题点拨：5.7-生活中的圆周运动(含答案)

教材习题点拨教材问题全解“思考与讨论”汽车只受重力作用，重力提供其做圆周运动的向心力，满足：mg ＝20mv R，则v 0其中g 为地面的重力加速度，R 为地球半径。

此时地面对车的支持力为零，驾驶员与坐椅之间无作用力，驾驶员躯体各部分之间的压力为零，感觉自己“飘”起来了。

教材习题全解1．7.9×104 N点拨：小螺丝钉需要的向心力F ＝mr (2n π)2＝0.01×0.2×(2×1 000π)2 N ＝7.9×104 N ，由牛顿第三定律可知，转动轴受到的力大小为7.9×104N 。

2．会侧滑点拨：汽车转弯所需的向心力F ＝m 2v r＝1.6×104N>1.4×104N ，大于轮胎所受的最大静摩擦力，所以汽车会发生侧滑。

3．(1)7 440 N (2)22 m/s (3)半径大一些安全 (4)7.9 km/s点拨：(1)汽车在桥顶时，如图所示，由向心力公式可得mg －N ＝2mv R ，N ＝mg －2mv R＝(800×9.8－800×2550) N ＝7 440 N ，由牛顿第三定律可知，车对桥的压力为7 440 N 。

(2)若汽车恰好对桥无压力，则仅受重力且重力正好充当向心力，故有mg ＝2mv R，得v＝22 m/s 。

(4)由上面(1)中可知，汽车恰好腾空时v ，其中R ＝6 400 km 为地球的半径，代入上式可得v ＝7.9×103m/s 。

4．495 N(g 取9.8 m/s 2)点拨：小孩摆到最低点时，由向心力公式可得N －mg ＝2mv r ，N ＝mg ＋2mv r＝(25×9.8＋22552.5) N ＝495 N ，由牛顿第三定律可知她对秋千的压力为495 N 。

(完整word版)人教版物理必修二：5-7《生活中的圆周运动》课后练习(含答案)

课后巩固提高限时：45分钟总分：100分一、选择题(1～3为单选，4～6为多选。

每小题8分，共48分。

)1.如图所示，在盛满水的试管中装有一个小蜡块，小蜡块所受浮力略大于重力，当用手握住A端让试管在竖直平面内左右快速摆动时，关于蜡块的运动，以下说法正确的是( )A．与试管保持相对静止B．向B端运动，可以到达B端C．向A端运动，可以到达A端D．无法确定2.图中杂技演员在表演水流星节目时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子经过最高点时，里面的水也不会流出来，这是因为( )A．水处于失重状态，不受重力的作用B．水受的合力为零C．水受的合力提供向心力，使水做圆周运动D．杯子特殊，杯底对水有吸引力3.如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端拴一个质量为m的小球．当汽车以某一速率在水平地面上匀速行驶时，弹簧长度为L1，当汽车以大小相同的速度匀速通过一个桥面为圆弧形的凸形桥的最高点时，弹簧长度为L2，下列选项中正确的是( )A．L1＝L2B．L1>L2C．L1<L2D．前三种情况均有可能4.如图所示，小物体位于半径为R的半球顶端，若给小物体以水平初速度v0时，小物体对球顶恰无压力，则( )A．物体立即离开球面做平抛运动B．物体落地时水平位移为2RC．物体的初速度v0＝gRD．物体着地时速度方向与地面成45°角5.如图所示，在光滑水平面上，钉有两个钉子A和B，一根长细绳的一端系一个小球，另一端固定在钉子A上，开始时小球与钉子A、B均在一条直线上(图示位置)，且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上，现使小球以初速度v0在水平面上沿俯视逆时针方向做圆周运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是( )A．小球的线速度变大B．小球的角速度变大C．小球的加速度变小D．细绳对小球的拉力变小6.摩天轮顺时针匀速转动时，重为G的游客经过图中a、b、c、d四处时，座椅对其竖直方向的支持力大小分别为F Na、F Nb、F Nc、F Nd，则( )A．F Na<GB．F Nb>GC．F Nc>GD．F Nd<G二、非选择题(共52分)7.(8分)图中圆弧轨道AB是在竖直平面内的1/4圆周，在B点，轨道的切线是水平的．一质点自A点由静止释放，不计质点与轨道间的摩擦和空气阻力，则在质点刚要到达B点时的加速度大小为__________，则滑过B 点时的加速度大小为__________．(提示：质点刚要到达B点时的速度大小为2gR，R为圆弧轨道半径) 8．(8分)汽车顶棚上拴着一根细绳，细绳下端悬挂一小物体，当汽车在水平地面上以10 m/s的速度匀速向右转弯时，细绳偏离竖直方向30°，则汽车转弯半径为__________．(g取10 m/s2)答案1.C 试管快速摆动，试管里浸在水中的蜡块随试管一起做角速度较大的圆周运动(尽管蜡块不是做完整的圆周运动，且运动的方向也不断变化，但并不影响问题的实质)，向心力由蜡块上、下两侧水的压力之差提供，因为蜡块的密度小于水的密度，水失重，因此，蜡块做向心运动．只要手左右摇动的速度足够大，蜡块就能一直运动到手握的A端，故C选项是正确的．2．C 水处于失重状态，仍然受到重力作用，这时水受的合力提供向心力，使水做圆周运动．3．B 小球随汽车一起做圆周运动，小球的向心力是由重力和弹簧弹力的合力提供的，所以只有弹力减小才能使小球获得指向圆心的合力，小球才能做圆周运动．弹力减小，弹簧的形变量减小，故L1>L2，选项B正确．4．ABC 无压力意味mg ＝m v 2R ，v 0＝gR ，物体以v 0为初速度做平抛运动，A 、C 正确；平抛运动可得t ＝2h g＝2R g ，那么落地时水平位移s x ＝v 0t ＝2R ，B 正确；落地时tanθ＝v y v x ＝gt v 0＝2gR gR＝2，θ＝arctan 2，θ为着地时速度与地面的夹角，D 错误．5．CD 小球以初速度v 0在水平面上沿俯视逆时针方向做圆周运动，小球的线速度不变，选项A 错误；由于v ＝ωr，两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，r 增大，角速度减小，选项B 错误；由a ＝vω可知，小球的加速度变小，选项C 正确；由牛顿第二定律可知，细绳对小球的拉力变小，选项D 正确．6．AC 座椅在b 、d 位置时，游客的加速度沿水平方向，竖直方向加速度为零，故有F Nd ＝G ，F Nb ＝G ，座椅在a 位置时，G －F Na ＝ma 向，座椅在c 位置时，F Nc －G ＝ma 向，故有F Na <G 、F Nc >G ，A 、C 正确，B 、D 错误．7． 2g g解析：刚到达B 点时向心加速度a B ＝v 2BR，所以a B ＝2g ，滑过B 点后仅在重力作用下的加速度即重力加速度g. 8．17.3 m解析：此题为火车转弯模型，因此有公式：mgtanθ＝m v2R ，∴R ＝v 2gtanθ＝10010×33＝103＝17.3 (m)．9.(10分)如图所示，一匀速转动的圆盘边缘的竖直杆上用轻绳拴一个小球，小球的质量为m ，在长为L 的轻绳的作用下，在水平面内绕轴OO′做匀速圆周运动，已知轻绳与竖直方向夹角为θ，圆盘半径为R ，求：(1)绳的张力F T ；(2)小球做圆周运动的角速度ω.10.(12分)如图所示，长为L的轻杆，两端各连接一个质量都是m的小球，使它们以轻杆中点为轴在竖直平面内做匀速圆周运动，周期T＝2πLg，求它们通过竖直位置时杆分别对上下两球的作用力，并说明是拉力还是支持力．11．(14分)一水平放置的圆盘，可以绕中心O点旋转，盘上放一个质量是0.4 kg的铁块(可视为质点)，铁块与中间位置用轻质弹簧连接，如图所示．铁块随圆盘一起匀速转动，角速度是10 rad/s时，铁块距中心O点30 cm，这时弹簧的拉力大小为11 N，g取10 m/s2，求：(1)圆盘对铁块的摩擦力大小；(2)在此情况下要使铁块不向外滑动，铁块与圆盘间的动摩擦因数至少为多大．答案9.(1)mgcosθ(2)gtanθR＋Lsinθ解析：(1)小球在竖直方向上不运动，受力平衡，得F T cosθ＝mg，∴绳的张力F T＝mg cosθ.(2)水平方向上，小球做匀速圆周运动的轨道半径为r＝R＋Lsinθ，向心力F＝F T sinθ＝mgtanθ，而F＝mω2r，∴mgtanθ＝mω2(R ＋Lsinθ)， ∴ω＝gtanθR ＋Lsinθ.10．最低点：32mg ，拉力最高点：12mg ，支持力解析：对小球受力分析，得在最低点处F 1－mg ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2·L2，所以F 1＝32mg ，方向向上，为拉力．在最高点处，设球受杆拉力为F 2，F 2＋mg ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2·L2.所以F 2＝－12mg ，故知F 2方向向上，为支持力．11．(1)1 N (2)0.25解析：(1)铁块做匀速圆周运动所需要的向心力为 F ＝mω2r ＝0.4×0.3×102N ＝12 N ，弹簧拉力和摩擦力提供向心力F N ＋F f ＝12 N ，得F f ＝12 N －F N ＝1 N.(2)铁块即将滑动时F f ＝μmg＝1 N ，动摩擦因数至少为μ＝F fmg＝0.25.。

高中物理 5.7 生活中的圆周运动课时作业新人教版必修2(2021年最新整理)

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生活中的圆周运动一、单项选择题1．在水平面上转弯的摩托车，向心力是（)A．重力和支持力的合力B．静摩擦力C．滑动摩擦力D．重力、支持力、牵引力的合力解析: 摩托车转弯时，摩托车受重力、地面支持力和地面对它的摩擦力三个力的作用，重力和地面支持力沿竖直方向，二力平衡,由于轮胎不打滑,摩擦力为静摩擦力，来充当向心力。

综上所述，选项B正确.答案：B2．下列关于离心现象的说法正确的是( ）A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做直线运动D．做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动解析：向心力是根据效果命名的，做匀速圆周运动的物体所需要的向心力是它所受的某个力或几个力的合力提供的。

因此，它并不受向心力和离心力的作用。

它之所以产生离心现象是由于F合〈mω2r，因此A错。

物体在做匀速圆周运动时，若它所受到的力突然都消失，根据牛顿第一定律,它从这时起做匀速直线运动，故C正确,B、D错误.答案：C3.如图所示,光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（）A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B．F突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动C．F突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动D．F突然变小,小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心解析：若F突然消失,小球所受合外力突变为0，将沿切线方向匀速飞出，A正确。

2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档：第五章第七节生活中的圆周运动 Word版含答案

第七节生活中的圆周运动[学习目标] 1.会分析具体圆周运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题． 2.了解航天器中的失重现象及缘由． 3.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害．[同学用书P 30]一、铁路的弯道(阅读教材P 26～P 27)1．运动特点火车转弯时做圆周运动，因而具有向心加速度，由于质量巨大，所以需要很大的向心力． 2．向心力来源(1)若转弯处内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力供应向心力．(2)若在修筑铁路时，依据弯道的半径和规定的速度，适当选择内、外轨的高度差，则转弯时所需的向心力几乎完全由重力和支持力的合力供应．拓展延长►———————————————————(解疑难) 对火车转弯时速度与向心力的争辩1．当火车以规定速度v 0转弯时，重力G 和支持力F N 的合力F 等于向心力，这时轮缘与内外轨均无侧压力．2．当火车转弯速度v >v 0时，重力G 和支持力F N 的合力F 小于向心力，外轨向内挤压轮缘，供应侧压力，与F 共同充当向心力．3．当火车转弯速度v <v 0时，重力G 和支持力F N 的合力F 大于向心力，内轨向外挤压轮缘，产生的侧压力与合力共同充当向心力．1.(1)车辆在水平路面上转弯时，所受重力与支持力的合力供应向心力．( )(2)车辆在水平路面上转弯时，所受摩擦力供应向心力．( ) (3)车辆在“内低外高”的路面上转弯时，受到的合力可能为零．( )(4)车辆按规定车速通过“内低外高”的弯道时，向心力是由重力和支持力的合力供应的．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)× (4)√二、拱形桥(阅读教材P 27～P 28) 1．汽车过凸形桥汽车在凸形桥最高点时，如图甲所示，向心力F n ＝mg －F N ＝mv 2R ，汽车对桥的压力F N ′＝F N ＝mg －mv 2R，故汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力小于汽车的重力．2．汽车过凹形桥汽车在凹形桥最低点时，如图乙所示，向心力F n ＝F N －mg ＝mv 2R ，汽车对桥的压力F N ′＝F N ＝mg ＋mv 2R，故汽车在凹形桥上运动时，对桥的压力大于汽车的重力．拓展延长►———————————————————(解疑难)1．汽车通过拱形桥最高点时，F N ＝mg －m v 2R.(1)当v ＝gR 时，F N ＝0.(2)当0≤v <gR 时，0<F N ≤mg .(3)当v >gR 时，汽车将脱离桥面做平抛运动，发生危急．2．汽车通过凹形桥最低点时，F N ＝mg ＋m v 2R>mg ，故凹形桥易被压垮，因而实际中拱形桥多于凹形桥．2.(1)汽车在水平路面上匀速行驶时，对地面的压力等于车重，加速行驶时大于车重．( )(2)汽车在拱形桥上行驶，速度小时对桥面的压力大于车重，速度大时压力小于车重．( ) (3)汽车通过凹形桥底部时，对桥面的压力肯定大于车重．( ) 提示：(1)× (2)× (3)√三、航天器中的失重现象(阅读教材P 28)人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后可近似认为绕地球做匀速圆周运动，此时重力供应了航天器做圆周运动的向心力．航天器中的人和物随航天器一起做圆周运动，其向心力也是由重力供应的，此时重力全部用来供应向心力，不对其他物体产生压力，即里面的人和物处于完全失重状态．拓展延长►———————————————————(解疑难)1．物体在航天器中处于完全失重状态，并不是说物体不受重力，只是重力全部用来供应物体做圆周运动所需的向心力，使得物体所受支持力为0.2．任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器的内部，都是一个完全失重的环境． 3．失重状态下，一切涉及重力的现象均不再发生，如无法使用水银气压计、天公平．留意：航天器中的物体所受重力小于在地面所受重力的现象，不是失重现象．3.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的有( )A ．在飞船内可以用天平测量物体的质量B ．在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压C ．在飞船内可以用弹簧测力计测拉力D ．在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球的引力提示：选CD.飞船内的物体处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为0，因此不能用天平测量物体的质量，A 错误；同理，水银也不会产生压力，故水银气压计也不能使用，B 错误；弹簧测力计测拉力遵从胡克定律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，C 正确；飞船内的重物处于完全失重状态，并不是不受重力，而是重力全部用于供应物体做圆周运动所需的向心力，D 正确．四、离心运动(阅读教材P 28～P 29)1．定义：在向心力突然消逝或合力不足以供应所需的向心力时，物体沿切线飞出或做渐渐远离圆心的运动．2．离心运动的应用和防止(1)应用：离心干燥器；洗衣机的脱水桶；离心制管技术．(2)防止：汽车在大路转弯处必需限速行驶；转动的砂轮、飞轮的转速不能太高．拓展延长►———————————————————(解疑难) 离心运动的动力学分析F 合表示对物体供应的合外力，mω2r 或m v 2r表示物体做圆周运动所需要的向心力．(1)若F 合＝mω2r 或F 合＝mv 2r ，物体做匀速圆周运动，即“供应”满足“需要”．(2)若F 合>mω2r 或F 合>mv2r ，物体做半径变小的近心运动，即“供应”大于“需要”．(3)若F 合<mω2r 或F 合<mv 2r，则外力不足以将物体拉回到原圆周轨道上，物体渐渐远离圆心而做离心运动，即“需要”大于“供应”或“供应不足”．(4)若F 合＝0，则物体沿切线方向飞出．留意：(1)离心运动并非受所谓“离心力”作用，而是物体惯性的表现．(2)离心运动并不是物体沿半径方向飞出，而是运动半径越来越大或沿切线方向飞出． (3)离心运动的性质由其受力和此时的速度共同打算．4.关于离心运动，下列说法中正确的是( )A ．物体突然受到离心力的作用，将做离心运动B ．做匀速圆周运动的物体，当供应向心力的合外力突然变大时将做离心运动C ．做匀速圆周运动的物体，只要供应向心力的合外力的数值发生变化，就将做离心运动D ．做匀速圆周运动的物体，当供应向心力的合外力突然消逝或变小时将做离心运动提示：选D.物体做什么运动取决于物体所受合外力与物体所需向心力的关系，只有当供应的合外力小于所需要的向心力时，物体才做离心运动，所以做离心运动的物体并没有受到所谓的离心力的作用，离心力没有施力物体，所以离心力不存在．由以上分析可知D 正确．火车转弯问题的解题策略[同学用书P 32]1．对火车转弯问题肯定要搞清合力的方向．指向圆心方向的合外力供应物体做圆周运动的向心力，方向指向水平面内的圆心．2．弯道两轨在同一水平面上时，向心力由外轨对轮缘的挤压力供应．3．当外轨高于内轨时，向心力由火车的重力和铁轨的支持力以及内、外轨对轮缘的挤压力的合力供应，这还与火车的速度大小有关．——————————(自选例题，启迪思维)(2021·德州高一检测)火车以半径r ＝900 m 转弯，火车质量为8×105 kg ，轨道宽为l ＝1.4 m ，外轨比内轨高h ＝14 cm ，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？(g 取10 m/s 2)[思路探究] (1)火车转弯所需向心力由________力和____________力的合力供应，沿________方向． (2)当α很小时，可近似认为sin α和tan α________. [解析]若火车在转弯时不受挤压，即由重力和支持力的合力供应向心力，火车转弯平面是水平面．火车受力如图所示，由牛顿其次定律得F ＝mg tan α＝m v 2r①由于α很小，可以近似认为tan α＝sin α＝hl②解①②式得v ＝30 m/s. [答案] 30 m/s (2021·高考新课标全国卷Ⅱ)大路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图，某大路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v c 时，汽车恰好没有向大路内外两侧滑动的趋势．则在该弯道处( )A ．路面外侧高内侧低B ．车速只要低于v c ，车辆便会向内侧滑动C ．车速虽然高于v c ，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，v c 的值变小[解析] 汽车以速率v c 转弯，需要指向内侧的向心力，汽车恰好没有向大路内外两侧滑动的趋势，说明此处大路内侧较低外侧较高，选项A 正确．车速只要低于v c ，车辆便有向内侧滑动的趋势，但不肯定向内侧滑动，选项B 错误．车速虽然高于v c ，由于车轮与地面有摩擦力，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动，选项C 正确．依据题述，汽车以速率v c 转弯，需要指向内侧的向心力，汽车恰好没有向大路内外两侧滑动的趋势，没有受到摩擦力，所以当路面结冰时，与未结冰时相比，转弯时v c 的值不变，选项D 错误．[答案] AC (2021·嘉兴高一检测)铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R ，若质量为m 的火车转弯时速度等于gR tan θ，则( )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mgcos θD ．这时铁轨对火车的支持力大于mgcos θ[思路点拨] 求解该题应把握以下两点：(1)火车转弯的向心力由重力和支持力的合力供应． (2)v <v 0内侧轮缘受挤压；v >v 0外侧轮缘受挤压．[解析]由牛顿其次定律F 合＝m v 2R ，解得F 合＝mg tan θ，此时火车受重力和铁路轨道的支持力作用，如图所示，F N cos θ＝mg ，则F N ＝mgcos θ，内、外轨道对火车均无侧压力，故C 正确，A 、B 、D 错误．[答案] C[名师点评] (1)火车以规定速度通过弯道时，是由重力与支持力的合力供应向心力，其合力沿水平方向指向圆心；(2)车辆在水平路面上转弯时，摩擦力供应向心力．凹凸桥问题的求解[同学用书P 33]1．运动学特点：汽车过凹凸桥时的运动可看做圆周运动． 2．运动学分析(1)向心力来源：汽车过凹凸桥的最高点或最低点时，在竖直方向受重力和支持力，其合力供应向心力． (2)汽车过凹凸桥压力的分析与争辩若汽车质量为m ，桥面圆弧半径为R ，汽车在最高点或最低点速率为v ，则汽车对桥面的压力大小状况争辩如下：汽车过凸形桥汽车过凹形桥受力分析指向圆心为正方向G －F N ＝m v 2RF N ＝G －m v 2RF N －G ＝m v 2RF N ＝G ＋m v 2R牛顿第三定律F 压＝F N ＝G －m v 2RF 压＝F N ＝G ＋m v 2R争辩v 增大，F 压减小；当v 增大到gR 时，F 压＝0v 增大，F 压增大——————————(自选例题，启迪思维)如图所示，质量m ＝2.0×104 kg 的汽车以不变的速领先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为60 m ．假如桥面承受的压力不得超过3.0×105 N ，则：(1)汽车允许的最大速率是多少？(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g 取10 m/s 2)[思路点拨] 首先推断汽车在何位置对路面的压力最大、最小，然后利用向心力公式求解． [解析] (1)汽车在凹形桥底部时，由牛顿其次定律得F N －mg ＝m v 2r ，代入数据解得v ＝10 3 m/s.(2)汽车在凸形桥顶部时，由牛顿其次定律得mg －F N ′＝mv 2r ，代入数据得F N ′＝105 N.由牛顿第三定律知汽车对桥面的最小压力是105 N.[答案] (1)10 3 m/s (2)105 N如图所示，汽车在酷热的夏天沿凹凸不平的曲面匀速率行驶，其中最简洁发生爆胎的点是( )A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点[解析] 由于匀速圆周运动的向心力和向心加速度公式也适用于变速圆周运动，故在a 、c 两点F N ＝G －m v 2r <G ，不简洁发生爆胎；在b 、d 两点F N ＝G ＋m v 2r >G ，由题图知b 点所在曲线半径大，即r b ＞r d ，又v b ＝v d ，故F N b <F N d ，所以在d 点车胎受到的压力最大，所以d 点最简洁发生爆胎． [答案] D城市中为了解决交通问题，修建了很多立交桥．如图所示，桥面是半径为R 的圆弧形的立交桥AB 横跨在水平路面上，一辆质量为m 的小汽车，在A 端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为v 1，若小汽车上桥过程中保持速率不变，则( )A ．小汽车通过桥顶时处于失重状态B ．小汽车通过桥顶时处于超重状态C ．小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为F N ＝mg －m v 21RD ．小汽车到达桥顶时的速度必需大于gR[解析] 由圆周运动学问知，小汽车通过桥顶时，其加速度方向向下，由牛顿其次定律得mg －F N ＝m v 21R，解得F N ＝mg －m v 21R <mg ，故其处于失重状态，A 正确B 错误；F N ＝mg －m v 21R只在小汽车通过桥顶时成立，而其上桥过程中的受力状况较为简单，C 错误；由mg －F N ＝m v 21R 解得v 1＝gR －F N R m≤gR ，D 错误．[答案] A[名师点评] (1)汽车过凸桥顶部时对桥面的压力小于汽车重力，过凹桥底部时对桥面的压力大于汽车重力．(2)过凸桥顶时汽车的速度不能超过gR ，否则可能消灭飞车现象；过凹桥底时汽车的速度也不宜过大，否则可能消灭爆胎现象．[同学用书P 34]物理模型——竖直平面内圆周运动的绳、杆模型轻绳模型轻杆模型常见类型特点不能支持物体既能支持物体，又能拉物体过最高点的临界条件由mg ＝m v 2r得v 临＝gr由小球能运动即可，得v 临＝0 争辩分析(1)过最高点时，v ≥gr ，F N＋mg ＝m v 2r，绳、轨道对球产生弹力F N(2)不能过最高点时v <gr ，在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道(1)当v ＝0时，F N ＝mg ，F N 为支持力，沿半径背离圆心 (2)当0<v <gr 时，－F N ＋mg＝m v 2r，F N 背离圆心且随v 的增大而减小(3)当v ＝gr 时，F N ＝0(4)当v >gr 时，F N ＋mg ＝m v 2r，F N 指向圆心并随v 的增大而增大[范例] 绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m ＝0.5 kg ，绳长l ＝60 cm ，求： (1)在最高点时水不流出的最小速率；(2)水在最高点速率v ＝3 m/s 时，水对桶底的压力．[思路点拨] (1)水不流出的条件是水对桶底的压力F N ≥0，最小速率应满足mg ＝mv 2/l . (2)速率大于最小速率时，向心力是由重力和桶底对水的压力的合力供应． [解析] (1)设在最高点时的临界速度为v ，则有mg ＝m v 2l，得v ＝gl ＝9.8×0.6 m/s ＝2.42 m/s.(2)设桶底对水的压力为F N ，则有mg ＋F N ＝mv 2l得F N ＝m v 2l －mg ＝0.5×⎝⎛⎭⎫320.6－9.8 N ＝2.6 N 由牛顿第三定律，水对桶底的压力F N ′＝F N ＝2.6 N ，方向竖直向上．[答案] (1)2.42 m/s (2)2.6 N ，方向竖直向上[名师点评] 解答竖直平面内圆周运动问题时，首先要分清是绳模型还是杆模型．其次明确两种模型到达最高点的临界条件．另外，对于杆约束物体运动到最高点时的弹力方向可先假设，然后依据计算结果的正负来确定．长度为0.5 m 的轻杆OA 绕O 点在竖直平面内做圆周运动，A 端连着一个质量m ＝2 kg 的小球．求在下述的两种状况下，通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向：(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0 r/s ； (2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s. 解析：小球在最高点的受力如图所示． (1)杆的转速为2.0 r/s 时， ω＝2πn ＝4π rad/s 由牛顿其次定律得 F ＋mg ＝mω2L故小球所受杆的作用力F ＝mω2L －mg ＝2×(42×π2×0.5－10) N ≈138 N 即杆对小球供应了138 N 的拉力由牛顿第三定律知，小球对杆的拉力大小为138 N ，方向竖直向上． (2)杆的转速为0.5 r/s 时，ω′＝2πn ′＝π rad/s 同理可得小球所受杆的作用力F ′＝mω′2L －mg ＝2×(π2×0.5－10) N ≈－10 N.力F ′为负值表示它的方向与受力分析中所假设的方向相反，由牛顿第三定律知，小球对杆的压力大小为10 N ，方向竖直向下．答案：(1)138 N ，方向竖直向上 (2)10 N ，方向竖直向下[同学用书P 34][随堂达标]1．在下面所介绍的各种状况中，哪种状况将消灭超重现象( )①荡秋千经过最低点的小孩 ②汽车过拱形桥 ③汽车过凹形桥 ④在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器A ．①②B ．①③C ．①④D ．③④ 解析：选B.物体在竖直平面内做圆周运动，受重力和拉力(或支持力)的作用，物体运动至最高点时向心加速度向下，则mg －F N ＝m v 2R ，有F N <mg ，物体处于失重状态，若mg ＝m v 2R，则F N ＝0，物体处于完全失重状态．物体运动至最低点时，向心加速度向上，则F N －mg ＝m v2R ，有F N >mg ，物体处于超重状态．由以上分析知①③将消灭超重现象．2．下列关于离心现象的说法正确的是( )A ．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B ．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消逝时，它将做背离圆心的圆周运动C ．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消逝时，它将沿切线做直线运动D ．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消逝时，它将做曲线运动解析：选C.向心力是依据效果命名的，做匀速圆周运动的物体所需要的向心力是它所受的某个力或几个力的合力供应的．因此，它并不受向心力和离心力的作用．它之所以产生离心现象是由于F 合＝F 向<mω2r ，故选项A 错误．物体在做匀速圆周运动时，若它所受到的力都突然消逝，依据牛顿第肯定律，从这时起将沿切线方向做匀速直线运动，故选项C 正确，选项B 、D 错误．3．(2021·绵阳高一检测)火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定．若在某转弯处规定行驶速度为v ，则下列说法中正确的是( )A ．当以v 的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力供应向心力B ．当以v 的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力供应向心力C ．当速度大于v 时，轮缘挤压外轨D ．当速度小于v 时，轮缘挤压外轨解析：选AC.火车拐弯时按铁路的设计速度行驶时，向心力由火车的重力和轨道的支持力的合力供应，A 对，B 错；当速度大于v 时，火车的重力和轨道的支持力的合力小于向心力，外轨对轮缘有向内的弹力，轮缘挤压外轨，C 对，D 错．4.用细绳拴着质量为m 的小球，在竖直平面内做半径为R 的圆周运动，如图所示．则下列说法正确的是( ) A ．小球通过最高点时，绳子张力可以为0 B ．小球通过最高点时的最小速度为0 C ．小球刚好通过最高点时的速度是gRD ．小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反解析：选AC.设小球通过最高点时的速度为v ，由合力供应向心力及牛顿其次定律得mg ＋F T ＝m v 2R .当F T＝0时，v ＝gR ，故选项A 正确．当v <gR 时，F T <0，而绳子只能产生拉力，不能产生与重力方向相反的支持力，故选项B 、D 错误．当v >gR 时，F T >0，小球能沿圆弧通过最高点．可见，v ≥gR 是小球能沿圆弧通过最高点的条件，故选项C 正确．5．(选做题)(2021·天津南开中学高一检测)某人为了测定一个凹形桥的半径，在乘汽车通过凹形桥最低点时，他留意到车上的速度计示数为72 km/h ，悬挂1 kg 钩码的弹簧测力计的示数为11.8 N ，则桥的半径为多大？(g 取9.8 m/s 2)解析：v ＝72 km/h ＝20 m/s对钩码由向心力公式得F －mg ＝m v 2R所以R ＝mv 2F －mg ＝1×20211.8－9.8m ＝200 m.答案：200 m [课时作业] 一、选择题 1．(2021·高考上海卷)秋千的吊绳有些磨损．在摇摆过程中，吊绳最简洁断裂的时候是秋千( ) A ．在下摆过程中 B ．在上摆过程中 C ．摆到最高点时 D ．摆到最低点时解析：选D.当秋千摆到最低点时速度最大，由F －mg ＝m v 2l 知，吊绳中拉力F 最大，吊绳最简洁断裂，选项D 正确．2．(2021·湛江高一检测)汽车驶向一凸形桥，为了在通过桥顶时，减小汽车对桥的压力，司机应( ) A ．以尽可能小的速度通过桥顶 B ．适当增大速度通过桥顶 C ．以任何速度匀速通过桥顶D ．使通过桥顶的向心加速度尽可能小解析：选B.汽车通过凸形桥顶时，汽车过桥所需的向心力由重力和桥对车的支持力共同供应，由牛顿其次定律，有mg －F N ＝m v 2R ，由牛顿第三定律知，汽车对桥顶的压力与F N 等大反向，当v ＝gR 时，F N ＝0，车对桥的压力为零，可见在汽车不飞离桥面的前提下，适当增大汽车的速度，可以减小汽车对桥的压力，B 正确．3．(多选)如图所示，小物块位于放于地面的半径为R 的半球的顶端，若给小物块一水平的初速度v 时小物块对半球刚好无压力，则下列说法正确的是( )A ．小物块马上离开球面做平抛运动B ．小物块落地时水平位移为2RC ．小物块沿球面运动D ．小物块落地时速度的方向与地面成45°角解析：选AB.小物块在最高点时对半球刚好无压力，表明从最高点开头小物块即离开球面做平抛运动，A 对，C 错；由mg ＝m v 2R 知，小物块在最高点的速度大小v ＝gR ，又由于R ＝12gt 2，v y ＝gt ，x ＝vt ，故x ＝2R ，B 对；tan θ＝v yv＝2，θ>45°，D 错．4.如图所示，天车下吊着两个质量都是m 的工件A 和B ，整体一起向左匀速运动．系A 的吊绳较短，系B 的吊绳较长，若天车运动到P 处突然停止，则两吊绳所受拉力F A 、F B 的大小关系是( )A ．F A >FB >mg B ．F A <F B <mgC ．F A ＝F B ＝mgD ．F A ＝F B >mg解析：选A.当天车突然停止时，A 、B 工件均绕悬点做圆周运动．由F －mg ＝m v 2r ，得拉力F ＝mg ＋m v 2r ，故知A 项正确．5．无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，铁水紧紧地掩盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管．已知管状模型内壁半径为R ，则下列说法正确的是( )A ．铁水是由于受到离心力的作用才掩盖在模型内壁上的B ．模型各个方向上受到的铁水的作用力相同C ．若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力供应向心力D．管状模型转动的角速度ω最大为g R解析：选C.铁水是由于离心作用掩盖在模型内壁上的，模型对它的弹力和重力的合力供应向心力，选项A错误；模型最下部受到的铁水的作用力最大，最上方受到的作用力最小，选项B错误；最上部的铁水假如恰好不离开模型内壁，则重力供应向心力，由mg＝mRω2，可得ω＝gR，故管状模型转动的角速度ω至少为gR，选项C正确，D错误．6．(多选)宇航员在绕地球匀速运行的空间站做试验．如图，光滑的半圆形管道和底部粗糙的水平AB管道相连接，整个装置安置在竖直平面上，宇航员让一小球(直径比管道直径小)以肯定的速度从A端射入，小球通过AB段并越过半圆形管道最高点C后飞出，则()A．小球从C点飞出后将做平抛运动B．小球在AB管道运动时不受摩擦力作用C．小球在半圆管道运动时受力平衡D．小球在半圆管道运动时对管道有压力解析：选BD.空间站中处于完全失重状态，所以小球处于完全失重状态，故小球从C点飞出后不会落回“地”面，故A错误；小球在AB管道运动时，与管道没有弹力作用，所以不受摩擦力作用，故B正确；小球在半圆管道运动时，所受合外力供应向心力，受力不平衡，故C错误；小球在半圆管道运动时受到管道的压力供应向心力，所以小球在半圆管道运动时对管道有压力，故D正确．7．乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，下列说法正确的是()A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人肯定会掉下去B．人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力肯定小于mgC．人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等D．人在最低点时对座位的压力大于mg解析：选D.过山车上人经最高点及最低点，受力如图，在最高点，由mg＋F N＝m v21R 可得：F N＝m⎝⎛⎭⎫v21R－g①在最低点，由F N′－mg＝m v22R 可得：F N′＝m⎝⎛⎭⎫v22R＋g②由支持力(等于压力)表达式分析知：当v1较大时，最高点无保险带也不会掉下，且还可能会对轨道有压力，大小因v1而定，所以A、B均错误．上、下两处向心力大小不等，向心加速度大小也不等(变速率)，所以C错误；又由②式知最低点F N′>mg，所以D正确．8.(2021·鹤岗高一检测)如图所示，有一质量为M的大圆环，半径为R，被一轻杆固定后悬挂在O点，有两个质量为m的小环(可视为质点)，同时从大环两侧的对称位置由静止滑下．两小环同时滑到大环底部时，速度都为v，则此时大环对轻杆的拉力大小为()A．(2m＋M)g B．Mg－2mv2RC．2m⎝⎛⎭⎫g＋v2g＋Mg D．2m⎝⎛⎭⎫v2R－g＋Mg解析：选C.设在最低点时大环对小环的支持力为F N，由牛顿其次定律F N－mg＝mv2R，解得F N＝mg＋mv2R.依据牛顿第三定律得每个小环对大环的压力F′N＝mg＋mv2R.由大环受力平衡得，此时大环对轻杆的拉力F T ＝2m⎝⎛⎭⎫g＋v2R＋Mg，C正确．9．在高速大路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些．汽车的运动可看成是做半径为R的圆周运动．设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为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，则汽车转弯时的车速应等于()A.gRhL B.gRhdC.gRLh D.gRdh解析：选B.对汽车受力分析，如图所示，则有mv2R＝mg cot θ＝mg hd，故v＝gRhd，B正确．10.(2022·高考安徽卷)如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止．物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2.则ω的最大值是()A. 5 rad/sB. 3 rad/s。

物理：5.8《生活中的圆周运动》学案(新人教版必修2)

5.8 生活中的圆周运动（学案）一、学习目标：1.知道向心力是圆周运动的物体半径方向的合力，不管是匀速圆周运动还是变速圆周运动。

2.通过日常生活中的常见例子，学会分析具体问题中的向心力来源。

3.能理解运用匀速圆周运动规律分析和处理生活中的具体实例。

二、课前预习1、汽车在水平弯道上转弯时，受哪几个力的作用？向心力是由谁提供？2、要想汽车在水平弯道上能够安全转弯，必须满足的条件是什么？3、汽车刚好能够安全转弯的速度是多少？4、同学们能不能给出一些增大汽车转弯安全性的建议？5、仔细观察下面两幅图片，研究工程师们设计的公路弯道有什么特点？并思考为什么要这样设计？6、画出汽车在这样的路面上转弯时的受力分析图并思考向心力的来源。

7、如果不能完成上题的思考，对照下面我们以前完成的一道例题思考。

例题：玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图。

（不计摩擦）试分析向心力的来源。

8、如果倾斜路面是光滑的，汽车还能转弯吗？如果能，对速度有什么要求？9、火车车轮与铁轨的构造是怎样的？10、如果火车在水平弯道上转弯，试分析其受力情况及向心力的来源。

11、实际中的铁路弯道是如何设计的？为什么要这样设计？12、当火车提速后，如何对旧的铁路弯道进行改造？内外轨的高度差h如何确定？13、飞机转弯的向心力是由谁提供的14、分析汽车过拱形桥至桥顶时的受力情况及向心力来源。

15、汽车过拱形桥最高点时对桥面的压力的大小与自身重力的大小关系是怎样的？这是一种怎样的状态？16、当汽车在最高点对桥的压力为0时，汽车的速度是多大？这又是一种怎样的状态？此时人对座椅的压力是多大？从该时刻以后，汽车将做什么运动？还能沿桥面做圆周运动下桥吗？17、汽车过凹形桥最低点时对桥面的压力的大小与自身重力的大小关系是怎样的？这是一种怎样的状态？18、什么是离心运动？离心运动的应用有哪些？离心运动的危害又有哪些？19、几个重要圆周运动模型①轻绳系一小球在竖直平面内做圆周运动，最高点的最小速度。

人教版高中物理必修二 5.7生活中的圆周运动课时作业

2018-2019学年人教版必修二 5.7生活中的圆周运动课时作业【双基达标】1．关于物体做匀速圆周运动的正确说法是（）A．一定是匀速运动B．一定是变速运动C．一定是匀变速运动D．一定是变加速运动2．对于匀速圆周运动的物体下面说法正确的是（）A．线速度不变B．角速度不变C．周期不变D．向心加速度不变3．下列关于向心加速度的说法中正确的是（）A．向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B．向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量C．匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的D．向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小4．下列关于圆周运动向心力的说法正确的是（）A．做圆周运动的物体，所受外力的合力一定指向圆心B．做匀速圆周运动的物体，所受外力的合力一定指向圆心C．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的D．物体做离心运动是由于受离心力的作用5．下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是（）A．若它们线速度大小相等，则角速度大小一定相等B．若它们角速度大小相等，则转速一定也相等C．若它们周期相等，则角速度大小一定也相等D．若它们转速相等，则向心加速度大小一定也相等6．如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况是（）A．受重力、支持力B．受重力、支持力和摩擦力C．重力、支持力、向心力、摩擦力D．受重力、支持力和向心力7．一圆筒绕其中心轴O1O匀速转动，筒内壁上紧贴着筒壁的一个物体与筒一起运动相对筒壁无滑动，如图所示，物体所受向心力是（）A．物体的重力B．筒壁对物体的静摩擦力C．筒壁对物体的弹力8．如图所示，有一小球在光滑的半球形碗内壁做某一水平面内匀速圆周运动，关于提供小球向心力的说法正确的是（）A．碗壁对小球的弹力B．小球的重力和碗壁对小球的弹力的合力C．小球所受的重力D．碗壁对小球的弹力在水平方向的分力9．如图所示，光滑水平面上，小球m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正确的是（）A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C．若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹Pb做离心运动D．若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹Pc做向心运动10．如图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，大轮的半径是4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离r。

人教版高中物理必修二生活中的圆周运动精编作业

1. (交通工具的转弯问题)赛车在倾斜的轨道上转弯如图9所示，弯道的倾角为θ，半径为r ，则赛车完全不靠摩擦力转弯的速率是(设转弯半径水平)( )图9A.gr sin θB.gr cos θC.gr tan θD.gr cot θ答案 C解析设赛车的质量为m ，赛车受力分析如图所示，可见：F 合＝mg tan θ，而F 合＝m v 2r ，故v＝gr tan θ.2．(汽车过桥问题)城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥．如图10所示，桥面是半径为R 的圆弧形的立交桥AB 横跨在水平路面上，一辆质量为m 的小汽车，在A 端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为v 1，若小汽车在上桥过程中保持速率不变，则( )图10A ．小汽车通过桥顶时处于失重状态B ．小汽车通过桥顶时处于超重状态C ．小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为F N ＝mg －m v 21RD ．小汽车到达桥顶时的速度必须大于gR 答案 A解析由圆周运动知识知，小汽车通过桥顶时，其加速度方向向下，由牛顿第二定律得mg－F N ＝m v 2 1R ，解得F N ＝mg －m v 2 1R ＜mg ，故其处于失重状态，A 正确，B 错误；F N ＝mg －mv 21R只在小汽车通过桥顶时成立，而其上桥过程中的受力情况较为复杂，C 错误；由mg －F N ＝m v 2 1R，F N ≥0解得v 1≤gR ，D 错误． 3．(离心运动问题)如图11所示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安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动．关于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是( )图11A ．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答案 B解析摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，A 项错误；摩托车正常转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B 项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动，C 、D 项错误．4．(竖直面内的圆周运动)(多选)如图12所示，半径为L 的圆管轨道(圆管内径远小于轨道半径)竖直放置，管内壁光滑，管内有一个小球(小球直径略小于管内径)可沿管转动，设小球经过最高点P 时的速度为v ，则( )图12A ．v 的最小值为gLB ．v 若增大，球所需的向心力也增大C ．当v 由gL 逐渐减小时，轨道对球的弹力也减小D ．当v 由gL 逐渐增大时，轨道对球的弹力也增大答案 BD解析由于小球在圆管中运动，最高点速度可为零，A 错误；根据向心力公式有F ＝m v 2r ，v若增大，球所需的向心力一定增大，B 正确；因为圆管既可提供向上的支持力也可提供向下的压力，当v ＝gL 时，圆管受力为零，故v 由gL 逐渐减小时，轨道对球的弹力增大，C 错误；v 由gL 逐渐增大时，轨道对球的弹力也增大，D 正确.题组一交通工具的转弯问题1．关于铁路转弯处内轨和外轨间的高度关系，下列说法中正确的是( ) A ．内轨和外轨一样高，以防列车倾倒B ．因为列车在转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒C ．外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的挤压D ．以上说法都不对答案 C解析列车转弯时实际是在做圆周运动，若内轨和外轨一样高，则列车做圆周运动的向心力由外轨对轮缘的弹力提供，但由于列车质量太大，轮缘与外轨间的弹力太大，铁轨与车轮极易受损，可能造成翻车事故；若转弯处外轨比内轨略高，此时列车转弯所需的向心力可由列车的重力和铁轨的支持力的合力提供．故选项C 正确．2．(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图1，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v 0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则在该弯道处，( )1A ．路面外侧高内侧低B ．车速只要低于v 0，车辆便会向内侧滑动C ．车速虽然高于v 0，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，v 0的值变小答案 AC解析当汽车行驶的速率为v 0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，即不受静摩擦力，此时由重力和支持力的合力提供向心力，所以路面外侧高内侧低，选项A 正确；当车速低于v 0时，需要的向心力小于重力和支持力的合力，汽车有向内侧运动的趋势，但并不会向内侧滑动，静摩擦力向外侧，选项B 错误；当车速高于v 0时，需要的向心力大于重力和支持力的合力，汽车有向外侧运动的趋势，静摩擦力向内侧，速度越大，静摩擦力越大，只有静摩擦力达到最大以后，车辆才会向外侧滑动，选项C 正确；由mg tan θ＝m v 20r可知，v 0的值只与斜面倾角和圆弧轨道的半径有关，与路面的粗糙程度无关，选项D 错误．3．在高速公路的拐弯处，路面建造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ，设拐弯路段是半径为R 的圆弧，要使车速为v 时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，θ应等于( ) A ．sin θ＝v 2RgB ．tan θ＝v 2RgC ．sin 2θ＝2v 2RgD ．tan θ＝Rgv2答案 B解析当车轮与路面的横向摩擦力等于零时，汽车受力如图所示，则有：F N sin θ＝m v 2R ，F N cos θ＝mg ，解得：tan θ＝v 2Rg，故B 正确．题组二航天器中的失重现象及离心运动4．(多选)2013年6月11日至26日，“神舟十号”飞船圆满完成了太空之行，期间还成功进行了人类历史上第二次太空授课，女航天员王亚平做了大量失重状态下的精美物理实验．关于失重状态，下列说法正确的是( ) A ．航天员仍受重力的作用 B ．航天员受力平衡C ．航天员所受重力等于所需的向心力D ．航天员不受重力的作用答案 AC解析做匀速圆周运动的空间站中的航天员，所受重力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，并非航天员不受重力作用，A 、C 正确，B 、D 错误． 5．如图2洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时( )图2A ．衣物受到重力、筒壁的弹力、摩擦力和向心力B ．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力C ．筒壁的弹力随筒的转速的增大而减小D ．水与衣物间的附着力小于水做圆周运动所需的向心力，水从筒壁小孔甩出答案 D6．在世界一级方程式锦标赛中，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，其原因是( )A ．是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘造成的B ．是由于赛车行驶到弯道时，没有及时加速造成的C ．是由于赛车行驶到弯道时，没有及时减速造成的D ．是由于在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小造成的答案 C解析赛车在水平弯道上行驶时，摩擦力提供向心力，而且速度越大，需要的向心力越大，如不及时减速，当摩擦力不足以提供向心力时，赛车就会做离心运动，冲出跑道，故C 正确．题组三竖直面内的圆周运动问题7．长为L 的细绳，一端系一质量为m 的小球，另一端固定于某点，当绳竖直时小球静止，再给小球一水平初速度v 0，使小球在竖直平面内做圆周运动，并且刚好能过最高点．则下列说法中正确的是( ) A ．小球过最高点时速度为零B ．小球开始运动时绳对小球的拉力为m v 20LC ．小球过最高点时绳对小球的拉力为mgD ．小球过最高点时速度大小为gL 答案 D8.图3所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧．若竖直圆轨道的半径为R ，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为( )图3A.gR B ．2gR C.gR D.R g答案 C解析小球能通过竖直圆轨道的最高点的临界状态为重力提供向心力，即mg ＝mω2R ，解得ω＝gR，选项C 正确．9.一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶，如图4所示，由于轮胎过热，容易爆胎．爆胎可能性最大的地段是( )图4A ．A 处B ．B 处C ．C 处D ．D 处答案 D解析在A 、B 、C 、D 各点均由重力与支持力的合力提供向心力，爆胎可能性最大的地段为轮胎与地面的挤压力最大处．在A 、C 两点有mg －F ＝m v 2R ，则F ＝mg －m v 2R <mg ；在B 、D两点有F －mg ＝m v 2R ，则F ＝mg ＋m v 2R >mg ，且R 越小，F 越大，故F D 最大，即D 处最容易爆胎．10．杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m 的细绳的一端，系一个与水的总质量为m ＝0.5 kg 的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图5所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m /s ，则下列说法正确的是(g ＝10 m/s 2)( )图5A ．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B ．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C ．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D ．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N 答案 B解析水流星在最高点的临界速度v ＝gL ＝4 m/s ，由此知绳的拉力恰为零，且水恰不流出．故选B.11. (多选)如图6所示，小球m 在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是( )图6A ．小球通过最高点时的最小速度是RgB ．小球通过最高点时的最小速度为零C ．小球在水平线ab 以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力D ．小球在水平线ab 以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力答案 BD解析圆环外侧、内侧都可以对小球提供弹力，小球在水平线ab 以下时，必须有指向圆心的力提供向心力，就是外侧管壁对小球的作用力，故B 、D 正确．12．一辆质量为800 kg 的汽车在圆弧半径为50 m 的拱桥上行驶．(g 取10 m/s 2) (1)若汽车到达桥顶时速度为v 1＝5 m/s ，汽车对桥面的压力是多大？ (2)汽车以多大速度经过桥顶时，恰好对桥面没有压力？(3)汽车对桥面的压力过小是不安全的，因此汽车过桥时的速度不能过大．对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？(4)如果拱桥的半径增大到与地球半径一样大，汽车要在桥面上腾空，速度至少为多大？(已知地球半径为6 400 km) 答案 (1)7 600 N (2)22.4 m/s (3)半径大些比较安全 (4)8 000 m/s 解析如图所示，汽车到达桥顶时，受到重力mg 和桥面对它的支持力F N 的作用．(1)汽车对桥面的压力大小等于桥面对汽车的支持力F N .汽车过桥时做圆周运动，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有mg －F N ＝m v 21R所以F N ＝mg －m v 2 1R ＝7 600 N故汽车对桥面的压力为7 600 N.(2)汽车经过桥顶时恰好对桥面没有压力，则F N ＝0，即汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供，所以有mg ＝m v 2R解得v ＝gR ≈22.4 m/s.(3)由(2)问可知，当F N ＝0时，汽车会发生类似平抛的运动，这是不安全的，所以对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较安全．(4)由(2)问可知，若拱桥的半径增大到与地球半径一样大，汽车要在桥面上腾空，速度至少为v ′＝gR ′＝10×6.4×106 m /s ＝8 000 m/s.13．在杂技节目“水流星”的表演中，碗的质量m 1＝0.1 kg ，内部盛水质量m 2＝0.4 kg ，拉碗的绳子长l ＝0.5 m ，使碗在竖直平面内做圆周运动，如果碗通过最高点的速度v 1＝9 m /s ，通过最低点的速度v 2＝10 m/s ，求碗在最高点时绳的拉力大小及水对碗的压力大小．答案 76 N 60.8 N解析对水和碗：m ＝m 1＋m 2＝0.5 kg ，F T1＋mg ＝m v 21R ，F T1＝m v 21R －mg ＝⎝⎛⎭⎫0.5×810.5－0.5×10N ＝76 N ，以水为研究对象，设最高点碗对水的压力为F 1，则F 1＋m 2g ＝m 2v 21R，F 1＝60.8 N ，水对碗的压力F 1′＝F 1＝60.8 N ，方向竖直向上．14．长L ＝0.5 m 的轻杆，其一端连接着一个零件A ，A 的质量m ＝2 kg.现让A 在竖直平面内绕O 点做匀速圆周运动，如图7所示．在A 通过最高点时，求下列两种情况下A 对杆的作用力的大小：(g ＝10 m/s 2)图7(1)A 的速率为1 m/s ； (2)A 的速率为4 m/s. 答案 (1)16 N (2)44 N解析以A 为研究对象，设其受到杆的拉力为F ，则有mg ＋F ＝m v 2L.(1)代入数据v ＝1 m/s ，可得F ＝m ⎝⎛⎭⎫v 2L －g ＝2×⎝⎛⎭⎫120.5－10N ＝－16 N ，即A 受到杆的支持力为16 N ．根据牛顿第三定律可得A 对杆的作用力为压力，大小为16 N.(2)代入数据v ＝4 m/s ，可得F ＝m ⎝⎛⎭⎫v 2L －g ＝2×⎝⎛⎭⎫420.5－10N ＝44 N ，即A 受到杆的拉力为44 N ．根据牛顿第三定律可得A 对杆的作用力为拉力，大小为44 N.。

人教版高二物理必修二第五章曲线运动导学案(含答案,精排版) 5.7 生活中的圆周运动之水平面之绳拉

§5.7 生活中的圆周运动之水平面之绳拉小球在光滑水平面上匀速圆周运动班级：.组名：. 姓名：.时间：年月日【本卷要求】：1.动脑思考2.听懂是骗人的，看懂是骗人的，做出来才是自己的3.该背的背，该理解的理解，该练习的练习，该总结的总结，勿懈怠！4.多做多思，孰能生巧，熟到条件反射，这样一是能见到更多的出题方式，二是能提高做题速度5.循环复习6.每做完一道题都要总结该题涉及的知识点和方法7.做完本卷，总结该章节的知识结构，以及常见题型及做法8.独立限时满分作答9.步骤规范，书写整洁10.明确在学习什么东西，对其中的概念、定律等要追根溯源，弄清来龙去脉才能理解透彻、应用灵活11.先会后熟：一种题型先模仿，弄懂了，再多做几道同类型的，总结出这种题型的做法，直到条件反射【一分钟德育】你不努力，谁也给不了你想要的生活文/梧桐现在的你，做的选择和接受的生活方式，将会决定你将来成为一个什么样的人！我们总该需要一次奋不顾身的努力，然后去到那个你心里魂牵梦绕的圣地，看看那里的风景，经历一次因为努力而获得圆满的时刻。

你不努力，谁也给不了你想要的生活现在凌晨零点三十八分，我刚挂了电话，与我的好姐妹。

她拨通电话就兴奋的问：“你猜我在哪里？”我睡得迷迷糊糊的说：“香港！”她呵呵的笑，说：“No! 我在美国！”我一下子呆住了，问：“国际长途？”她不满的说：“你在乎的总是钱！我说我在美国，在我们说世界牛人汇聚的地方—华尔街！”她去了华尔街，这是好多年前一起看旅游杂志的时候，我们一起约好23岁生日之前要去的地方。

可是，现在，我还在山西。

她听我这边半天没有动静，生气的问我是不是睡着了，我说，我很羡慕她。

她甩下一句“你活该的”，然后挂了电话。

我知道，她生气了！你不努力，谁也给不了你想要的生活2019年，我们在图书馆遇到，她推荐我看了一本叫《飘》的外国书籍，那时候，我们才13岁不到。

我说我看不懂，她说，你可以查字典。

从那以后，我开始看她推荐的书。

6.4 生活中的圆周运动同步练习-2023学年高一物理人教版(2019)必修第二册

生活中的圆周运动同步练习一、选择题1．在铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了（）A．增加火车轮子对外轨的挤压B．增加火车轮子对内轨的挤压C．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需的向心力D．以上都不正确2．洗衣机的甩干筒在匀速旋转时有衣服附在筒壁上，则此时（）A．衣服受重力，筒壁的弹力和摩擦力，及离心力作用B．筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大C．衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供D．筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而保持不变3．小朋友在荡秋千的过程中，若空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（）A．小朋友运动到最高点时所受合外力为零B．小朋友所受合外力始终指向其做圆周运动的圆心C．小朋友从最高点到最低点的过程中做匀速圆周运动D．小朋友运动过最低点时秋千对小朋友的作用力大于其所受重力4．如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点相对大圆盘不动，关于小强的受力，下列说法正确的是（）A．小强在P点不动，因此不受摩擦力作用，处于平衡状态B．小强随圆盘做匀速圆周运动，圈盘对他的摩擦力充当向心力C．小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力D．若使圆盘的转速均匀减小时，小强在P点受到的摩擦力保持不变5．如图所示，一轻杆一端固定在O点，杆长10cm，另一端固定一小球，小球质量是0.2kg，在竖直面内做圆周运动，到达最高点时，杆与小球间弹力大小为N，小球在最高点的速度大小为v， g取10m/s2 下列说法正确的是（）A ．当v 为3m/s 时，杆对小球弹力N 方向向上B ．当 v 为1m/s 时，杆对小球弹力N 为10NC ．当 v 为1m/s 时，杆对小球弹力方向向上D ．当 v 为1m/s 时，杆对小球弹力N 为0N6．如图所示，内部为竖直光滑圆轨道的铁块静置在粗糙的水平地面上，其质量为M ，有一质量为m 的小球以水平速度v 0从圆轨道最低点A 开始向左运动，小球沿圆轨道运动且始终不脱离圆轨道，在此过程中，铁块始终保持静止，重力加速度为g ，则下列说法正确的是（）A ．地面受到的压力始终大于MgB ．小球在圆轨道左侧运动的过程中，地面受到的摩擦力可能向右C ．小球经过最低点A 时地面受到的压力可能等于Mg +mgD ．小球在圆轨道最高点C 时，地面受到的压力可能为07．公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v 0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则在该转弯处（）A ．当路面结冰时，v 0的值减小B ．当路面结冰时，v 0的值增大C ．车速低于v 0，车辆便会向内侧滑动D ．车速低于v 0，车辆不一定向内侧滑动8.如图所示，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 。

高中物理(新人教版)必修第二册课后习题：生活中的圆周运动(课后习题)【含答案及解析】

第六章圆周运动生活中的圆周运动课后篇巩固提升合格考达标练1.(2021河北邯郸高一检测)下列措施中不属于防止离心现象造成危害的是(),不属于防止离心现象造成危害;砂轮外侧加防护罩是为了避免砂轮转速过大发生离心现象而分裂飞出;链球运动场地安装防护网是为了防止链球离心飞出而造成危害;弯道限速是为了防止汽车车速过大发生离心现象,造成翻车或侧滑。

故选A。

2.已知某处弯道铁轨是一段圆弧,转弯半径为R,重力加速度为g,列车转弯过程中倾角(车厢底面与水平面夹角)为θ,则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度(轨道不受侧向挤压)为()A.√gRsinθB.√gRcosθC.√gRtanθD.√gR受力分析如图所示,当内外轨道不受侧向挤压时,列车受到的重力和轨道支持力的合力充当向心力,故F n=mg tan θ,F n=m v 2R,解得v=√gRtanθ。

3.(多选)如图所示,宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态,下列说法正确的是()A.宇航员仍受重力的作用B.宇航员受力平衡C.宇航员所受重力等于所需的向心力D.宇航员不受重力的作用,所受重力全部提供其做圆周运动的向心力,处于完全失重状态,并非宇航员不受重力作用,选项A 、C 正确,选项B 、D 错误。

4.(2021江苏盐城月考)摆式列车是集计算机技术、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车。

当列车转弯时,在电脑控制下,车厢会自动倾斜;直线行驶时,车厢又恢复原状,实现高速行车,并能达到既安全又舒适的要求。

假设有一高速列车在水平面内行驶,以180 km/h 的速度拐弯,由列车上的传感器测得一个质量为50 kg 的乘客在拐弯过程中所受合力为500 N,则列车的拐弯半径为( ) A .150 m B .200 m C .250 m D .300 mF=m v 2R 得R=mv 2F=50×1803.6500 m =250 m,故C 正确。

5.如图所示,公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面,也叫“过水路面”。

人教版高中物理必修二生活中的圆周运动练习题

6.4 生活中的圆周运动一、基础篇1.[多选]宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态，下列说法正确的是( )A．宇航员仍受重力的作用B．宇航员受力平衡C．宇航员所受重力等于所需的向心力D．宇航员不受重力的作用解析：选AC 做匀速圆周运动的空间站中的宇航员，所受重力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，并非不受重力作用，A、C正确，B、D错误。

2.火车在某个弯道按规定运行速度40 m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力。

若火车在该弯道实际运行速度为30 m/s，则下列说法正确的是( )A．仅内轨对车轮有侧压力B．仅外轨对车轮有侧压力C．内、外轨对车轮都有侧压力D．内、外轨对车轮均无侧压力解析：选A 火车在弯道按规定运行速度转弯时，重力和支持力的合力提供向心力，内、外轨对车轮皆无侧压力。

若火车的运行速度小于规定运行速度时，重力和支持力的合力大于火车需要的向心力，火车有做近心运动趋势，内轨对车轮产生侧压力，重力、支持力和内轨的侧压力的合力提供火车做圆周运动的向心力，故A正确。

3．[多选]在铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了( )A．增加火车轮子对外轨的挤压B．增加火车轮子对内轨的挤压C．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需的向心力D．限制火车向外脱轨解析：选CD 火车轨道建成外高内低，火车转弯时，轨道的支持力与火车的重力两者的合力指向弧形轨道的圆心，为火车转弯提供了(部分)向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压，同时在一定程度上限制了火车转弯时发生离心运动，即限制火车向外脱轨，故C 、D 正确。

4.如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法不正确的是( )A ．在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B ．在竖直方向汽车可能只受两个力：重力和桥面的支持力C ．在竖直方向汽车可能只受重力D ．汽车对桥面的压力小于汽车的重力解析：选A 一般情况下汽车受重力和支持力作用，且mg －F N ＝m v 2r ，故支持力F N ＝mg －m v 2r，即支持力小于重力，A 项错误，B 、D 项正确；当汽车的速度v ＝gr 时，汽车所受支持力为零，C 项正确。

人教版(2019)高中物理必修二 6.4 生活中的圆周运动练习(包含答案)

生活中的圆周运动练习一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）1.如图，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是()A. v=√gRB. 若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内C. 若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外D. 无论火车以何种速度行驶，对内侧轨道都有压力2.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，弯道处的圆弧半径为r，若质量为m的火车转弯时速度小于√grtanθ，则()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. 这时铁轨对火车的作用力等于mgcosθD. 这时铁轨对火车的作用力小于mgcosθ3.如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为6m/s时，车对桥顶，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，的压力为车重的34对桥面的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为()A. 3m/sB. 10m/sC. 12m/sD. 24m/s4.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”.如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时()A. 车的加速度为零，受力平衡B. 车对桥的压力比汽车的重力大C. 车对桥的压力比汽车的重力小D. 车的速度越大，车对桥面的压力越小5.如图所示的是杂技演员表演的“水流星”.细长绳的一端系一个盛了水的容器，容器在竖直平面内做圆周运动．“水流星”通过最高点时，正确的是()A. 容器的速度可能为零B. 一定有水从容器中流出C. 水对容器底可能有压力D. 绳对容器一定有向下的拉力6.如图所示，质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥与凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为60m，如果桥面承受的压力不超过3.0×105N，g= 10m/2，则汽车允许的最大速率是()A. B. C. 30m/s D.7.如图所示，长L的轻质细杆，一端固定有一个质量为m的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A. 小球通过最高点时，对杆的作用力一定等于零B. 小球通过最高点时，对杆的作用只能有压力C. 小球通过最低点时，对杆的作用可能有压力或拉力D. 小球通过最低点时，对杆的作用只能有拉力8.高速公路的拐弯处，通常路面是外高内低，如图所示，在某路段车向左转弯，司机左侧的路面比右侧路面低一些．车的运动可看作是做半径为R的圆周运动．内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d.已知重力加速为g，要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向的摩擦力)等于零，则汽车转弯时的车速应等于()A. √gRℎL B. √gRdℎC. √gRLℎD. √gRℎd9.滑雪运动深受人民群众喜爱。