圆周运动普通练习题
最新高考物理生活中的圆周运动题20套(带答案)
最新高考物理生活中的圆周运动题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1.如图所示,带有14光滑圆弧的小车A 的半径为R ,静止在光滑水平面上.滑块C 置于木板B 的右端,A 、B 、C 的质量均为m ,A 、B 底面厚度相同.现B 、C 以相同的速度向右匀速运动,B 与A 碰后即粘连在一起,C 恰好能沿A 的圆弧轨道滑到与圆心等高处.则:(已知重力加速度为g ) (1)B 、C 一起匀速运动的速度为多少?(2)滑块C 返回到A 的底端时AB 整体和C 的速度为多少?【答案】(1)023v gR =(2)123gRv =253gR v =【解析】本题考查动量守恒与机械能相结合的问题.(1)设B 、C 的初速度为v 0,AB 相碰过程中动量守恒,设碰后AB 总体速度u ,由02mv mu =,解得02v u =C 滑到最高点的过程: 023mv mu mu +='222011123222mv mu mu mgR +⋅=+'⋅ 解得023v gR =(2)C 从底端滑到顶端再从顶端滑到底部的过程中,满足水平方向动量守恒、机械能守恒,有01222mv mu mv mv +=+22220121111222222mv mu mv mv +⋅=+⋅ 解得:123gRv =253gR v =2.如图所示,水平长直轨道AB 与半径为R =0.8m 的光滑14竖直圆轨道BC 相切于B ,BC 与半径为r =0.4m 的光滑14竖直圆轨道CD 相切于C ,质量m =1kg 的小球静止在A 点,现用F =18N 的水平恒力向右拉小球,在到达AB 中点时撤去拉力,小球恰能通过D 点.已知小球与水平面的动摩擦因数μ=0.2,取g =10m/s 2.求: (1)小球在D 点的速度v D 大小;(2)小球在B 点对圆轨道的压力N B 大小; (3)A 、B 两点间的距离x .【答案】(1)2/D v m s = (2)45N (3)2m 【解析】 【分析】 【详解】(1)小球恰好过最高点D ,有:2Dv mg m r=解得:2m/s D v = (2)从B 到D ,由动能定理:2211()22D B mg R r mv mv -+=- 设小球在B 点受到轨道支持力为N ,由牛顿定律有:2Bv N mg m R-=N B =N联解③④⑤得:N =45N (3)小球从A 到B ,由动能定理:2122B x Fmgx mv μ-= 解得:2m x =故本题答案是:(1)2/D v m s = (2)45N (3)2m 【点睛】利用牛顿第二定律求出速度,在利用动能定理求出加速阶段的位移,3.水平面上有一竖直放置长H =1.3m 的杆PO ,一长L =0.9m 的轻细绳两端系在杆上P 、Q 两点,PQ 间距离为d =0.3m ,一质量为m =1.0kg 的小环套在绳上。
(完整版)圆周运动测试题及答案
圆周运动基础训练 A1.如图所示,轻杆的一端有个小球,另一端有光滑的固定轴O 现给球一初速度,使球和杆一起绕 O 轴在竖直面内转动,不计空气阻力,用 F表示球到达最高点时杆对小球的作用力,则F()A .一定是拉力B .一定是推力C.一定等于 0 D.可能是拉力,可能是推力,也可能等于02.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,大轮半径为 4r,小轮半径 2r, b 点在小轮上,到小轮中r, c 点和 d 点分别位于小轮心距离为和大轮的边缘上。
若在传动过程中皮带不打滑,则()A . a 点与 b 点速度大小相等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 3.地球上,赤道附近的物体 A 和北京附近的物体 B ,随地球的自转而做匀速圆周运动.可以判断()A .物体 A 与物体B 的向心力都指向地心B .物体 A 的线速度的大小小于物体 B 的线速度的大小C.物体 A 的角速度的大小小于物体 B 的角速度的大小D .物体 A 的向心加速度的大小大于物体 B 的向心加速度的大小 4.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,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5.如图为 A、B 两物体做匀速圆周运动时向心加速度随半径r 变化的图线,由图可知()A.A 物体的线速度大小不变B. A 物体的角速度不变C. B 物体的线速度大小不变D. B 物体的角速度与半径成正比6.由上海飞往美国洛杉矶的飞机在飞越太平洋上空的过程中,如果保持飞行速度的大小和距离海面的高度均不变,则以下说法正确的是() A.飞机做的是匀速直线运动 B.飞机上的乘客对座椅压力略大于地球对乘客的引力C.飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引力 D.飞机上的乘客对座椅的压力为零 7.有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形大容器,筒壁竖直,游客进人容器后靠筒壁站立,当圆筒开始转动后,转速加快到一定程度时,突然地板塌落,游客发现自己没有落下去,这是因为()A.游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁 B.游客处于失重状态C.游客受到的摩擦力等于重力 D.游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势8.如图所示是一种娱乐设施“魔盘” ,而且画面反映的是魔盘旋转转速较大时, 盘中人的情景.甲、乙、丙三位同学看了图后发生争论,甲说:“图画错了,做 圆周运动的物体受到向心力的作用,魔盘上的人应该向中心靠拢” .乙说:“画画 得对,因为旋转的魔盘给人离心力,所以人向盘边缘靠拢” .丙说:“图画得对, 当盘对人的摩擦力不能满足人做圆周运动的向心力时,人会逐渐远离圆心” .该三位同学的 说法应是( )9.在光滑杆上穿着两上小球 m 1、m 2,且 m l =2m 2,用细线把两球连起来,当盘架匀速转动 时,两小球刚好能与杆保持无相对滑动,如图所示,此时两小球到转轴的距离 r l 与 r 2之比为( )A .1: 1B .1: 2C . 2:1D . 1: 2断细线,则两个物体的运动情况是( )A .两物体均沿切线方向滑动B .两物全均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远C 两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动D .物体 B 仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体 A 发生滑 动,离圆盘圆心越来越远11.司机为了能够控制驾驶的汽车,汽车对地面的压力一定要大于 0,在高速公路上所建的高架桥的顶部可看作是一个圆弧, 若高速公路上汽车设计时速为 4 0m/s ,则高架桥顶部的圆弧半径至少应为 __ ( g 取 10m/s 2)解析设当汽车行驶到弧顶时,对地面压力刚好为零的圆12. AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端 B 与水平直轨道相切,如图所示,一小球自 A 点起由静止开始沿轨道下滑,已知圆轨道半径为 R ,小球的质量为 m ,不计各处摩擦.求:( 1)小球运动到 B 点时的动能; (2)小球下滑到距水平轨道的高度为 R/2 时速度的大小和方向;(3)小球经过圆弧轨道的 B 点和水平轨道的 c 点时,所受轨道 支持力 N B 、Nc 各是多大?A .甲正确B .乙正确C .丙正确D .无法判断 10.如图所示, 在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体 A 和 B ,它们与盘间的动摩擦因数相同, 当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧13、用钳子夹住一块质量 m=50kg 的混凝土砌块起吊(如图所示).已知钳子与砌块间的动摩擦因数μ=0. 4,砌块重心至上端间距 L=4m ,在钳子沿水平方向以速度v=4m/ s 匀速行驶中突然停止,为不使砌块从钳子口滑下,对砌块上端施加的压力至少为多大?(g=10m/s2)圆周运动 B 能力提升 1.半径为 R 的光滑半圆球固定在水平面上(如图),顶部有一小物体 A ,今给它一个水平初速 v0= gR,,则物体将()A .沿球面下滑至 M 点B.沿球面下滑至某一点 N ,便离开球面做斜下抛运动C.按半径大于 R 的新的圆弧轨道作圆周运动D.立即离开半圆球做平抛运动2.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆形轨道ABCD,D 点为轨道最高点, DB 为竖直直径,AE 为过圆心的水平面,今使小球自 A 点正上方某处由静止释放,且从 A 点内侧进人圆轨道运动,只要适当调节释放点的高度,总能保证小球最终通过最高点D,则小球在通过 D 点后(不计空气阻力)()A 、一定会落在水平面 AE 上B、一定会再次落到圆轨道上C、可能会落到水平面 AE D 、可能会再次落到圆轨道上。
(完整版)圆周运动基础练习题(含答案)
圆周运动练习题1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中,正确的是 (选C )A .物体除其他的力外还要受到—个向心力的作用 C .向心力是一个恒力B .物体所受的合外力提供向心力 D .向心力的大小—直在变化2.关于匀速圆周运动的角速度与线速度,下列说法中正确的是(选BC )A .半径一定,角速度与线速度成反比B .半径一定,角速度与线速度成正比C .线速度一定,角速度与半径成反比D .角速度一定,线速度与半径成正比3.正常走动的钟表,其时针和分针都在做匀速转动,下列关系中正确的是 (选B)A .时针和分针的角速度相同B .分针角速度是时针角速度的12倍C .时针和分针的周期相同D .分针的周期是时针周期的12倍4.A 、B 两个质点,分别做匀速圆周运动,在相同的时间内它们通过的路程之比s A ∶s B =2∶3,转过的角度之比ϕA ∶ϕB =3∶2,则下列说法正确的是(选BC )A .它们的半径之比R A ∶RB =2∶3 B .它们的半径之比R A ∶R B =4∶9C .它们的周期之比T A ∶T B =2∶3D .它们的周期之比T A ∶T B =3∶25. 如图所示的圆锥摆中,摆球A 在水平面上作匀速圆周运动,关于A 的受力情况,下列说法中正确的是(选C )A .摆球A 受重力、拉力和向心力的作用;B .摆球A 受拉力和向心力的作用;C .摆球A 受拉力和重力的作用;D .摆球A 受重力和向心力的作用。
6.汽车甲和汽车乙质量相等,以相等速度率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在乙车的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为F f 甲和F f 乙,以下说法正确的是(选A )A . F f 甲小于F f 乙B . F f 甲等于F f 乙C . F f 甲大于F f 乙D . F f 甲和F f 乙大小均与汽车速率无关7.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是(选D )A .a 处B .b 处C .c 处D .d 处8.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,那么在此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的 (选C )A .1倍B .2 倍C .3倍D .4倍9.一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s ,车对桥顶的压力为车重的43,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速至少为(选B )A .15 m/sB .20 m/sC .25 m/sD .30 m/s 10.如图所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑的固定轴O ,现给球一初速度,使球和杆一起绕O 轴在竖直面内转动,不计空气阻力,用F 表示球到达最高点时杆对小球的作用力,则F (选D ) A.一定是拉力 B.一定是推力 C.一定等于零D.可能是拉力,可能是推力,也可能等于零 (第5题)(第15题)11.飞机在飞越太平洋上空的过程中,如果保持飞行速度的大小和距离海平面的高度不变,则以下说法中正确的是(选C)A.飞机做的是匀速直线运动B.飞机上的乘客对座椅的压力略大于地球对乘客的引力C.飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引力D.飞机上的乘客对座椅的压力为零12.一滑雪者连同他的滑雪板质量为70kg ,他滑到凹形的坡底时的速度是20m/s ,坡底的圆弧半径是50m ,则在坡底时雪地对滑雪板的支持力是多少?1260N13.质量为m 的小球,用一条绳子系在竖直平面内做圆周运动,小球到达最高点时的速度为v ,到达最低点时的速变为24v gR ,则两位置处绳子所受的张力之差是多少?6mg14.汽车沿半径为R = 100m 的圆跑道行驶,设跑道的路面是水平的,路面作用于车的最大静摩擦力是车重的101,要使汽车不致冲出圆跑道,车速最大不能超过多少?10s m /。
(完整版)匀速圆周运动练习题含答案
匀速圆周运动——练习题一、选择题1、关于角速度和线速度,下列说法正确的是(B)A.半径一定,角速度与线速度成反比B.半径一定,角速度与线速度成正比C.线速度一定,角速度与半径成正比D.角速度一定,线速度与半径成反比2、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( C)A.它们线速度相等,角速度一定相等B.它们角速度相等,线速度一定也相等C.它们周期相等,角速度一定也相等D.它们周期相等,线速度一定也相等3、时针、分针和秒针转动时,下列正确说法是(A)A.秒针的角速度是分针的60倍B.分针的角速度是时针的60倍C.秒针的角速度是时针的360倍D.秒针的角速度是时针的86400倍4、关于物体做匀速圆周运动的正确说法是(D)A.速度大小和方向都改变B.速度的大小和方向都不变C.速度的大小改变,方向不变D.速度的大小不变,方向改变5、物体做匀速圆周运动的条件是(D)A.物体有一定的初速度,且受到一个始终和初速度垂直的恒力作用B.物体有一定的初速度,且受到一个大小不变,方向变化的力的作用C.物体有一定的初速度,且受到一个方向始终指向圆心的力的作用D.物体有一定的初速度,且受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用6、甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1:2,转动半径之比为1:2,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们所受外力的合力之比为(C)A. 1:4B.2:3C.4:9D.9:167、如图1所示,用细线吊着一个质量为m的小球,使小球在水平面内做圆锥摆运动,关于小球受力,正确的是(B)A.受重力、拉力、向心力B.受重力、拉力C.受重力D.以上说法都不正确8、冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍,在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员,若依靠摩擦力充当向心力,其安全速度为(B)9、火车转弯做圆周运动,如果外轨和内轨一样高,火车能匀速通过弯道做圆周运动,下列说法中正确的是(A)A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易磨损C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力,所以内外轨道均不磨损D.以上三种说法都是错误的10、一圆筒绕其中心轴OO1匀速转动,筒内壁上紧挨着一个物体与筒一起运动相对筒无滑动,如图2所示,物体所受向心力是(C)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D.物体所受重力与弹力的合力11、一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动,圆盘半径为R,甲、乙两物体的质量分别为M 与m(M>m),它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍,两物体用一根长为l(l <R)的轻绳连在一起,如图3所示,若将甲物体放在转轴的位置上,甲、乙之间接线刚好沿半径方向拉直,要使两物体与转盘之间不发生相对滑动,则转盘旋转的角速度最大值不得超过(C)二、填空题12、做匀速圆周运动的物体,当质量增大到2倍,周期减小到一半时,其向心力大小是原来的___8__倍,当质量不变,线速度大小不变,角速度大小增大到2倍时,其向心力大小是原来的__2____倍。
《圆周运动》练习题附答案
圆 周 运 动(复习资料)一、 单项选择题(共10题,50分。
)1. 对于做匀速圆周运动的物体,下列说法不.正确..的是: A. 线速度和周期不变 B. 单位时间里通过的路程一定大于位移C. 角速度和转速不变D. 所受合力的大小不变,加速度方向不断改变2. 关于向心力的说法不正确...是: A. 向心力的方向沿半径指向圆心 B. 做匀速圆周运动的物体,其向心力是不变的C. 向心力不改变质点速度的大小D. 做匀速圆周运动的物体,其向心力即为其所受的合外力3. 关于离心现象,下列说法不正确...的是: A. 脱水桶、离心分离器是利用离心现象工作的B. 限制速度、加防护罩可以防止离心现象造成的危害C. 做圆周运动的物体,当向心力突然增大时做离心运动D. 做圆周运动的物体,当合外力消失时,它将沿切线做匀速直线运动 4. 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 5.广州和北京处在地球不同的纬度,当两地的建筑物随地球自转时,则有:A. 广州的线速度比北京的线速度大B. 广州的向心加速度比北京的向心加速度小C. 广州的角速度比北京的角速度大D. 两地向心加速度的方向都沿地球半径指向地心 6.甲、乙两球做匀速圆周运动,向心加速度a 随半径r 变化的关系图像如图6所示,由图像可知:A. 甲球运动时,角速度大小为2 rad/sB. 乙球运动时,线速度大小为6m/sC. 甲球运动时,线速度大小不变D. 乙球运动时,角速度大小不变 7.在公路上行驶的汽车转弯时,下列说法中不.正确..的是: A. 在水平路面上转弯时,向心力由静摩擦力提供B. 以恒定的速率转弯,弯道半径越大,需要的向心力越大C. 转弯时要限速行驶,是为了防止汽车产生离心运动造成事故D. 在里低、外高的倾斜路面上转弯时,向心力可能由重力和支持力的合力提供8. 载重汽车以恒定的速率通过丘陵地,轮胎很旧。
高一物理《圆周运动》六套练习题附答案
高一物理《圆周运动》六套练习题附答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN- 2 -匀速圆周运动练习1.一质点做圆周运动,速度处处不为零,则:①任何时刻质点所受的合力一定不为零,②任何时刻质点的加速度一定不为零,③质点速度的大小一定不断变化,④质点速度的方向一定不断变化其中正确的是( )A .①②③B .①②④C .①③④D .②③④2.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( )①当以速度v 通过此弯路时,火车重力与轨道支持力的合力提供向心力 ②当以速度v 通过此弯路时,火车重力、轨道支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力 ③当速度大于v 时,轮缘挤压外轨 ④当速度小于v 时,轮缘挤压外轨A.①③B.①④C.②③D.②④3.如图所示,在皮带传动装置中,主动轮A 和从动轮B 半径不等,皮带与轮之间无相对滑动,则下列说法中正确的是( )A .两轮的角速度相等B .两轮边缘的线速度大小相等C .两轮边缘的向心加速度大小相等D .两轮转动的周期相同4.用细线拴着一个小球,在光滑水平面上作匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A .小球线速度大小一定时,线越长越容易断B .小球线速度大小一定时,线越短越容易断C .小球角速度一定时,线越长越容易断D .小球角速度一定时,线越短越容易断5.长度为0.5m 的轻质细杆OA ,A 端有一质量为3kg 的小球,以O 点为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,小球通过最高点时的速度为2m/s ,取g=10m/s 2,则此时轻杆OA 将( ) A .受到6.0N 的拉力 B .受到6.0N 的压力 C .受到24N 的拉力 D .受到24N 的压力6.滑块相对静止于转盘的水平面上,随盘一起旋转时所需向心力的来源是( )A .滑块的重力B .盘面对滑块的弹力AB- 3 -C .盘面对滑块的静摩擦力D .以上三个力的合力 7.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A 和B ,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )A.V A >V BB.ωA >ωBC.a A >a BD.压力N A >N B 8.一个电子钟的秒针角速度为( )A .πrad/sB .2πrad/sC .60πrad/s D .30πrad/s9.甲、乙、丙三个物体,甲放在广州,乙放在上海,丙放在北京.当它们随地球一起转动时,则( )A .甲的角速度最大、乙的线速度最小B .丙的角速度最小、甲的线速度最大C .三个物体的角速度、周期和线速度都相等D .三个物体的角速度、周期一样,丙的线速度最小10.如图所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O 点的水平轴自由转动,现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a 、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点。
《圆周运动》练习题 (附解析)
在圆周运动中,最常见和最简单的是匀速圆周运动(因为速度是矢量,所以匀速圆周运动实际上是指匀速率圆周运动)。
一、选择题1.下列有关洗衣机中脱水筒的脱水原理的说法正确的是( )A.水滴受离心力作用而背离圆心方向甩出B.水滴受到向心力,由于惯性沿切线方向甩出C.水滴受到的离心力大于它受到的向心力,而沿切线方向甩出D.水滴与衣服间的附着力小于它所需要的向心力,于是水滴沿切线方向甩出2.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3.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4.在光滑的轨道上,小球滑下经过圆弧部分的最高点A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5.用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,正确的说法是( )A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B.小球在最高点时绳子的拉力有可能为零C.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动,则其在最高点的速率为0D.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球的重力6.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=B.tan θ=C.sin 2θ=D.cot θ=7.长为l的轻杆,一端固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直面内做圆周运动,关于最高点的速度v,下列说法正确的是( )A.v的极小值为B.v由零逐渐增大,向心力也增大C.当v由逐渐增大时,杆对小球的弹力逐渐增大D.当v由逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐增大二、非选择题8.一根长l=0.625 m的细绳,一端拴一质量m=0.4 kg 的小球,使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动,g取10 m/s2,求:(1)小球通过最高点时的最小速度;(2)若小球以速度v=3.0 m/s通过圆周最高点时,绳对小球的拉力多大?若此时绳突然断了,小球将如何运动?参考答案1.D [根据离心运动的特点知,水滴的离心现象是由于水滴与衣服间的附着力小于水滴运动所需要的向心力,即提供的向心力不足,所以水滴沿切线方向甩出,正确选项为D.]2.C [铁道转弯处外轨比内轨略高,从而使支持力的水平方向分力可提供一部分向心力,以减少车轮与铁轨的挤压避免事故发生,C对,A、B、D错.]3.C [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.]4.D [小球在最高点恰好不脱离轨道时,小球受轨道的弹力为零,而重力恰好提供向心力,向心力并不是小球受到的力,而是根据力的作用效果命名的,故D正确,A、B、C均错误.]5.BD [设在最高点小球受的拉力为F1,最低点受到的拉力为F2,当在最高点v1>时,则F1+mg=m,即向心力由拉力F1与mg的合力提供,A错;当v1=时,F1=0,B对;v1=为球经过最高点的最小速度,即小球在最高点的速率不可能为0,C错;在最低点,F2-mg=m,F2=mg+m,所以经最低点时,小球受到绳子的拉力一定大于它的重力,D对.]6.B[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:Nsin θ=m,Ncos θ=mg,解得:tan θ=,故B正确.]7.BCD [由于是轻杆,即使小球在最高点速度为零,小球也不会掉下来,因此v 的极小值是零;v由零逐渐增大,由F=可知,F也增大,B对;当v=时,F==mg,此时杆恰对小球无作用力,向心力只由其自身重力来提供;当v由增大时,则=mg+F′F′=m-mg,杆对球的力为拉力,且逐渐增大;当v由减小时,杆对球为支持力.此时,mg-F′=,F′=mg-,支持力F′逐渐增大,杆对球的拉力、支持力都为弹力,所以C、D也对,故选B、C、D.]8.(1)2.5 m/s(2)1.76 N 平抛运动解析(1)小球通过圆周最高点时,受到的重力G=mg必须全部作为向心力F向,否则重力G中的多余部分将把小球拉进圆内,而不能实现沿竖直圆周运动.所以小球通过圆周最高点的条件应为F向≥mg,当F向=mg时,即小球受到的重力刚好全部作为通过圆周最高点的向心力,绳对小球恰好没有力的作用,此时小球的速度就是通过圆周最高点的最小速度v0,由向心力公式有:mg=m解得:G=mg=mv0== m/s=2.5 m/s.(2)小球通过圆周最高点时,若速度v大于最小速度v0,所需的向心力F向将大于重力G,这时绳对小球要施加拉力F,如图所示,此时有F+mg=m解得:F=m-mg=(0.4×-0.4×10) N=1.76 N若在最高点时绳子突然断了,则提供的向心力mg小于需要的向心力m,小球将沿切线方向飞出做离心运动(实际上是平抛运动).。
物理圆周运动经典习题(含详细答案)
1. 在观看双人花样滑冰表演时,观众有时会看到女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中做水平方向的匀速圆周运动.已知通过目测估计拉住女运动员的男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°,重力加速度为g=10 m/s2,若已知女运动员的体重为35 kg,据此可估算该女运动员()A.受到的拉力约为350 2 N B.受到的拉力约为350 NC.向心加速度约为10 m/s2D.向心加速度约为10 2 m/s2图4-2-111. 解析:本题考查了匀速圆周运动的动力学分析.以女运动员为研究对象,受力分析如图.根据题意有G=mg=350 N;则由图易得女运动员受到的拉力约为350 2 N,A正确;向心加速度约为10 m/s2,C正确.答案:AC2.中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故.¥家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,第八次有辆卡车冲进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案.经公安部门和交通部门协力调查,画出的现场示意图如图4-2-12所示.交警根据图示作出以下判断,你认为正确的是() A.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C.公路在设计上可能内(东)高外(西)低D.公路在设计上可能外(西)高内(东)低图4-2-12 2解析:由题图可知发生事故时,卡车在做圆周运动,从图可以看出卡车冲入民宅时做离心运动,故选项A正确,选项B错误;如果外侧高,卡车所受重力和支持力提供向心力,则卡车不会做离心运动,也不会发生事故,故选项C正确.答案:AC%3. (2010·湖北部分重点中学联考)如图4-2-13所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则()A.该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于2πR gB.该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2πR gC.盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于2mgD.盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于2mg图4-2-133解析:要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则有mg =mv 2R ,解得该盒子做匀速圆周运动的速度v =gR ,该盒子做匀速圆周运动的周期为T =2πR v =2πR g .选项A 错误,B 正确;在最低点时,盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动的向心力,由F -mg =mv 2R ,解得F =2mg ,选项C 、D 错误. 答案:B"4.图示所示, 为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r 1,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r 1r 2nD .从动轮的转速为r 2r 1n4解析:本题考查的知识点是圆周运动.因为主动轮顺时针转动,从动轮通过皮带的摩擦力带动转动,所以从动轮逆时针转动,选项A 错误B 正确;由于通过皮带传动,皮带与轮边缘接触处的速度相等,所以由2πnr 1=2πn 2r 2 n 为频率,2πn 为角速度,得从动轮的转速为n 2=nr 1r 2,选项C 正确D 错误. 答案:BC5.质量为m 的石块从半径为R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变,如图4-2-17所示,那么( )A .因为速率不变,所以石块的加速度为零B .石块下滑过程中受的合外力越来越大,C .石块下滑过程中受的摩擦力大小不变D .石块下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心图4-2-175解析:由于石块做匀速圆周运动,只存在向心加速度,大小不变,方向始终指向球心,D 对,A 错.由F 合=F 向=ma 向知合外力大小不变,B 错,又因石块在运动方向(切线方向)上合力为零,才能保证速率不变,在该方向重力的分力不断减小,所以摩擦力不断减小,C 错.答案:D6.2008年4月28日凌晨,山东境内发生两列列车相撞事故,造成了大量人员伤亡和财产损失.引发事故的主要原因是其中一列列车转弯时超速行驶.如图4-2-18所示,是一种新型高速列车,当它转弯时,车厢会自动倾斜,提供转弯需要的向心力;假设这种新型列车以360 km/h 的速度在水平面内转弯,弯道半径为1.5 km ,则质量为75 kg 的乘客在列车转弯过程中所受到的合外力为( ):A .500 NB .1 000 NC .500 2 ND .0图4-2-186解析:360 km/h =100 m/s ,乘客在列车转弯过程中所受的合外力提供向心力F =mv 2r =75×1002×103 N =500 N.答案:A7.如图4-2-19甲所示,一根细线上端固定在S 点,下端连一小铁球A ,让小铁球在水平面内做匀速圆周运动,此装置构成一圆锥摆(不计空气阻力).下列说法中正确的是( )A .小球做匀速圆周运动时,受到重力、绳子的拉力和向心力作用·B .小球做匀速圆周运动时的角速度一定大于 g l (l 为摆长)C .另有一个圆锥摆,摆长更大一点,两者悬点相同,如图4-2-19乙所示,如果改变两小球的角速度,使两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动,则B 球的角速度大于A 球的角速度D .如果两个小球的质量相等,则在图乙中两条细线受到的拉力相等图4-2-197解析:如下图所示,小铁球做匀速圆周运动时,只受到重力和绳子的拉力,而向心力{是由重力和拉力的合力提供,故A 项错误.根据牛顿第二定律和向心力公式可得:mg tan θ=mlω2sin θ,即ω=g /l cos θ.当小铁球做匀速圆周运动时,θ一定大于零,即cos θ一定小于1,因此,当小铁球做匀速圆周运动时角速度一定大于g /l ,故B 项正确.设点S 到点O 的距离为h ,则mg tan θ=mhω2tan θ,即ω=g /h ,若两圆锥摆的悬点相同,且两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动时,它们的角速度大小一定相等,即C 项错误.如右上图所示,细线受到的拉力大小为F T =mg cos θ,当两个小球的质量相等时,由于θA <θB ,即cos θA >cos θB ,所示A 球受到的拉力小于B 球受到的拉力,进而可以判断两条细线受到的拉力大小不相等,故D 项错误.答案:B8.汽车甲和汽车乙质量相等,以相等速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在乙车的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为Ff 甲和Ff 乙.以下说法正确的是( )A .Ff 甲小于Ff 乙B .Ff 甲等于Ff 乙C .Ff 甲大于Ff 乙D .Ff 甲和Ff 乙大小均与汽车速率无关8解析:本题重点考查的是匀速圆周运动中向心力的知识.根据题中的条件可知,两车在水平面做匀速圆周运动,则地面对车的摩擦力来提供其做圆周运动的向心力,则F 向=f ,又有向心力的表达式F 向=mv 2r ,因为两车的质量相同,两车运行的速率相同,因此轨道半径大的车的向心力小,即摩擦力小,A 正确.!答案:A9. 在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低.如图4-2-20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.汽车的运动可看作是做半径为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. gRh L B. gRh d C. gRL h D. gRdh图4-2-209解析:考查向心力公式.汽车做匀速圆周运动,向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供,且向心力的方向水平,向心力大小F 向=mg tan θ,根据牛顿第二定律:F 向=m v 2R ,tan θ=h d ,解得汽车转弯时的车速v = gRh d ,B 对.{答案:B 10.如图4-2-24所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO ′转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R 和H ,筒内壁A 点的高度为筒高的一半.内壁上有一质量为m 的小物块随圆锥筒一起做匀速转动,则下列说法正确的是( )A .小物块所受合外力指向O 点B .当转动角速度ω=2gH R 时,小物块不受摩擦力作用C .当转动角速度ω> 2gH R 时,小物块受摩擦力沿AO 方向D .当转动角速度ω< 2gH R 时,小物块受摩擦力沿AO 方向{ 图4-2-2410解析:匀速圆周运动物体所受合外力提供向心力,指向物体圆周运动轨迹的圆心,A 项错;当小物块在A 点随圆锥筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,小物块在筒壁A 点时受到重力和支持力的作用,它们的合力提供向心力,设筒转动的角速度为ω,有:mg tan θ=mω2·R 2,由几何关系得:tanθ=H R ,联立以上各式解得ω=2gH R ,B 项正确;当角速度变大时,小物块所需向心力增大,故摩擦力沿AO 方向,其水平方向分力提供部分向心力,C 项正确;当角速度变小时,小物块所需向心力减小,故摩擦力沿OA 方向,抵消部分支持力的水平分力,D 项错.答案:BC11. 如图4-2-25所示,一水平光滑、距地面高为h 、边长为a 的正方形MNPQ 桌面上,用长为L 的不可伸长的轻绳连接质量分别为m A 、m B 的A 、B 两小球,两小球在绳子拉力的作用下,绕绳子上的某点O 以不同的线速度做匀速圆周运动,圆心O 与桌面中心重合,已知m A =0.5 kg ,L =1.2 m ,L AO =0.8 m ,a =2.1 m ,h =1.25 m ,A 球的速度大小v A =0.4 m/s ,重力加速度g 取10 m/s 2,求:(1)绳子上的拉力F 以及B 球的质量m B ;(2)若当绳子与MN 平行时突然断开,则经过 s 两球的水平距离;(与地面撞击后。
圆周运动大全(附答案)
圆周运动练习题1班别姓名学号一.单项选择题1.关于作匀速圆周运动的物体的向心加速度,下列说法正确的是:()A.向心加速度的大小和方向都不变B.向心加速度的大小和方向都不断变化C.向心加速度的大小不变,方向不断变化D.向心加速度的大小不断变化,方向不变2.对于做匀速圆周运动的质点,下列说法正确的是:()A.根据公式a=v2/r,可知其向心加速度a与半径r成反比B.根据公式a=ω2r,可知其向心加速度a与半径r成正比C.根据公式ω=v/r,可知其角速度ω与半径r成反比D.根据公式ω=2πn,可知其角速度ω与转数n成正比3.机械手表的时针、分针、秒针的角速度之比为()A.1:60:360B.1:12:360C.1:12:720D.1:60:72004.甲、乙两个物体分别放在广州和北京,它们随地球一起转动时,下面说法正确的是()A.甲的线速度大,乙的角速度小B.甲的线速度大,乙的角速度大C.甲和乙的线速度相等D.甲和乙的角速度相等5.一个做匀速圆周运动的物体,如果半径不变,而速率增加到原来速率的三倍,其向心力增加了64牛顿,那么物体原来受到的向心力的大小是()A.16NB.12NC.8ND.6N6.同一辆汽车以同样大小的速度先后开上平直的桥和凸形桥,在桥的中央处有()A.车对两种桥面的压力一样大B.车对平直桥面的压力大C.车对凸形桥面的压力大D.无法判断7.火车在水平轨道上转弯时,若转弯处内外轨道一样高,则火车转弯时:()A.对外轨产生向外的挤压作用B.对内轨产生向外的挤压作用C.对外轨产生向内的挤压作用D.对内轨产生向内的挤压作用8.如图所示,用细绳系着一个小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,不计空气阻力,关于小球受力说法正确的是()A.只受重力B.只受拉力C.受重力、拉力和向心力D.受重力和拉力.钟表上时针、分针都在做圆周运动 A .分针角速度是时针的12倍 B .时针转速是分针的1/60 C .若分针长度是时针的1.5倍,则端点线速度是时针的1.5倍 D .分针角速度是时针的60倍10.如图,一物块以1m/s 的初速度沿曲面由A 处下滑,到达较低的B 点时速度恰好也是1m/s ,如果此物块以2m/s 的初速度仍由A 处下滑,则它达到B 点时的速度A .等于2m/sB .小于2m/sC .大于2m/sD .以上三种情况都有可能11.如图所示,一水平平台可绕竖直轴转动,平台上有a 、b 、c 三个物体,其质量之比m a ︰m b ︰m c =2︰1︰1,它们到转轴的距离之比r a ︰r b ︰r c =1︰1︰2,三物块与平台间的动摩擦因数相同,且最大静摩擦力均与其压力成正比,当平台转动的角速度逐渐增大时,物块将会产生滑动,以下判断正确的是 A .a 先滑B .b 先滑C .c 先滑D .a 、c 同时滑12.一个小球在竖直环内至少做N 次圆周运动,当它第(N -2)次经过环的最低点时,速度是7m/s ;第(N -1)次经过环的最低点时,速度是5m/s ,则小球在第N 次经过环的最低点时的速度一定满足 ( ) A .v >1m/s B .v =1m/s C .v <1m/s D .v =3m/s13.甲、乙两球分别以半径R 1、R 2做匀速圆周运动,M 甲=2M 乙,圆半径R 甲=R 乙/3,甲球每分钟转30周,乙球每分钟转20周,则甲、乙两球所需向心力大小之比为 A .2:3 B .3:2 C .3:1 D .3:414.在质量为M 的电动机的飞轮上,固定着一个质量为m 的重物,重物到转轴的距离为r ,如图所示,为了使放在地面上的电动机不会跳起,电动机飞轮的角速度不能超过A .g mr m M +B .g mr m M +C .g mr m M -D .mrMg二.多项选择题15.一质点做圆周运动,速度处处不为零,则 ( ) A.任何时刻质点所受的合力一定不为零 C.质点速度的大小一定不断地变化 B.任何时刻质点的加速度一定不为零D.质点速度地方向一定不断地变化ωm16.如图,小物体m 与圆盘保持相对静止,随盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况是:( )A .受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用B .摩擦力的方向始终指向圆心OC .重力和支持力是一对平衡力D .摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力17.图中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。
高中物理圆周运动基础练习题(含答案)
B.重力和绳拉力的合力
C.重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力
D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
9.如图所示,长为L的悬线固定在O点,在O点正下方 处有一钉子C,把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的( )
A.线速度突然增大为原来的2倍
高中物理圆周运动基础练习题(含答案)
一、单选题
1.如图一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部。(取g=10m/s2)如果汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部,则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大( )
A.360NB.4640N
C.5360ND.5000N
2.自行车大小齿轮的示意图如图所示,大齿轮半径为2r,B点位于大齿轮边缘上,C点在大齿轮上且到轮心的距离为r,小齿轮半径为r,A是其边缘上的一点。在齿轮转动的过程中,下列说法正确的是()
(1)小球通过最高点速度为 时,小球对杆的作用力大小是多少,是压力还是拉力;
(2)小球通过最低点时杆对球的作用力为 ,小球的速度大小是多少。
12.如图所示,长l1=1m、倾角θ=37°的斜直轨道与长 的水平轨道平滑连接。可视为质点的物块从倾斜轨道上端A点由静止释放,从C点水平抛出,抛出点距离水平地面的高度h=0.45m,落地点离C端的水平距离为s=0.3m。已知物块与斜轨道间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取 , , 。求:
根据
可知A、B两点的角速度之比为
故AB错误;
C.B、C两点在同一轮子上,则角速度相等,根据
可知B、C两点的线速度之比为
故C正确;
D.A、C两点的角速度之比为
根据
由于A、C两点的半径相等,则A、C两点的向心加速度之比为
圆周运动练习题
圆周运动练习题1.以下关于圆周运动的说法正确的选项是A.做匀速圆周运动的物体,所受的合外力一定指向圆心B.做匀速圆周运动的物体,其加速度可能不指向圆心C.作圆周运动的物体,其加速度不一定指向圆心D.作圆周运动的物体,所受合外力一定与其速度方向垂直2.关于匀速圆周运动,以下说法正确的选项是A.匀速圆周运动就是匀速运动B.匀速圆周运动是匀加速运动C.匀速圆周运动是一种变加速运动D.匀速圆周运动的物体处于平衡状态3.以下关于离心现象的说法正确的选项是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4.以下关于向心力的说法中,正确的选项是A.做匀速圆周运动的质点会产生一个向心力B.做匀速圆周运动的质点所受各力中包括一个向心力C.做匀速圆周运动的质点所受各力的合力是向心力D.做匀速圆周运动的质点所受的向心力大小是恒定不变的5.关于物体做圆周运动的说法正确的选项是A.匀速圆周运动是匀速运动B.物体在恒力作用下不可能做匀速圆周运动C.向心加速度越大,物体的角速度变化越快D.匀速圆周运动中向心加速度是一恒量6.关于向心力的说法正确的选项是A.向心力不改变做圆周运动物体速度的大小B.做匀速圆周运动的物体受到的向心力即为物体受到的合力C.做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的D.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力7.以下说法正确的选项是A.因为物体做圆周运动,所以才产生向心力B.因为物体有向心力存在,所以才迫使物体不断改变运动速度方向而做圆周运动C.因为向心力的方向与线速度方向垂直,所以向心力对做圆周运动的物体不做功D.向心力是圆周运动物体所受的合外力8.小球m用细线通过光滑水平板上的光滑小孔与砝码M相连,且正在做匀速圆周运动。
【物理】物理生活中的圆周运动题20套(带答案)含解析
【物理】物理生活中的圆周运动题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1.如图所示,在水平桌面上离桌面右边缘3.2m 处放着一质量为0.1kg 的小铁球(可看作质点),铁球与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平向右推力F =1.0N 作用于铁球,作用一段时间后撤去。
铁球继续运动,到达水平桌面边缘A 点飞出,恰好落到竖直圆弧轨道BCD 的B 端沿切线进入圆弧轨道,碰撞过程速度不变,且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点D .已知∠BOC =37°,A 、B 、C 、D 四点在同一竖直平面内,水平桌面离B 端的竖直高度H =0.45m ,圆弧轨道半径R =0.5m ,C 点为圆弧轨道的最低点,求:(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)铁球运动到圆弧轨道最高点D 点时的速度大小v D ;(2)若铁球以v C =5.15m/s 的速度经过圆弧轨道最低点C ,求此时铁球对圆弧轨道的压力大小F C ;(计算结果保留两位有效数字) (3)铁球运动到B 点时的速度大小v B ; (4)水平推力F 作用的时间t 。
【答案】(1)铁球运动到圆弧轨道最高点D 5;(2)若铁球以v C =5.15m/s 的速度经过圆弧轨道最低点C ,求此时铁球对圆弧轨道的压力大小为6.3N ;(3)铁球运动到B 点时的速度大小是5m/s ; (4)水平推力F 作用的时间是0.6s 。
【解析】 【详解】(1)小球恰好通过D 点时,重力提供向心力,由牛顿第二定律可得:2Dmv mg R=可得:D 5m /s v =(2)小球在C 点受到的支持力与重力的合力提供向心力,则:2Cmv F mg R-=代入数据可得:F =6.3N由牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力:F C =F =6.3N(3)小球从A 点到B 点的过程中做平抛运动,根据平抛运动规律有:2y 2gh v = 得:v y =3m/s小球沿切线进入圆弧轨道,则:35m/s 370.6y B v v sin ===︒(4)小球从A 点到B 点的过程中做平抛运动,水平方向的分速度不变,可得:3750.84/A B v v cos m s =︒=⨯=小球在水平面上做加速运动时:1F mg ma μ-=可得:218/a m s =小球做减速运动时:2mg ma μ=可得:222/a m s =-由运动学的公式可知最大速度:1m v a t =;22A m v v a t -= 又:222m m A v v vx t t +=⋅+⋅ 联立可得:0.6t s =2.如图所示,带有14光滑圆弧的小车A 的半径为R ,静止在光滑水平面上.滑块C 置于木板B 的右端,A 、B 、C 的质量均为m ,A 、B 底面厚度相同.现B 、C 以相同的速度向右匀速运动,B 与A 碰后即粘连在一起,C 恰好能沿A 的圆弧轨道滑到与圆心等高处.则:(已知重力加速度为g ) (1)B 、C 一起匀速运动的速度为多少?(2)滑块C 返回到A 的底端时AB 整体和C 的速度为多少?【答案】(1)023v gR =(2)123gRv =253gR v =【解析】本题考查动量守恒与机械能相结合的问题.(1)设B 、C 的初速度为v 0,AB 相碰过程中动量守恒,设碰后AB 总体速度u ,由02mv mu =,解得02v u =C 滑到最高点的过程: 023mv mu mu +='222011123222mv mu mu mgR +⋅=+'⋅ 解得023v gR =(2)C 从底端滑到顶端再从顶端滑到底部的过程中,满足水平方向动量守恒、机械能守恒,有01222mv mu mv mv +=+22220121111222222mv mu mv mv +⋅=+⋅解得:123gRv =,253gR v =3.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/s4.如图所示,一滑板放置在光滑的水平地面上,右侧紧贴竖直墙壁,滑板由圆心为O 、半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道和水平轨道两部分组成,且两轨道在B 点平滑连接,整个系统处于同一竖直平面内.现有一可视为质点的小物块从A 点正上方P 点处由静止释放,落到A 点的瞬间垂直于轨道方向的分速度立即变为零,之后沿圆弧轨道AB 继续下滑,最终小物块恰好滑至轨道末端C 点处.已知滑板的质量是小物块质量的3倍,小物块滑至B 点时对轨道的压力为其重力的3倍,OA 与竖直方向的夹角为θ=60°,小物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.3,重力加速度g 取102/m s ,不考虑空气阻力作用,求:(1)水平轨道BC 的长度L ; (2)P 点到A 点的距离h . 【答案】(1)2.5R (2)23R 【解析】 【分析】(1)物块从A 到B 的过程中滑板静止不动,先根据物块在B 点的受力情况求解B 点的速度;滑块向左滑动时,滑板向左也滑动,根据动量守恒和能量关系列式可求解水平部分的长度;(2)从P 到A 列出能量关系;在A 点沿轨道切向方向和垂直轨道方向分解速度;根据机械能守恒列出从A 到B 的方程;联立求解h . 【详解】(1)在B 点时,由牛顿第二定律:2BB v N mg m R-=,其中N B =3mg ;解得2B v gR =从B 点向C 点滑动的过程中,系统的动量守恒,则(3)B mv m m v =+; 由能量关系可知:2211(3)22B mgL mv m m v μ=-+ 联立解得:L=2.5R ;(2)从P 到A 点,由机械能守恒:mgh=12mv A 2; 在A 点:01sin 60A A v v =,从A 点到B 点:202111(1cos60)22A B mv mgR mv +-= 联立解得h=23R5.如图所示,A 、B 两球质量均为m ,用一长为l 的轻绳相连,A 球中间有孔套在光滑的足够长的水平横杆上,两球处于静止状态.现给B 球水平向右的初速度v 0,经一段时间后B 球第一次到达最高点,此时小球位于水平横杆下方l /2处.(忽略轻绳形变)求:(1)B 球刚开始运动时,绳子对小球B 的拉力大小T ; (2)B 球第一次到达最高点时,A 球的速度大小v 1;(3)从开始到B 球第一次到达最高点的过程中,轻绳对B 球做的功W .【答案】(1)mg+m 20v l (2)2012v gl v -=(3)204mgl mv - 【解析】 【详解】(1)B 球刚开始运动时,A 球静止,所以B 球做圆周运动对B 球:T-mg =m 2v l得:T =mg +m 20v l(2)B 球第一次到达最高点时,A 、B 速度大小、方向均相同,均为v 1以A 、B 系统为研究对象,以水平横杆为零势能参考平面,从开始到B 球第一次到达最高点,根据机械能守恒定律,2220111112222l mv mgl mv mv mg -=+- 得:2012v gl v -=(3)从开始到B 球第一次到达最高点的过程,对B 球应用动能定理 W -mg221011222l mv mv =- 得:W =204mgl mv -6.如图所示为某款弹射游戏示意图,光滑水平台面上固定发射器、竖直光滑圆轨道和粗糙斜面AB ,竖直面BC 和竖直靶板MN .通过轻质拉杆将发射器的弹簧压缩一定距离后释放,滑块从O 点弹出并从E 点进人圆轨道,绕转一周后继续在平直轨道上前进,从A 点沿斜面AB 向上运动,滑块从B 点射向靶板目标(滑块从水平面滑上斜面时不计能量损失).已知滑块质量5m g =,斜面倾角37θ=︒,斜面长25L cm =,滑块与斜面AB 之间的动摩擦因数0.5μ=,竖直面BC 与靶板MN 间距离为d ,B 点离靶板上10环中心点P 的竖直距离20h cm =,忽略空气阻力,滑块可视为质点.已知sin370.6,37cos 0.8︒︒==,取210/g m s =,求:(1)若要使滑块恰好能够到达B 点,则圆轨道允许的最大半径为多大?(2)在另一次弹射中发现滑块恰能水平击中靶板上的P 点,则此次滑块被弹射前弹簧被压缩到最短时的弹性势能为多大? (结果保留三位有效数字)(3)若MN 板可沿水平方向左右移动靠近或远高斜面,以保证滑块从B 点出射后均能水平击中靶板.以B 点为坐标原点,建立水平竖直坐标系(如图) ,则滑块水平击中靶板位置坐标(),x y 应满足什么条件?【答案】(1)0.1R m = (2) 24.0310J p E -=⨯ (3)38y x =,或38y x =,或83x y = 【解析】 【详解】(1)设圆轨道允许的半径最大值为R 在圆轨道最高点:2mv mg R= 要使滑块恰好能到达B 点,即:0B v =从圆轨道最高点至B 点的过程:21sin 2cos 02mgL mgR mgL mv θμθ-+-=-代入数据可得0.1R m =(2)滑块恰能水平击中靶板上的P 点,B 到P 运动的逆过程为平抛运动 从P 到B :2h t g=y gt =v3sin y v v θ=代入数据可得:10m/s 3B v =从弹射至点的过程:21sin cos 02B Ep mgL mgL mv θμθ--=- 代入数据可得:24.0310J Ep -=⨯(3)同理根据平抛规律可知:1tan 372y x =︒ 即38y x = 或38y x = 或83x y =7.过山车是游乐场中常见的设施.下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B 、C 、D 分别是三个圆形轨道的最低点,B 、C 间距与C 、D 间距相等,半径1 2.0m R =、2 1.4m R =.一个质量为 1.0m =kg 的小球(视为质点),从轨道的左侧A 点以012.0m/s v =的初速度沿轨道向右运动,A 、B 间距1 6.0L =m .小球与水平轨道间的动摩擦因数0.2μ=,圆形轨道是光滑的.假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠,如果小球恰能通过第二圆形轨道.如果要使小球不能脱离轨道,试求在第三个圆形轨道的设计中,半径3R 应满足的条件.(重力加速度取210m/s g =,计算结果保留小数点后一位数字.)【答案】300.4R m <≤或 31.027.9m R m ≤≤ 【解析】 【分析】 【详解】设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v 2,由题意222v mg m R =①()22122011222mg L L mgR mv mv μ-+-=- ② 由①②得 12.5L m = ③要保证小球不脱离轨道,可分两种情况进行讨论:I .轨道半径较小时,小球恰能通过第三个圆轨道,设在最高点的速度为v 3,应满足233v mg m R = ④()221330112222mg L L mgR mv mv μ-+-=- ⑤ 由④⑤得30.4R m = ⑥II .轨道半径较大时,小球上升的最大高度为R 3,根据动能定理()213012202mg L L mgR mv μ-+-=- ⑦解得 3 1.0R m = ⑧为了保证圆轨道不重叠,R 3最大值应满足()()2222332R R L R R +=+- ⑨解得:R 3=27.9m ⑩综合I 、II ,要使小球不脱离轨道,则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件300.4R m <≤或 31.027.9m R m ≤≤ ⑾【点睛】本题为力学综合题,要注意正确选取研究过程,运用动能定理解题.动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动.知道小球恰能通过圆形轨道的含义以及要使小球不能脱离轨道的含义.8.光滑水平面上放着质量m A =1kg 的物块A 与质量m B =2kg 的物块B ,A 与B 均可视为质点,A 靠在竖直墙壁上,A 、B 间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A 、B 均不拴接),在A 、B 间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,用手挡住B 不动,此时弹簧弹性势能E P =49J 。
圆周运动练习题
圆周运动练习题圆周运动练习题圆周运动是我们在日常生活中经常会遇到的一种运动形式。
从行星绕太阳的运动到地球绕自转轴的运动,都可以看作是圆周运动。
本文将通过一些练习题来帮助读者更好地理解和应用圆周运动的相关概念和公式。
练习题1:地球自转速度计算地球自转一周的时间为24小时,求地球自转的角速度。
解析:角速度是指单位时间内角度的变化量。
地球自转一周的角度为360度,对应的时间为24小时。
因此,地球自转的角速度为360度/24小时,即15度/小时。
练习题2:行星公转速度计算某行星绕太阳公转一周的时间为365天,求该行星的公转角速度。
解析:与地球自转不同,行星的公转是绕太阳运动。
行星公转一周的角度为360度,对应的时间为365天。
将时间换算为小时,365天乘以24小时,即为8760小时。
因此,该行星的公转角速度为360度/8760小时。
练习题3:舞蹈演员的旋转速度某舞蹈演员在表演中以每分钟2圈的速度旋转,求演员的角速度。
解析:题目中给出的速度单位为每分钟,而角速度的单位通常为每秒。
将每分钟转换为每秒,可以将2圈/分钟转换为2圈/60秒。
由于一圈等于360度,因此该演员的角速度为2圈/60秒乘以360度/圈。
练习题4:转盘上物体的离心加速度一个半径为1.5米的转盘以每秒10转的速度旋转,求转盘上物体的离心加速度。
解析:离心加速度是指物体在圆周运动中由于受到向心力而产生的加速度。
向心力的大小与物体的质量和圆周运动的半径有关。
根据公式,离心加速度等于角速度的平方乘以半径。
题目中给出的角速度为每秒10转,转换为每秒20π弧度。
因此,转盘上物体的离心加速度为(20π)^2乘以1.5米。
练习题5:车辆转弯半径计算一辆车以每小时60公里的速度绕半径为10米的圆道路转弯,求车辆的离心加速度。
解析:离心加速度也可以通过速度和转弯半径来计算。
首先,将车辆的速度转换为米/秒,即60公里/小时乘以1000米/3600秒。
然后,根据公式,离心加速度等于速度的平方除以转弯半径。
高中物理圆周运动同步练习题(含答案)
高中物理圆周运动同步练习题(含答案)未命名一、多选题1.有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是()A.如图a,汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力大于自身重力B.如图b所示是一圆锥摆模型,增大θ,但保持圆锥摆的高度不变,则小球的角速度变大C.如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A位置小球所受筒壁的支持力与在B位置时所受支持力大小相等D.如图d,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨和轮缘间会有挤压作用2.一质量为m的小球,以O为圆心,在竖直面内做半径为R的圆周运动。
图甲是用轻杆连接小球,图乙是用轻绳连接小球,如图所示。
已知重力加速度为g,则下列说法正确的是()3.如图所示,小球在竖直放置的光滑固定圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径很小,则下列说法正确的是()4.如图所示,管壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内,半径为R。
质量为m的小球在管道内做圆周运动,管道内径远小于轨道半径,下列有关说法中正确的是()二、单选题5.如图所示,用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动。
下列说法正确的是()6.如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动,下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是()A.当圆盘匀速转动时,摩擦力f的大小跟物体P到轴O的距离成正比B.圆盘转动时,摩擦力f方向总是指向轴OC.圆盘匀速转动时,小物体受重力、支持力、摩擦力和向心力作用D.当物体P到轴O距离一定时,摩擦力f的大小跟圆盘转动的角速度成正比7.如图所示,轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,以下说法正确的是()8.如图所示,长度为1.0m的轻杆OA,A端固定一个质量5kg的小球,使小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动。
小球通过最低点时的速率是7.0m/s,g取210m/s,则通过圆周运动最高点时,杆对小球的作用力是()A.大小为5N,向下的拉力B.大小为5N,向上的支持力C.大小为45N,向上的支持力D.大小为95N,向下的拉力三、解答题9.如图所示,一个可以视为质点的小球质量为m ,以某一初速度冲上光滑半圆形轨道,轨道半径为0.9m R =,直径BC 与水平面垂直,小球到达最高点C 时对轨道的压力是重力的3倍,重力加速度210m /s g =,忽略空气阻力,求:(1)小球通过C 点的速度大小;(2)小球落地点距B 点的距离。
物理生活中的圆周运动题20套(带答案)
物理生活中的圆周运动题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1.如图所示,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 ==2.如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A 点,自然状态时其右端位于B 点.D 点位于水平桌面最右端,水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ,其形状为半径R =0.45m 的圆环剪去左上角127°的圆弧,MN 为其竖直直径,P 点到桌面的竖直距离为R ,P 点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R .若用质量m 1=0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点,用同种材料、质量为m 2=0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放,物块过B 点后其位移与时间的关系为x =4t ﹣2t 2,物块从D 点飞离桌面后恰好由P 点沿切线落入圆轨道.g =10m/s 2,求:(1)质量为m 2的物块在D 点的速度;(2)判断质量为m 2=0.2kg 的物块能否沿圆轨道到达M 点:(3)质量为m 2=0.2kg 的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功. 【答案】(1)2.25m/s (2)不能沿圆轨道到达M 点 (3)2.7J 【解析】 【详解】(1)设物块由D 点以初速度v D 做平抛运动,落到P 点时其竖直方向分速度为:v y 22100.45gR =⨯⨯m/s =3m/sy Dv v =tan53°43=所以:v D =2.25m/s(2)物块在内轨道做圆周运动,在最高点有临界速度,则mg =m 2v R,解得:v 32gR ==m/s 物块到达P 的速度:22223 2.25P D y v v v =+=+=3.75m/s若物块能沿圆弧轨道到达M 点,其速度为v M ,由D 到M 的机械能守恒定律得:()22222111cos5322M P m v m v m g R =-⋅+︒ 可得:20.3375M v =-,这显然是不可能的,所以物块不能到达M 点(3)由题意知x =4t -2t 2,物块在桌面上过B 点后初速度v B =4m/s ,加速度为:24m/s a =则物块和桌面的摩擦力:22m g m a μ= 可得物块和桌面的摩擦系数: 0.4μ=质量m 1=0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点,由能量守恒可弹簧压缩到C 点具有的弹性势能为:p 10BC E m gx μ-=质量为m 2=0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放,物块过B 点时,由动能定理可得:2p 2212BC B E m gx m v μ-=可得,2m BC x = 在这过程中摩擦力做功:12 1.6J BC W m gx μ=-=-由动能定理,B 到D 的过程中摩擦力做的功:W 2222201122D m v m v =- 代入数据可得:W 2=-1.1J质量为m 2=0.2kg 的物块释放后在桌面上运动的过程中摩擦力做的功12 2.7J W W W =+=-即克服摩擦力做功为2.7 J .3.如图所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上放着A 、B 两个物块,转盘中心O 处固定一力传感器,它们之间用细线连接.已知1kg A B m m ==两组线长均为0.25m L =.细线能承受的最大拉力均为8m F N =.A 与转盘间的动摩擦因数为10.5μ=,B 与转盘间的动摩擦因数为20.1μ=,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两物块和力传感器均视为质点,转盘静止时细线刚好伸直,传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度勾速转动时,传感器上就会显示相应的读数F ,g 取210m/s .求:(1)当AB 间细线的拉力为零时,物块B 能随转盘做匀速转动的最大角速度; (2)随着转盘角速度增加,OA 间细线刚好产生张力时转盘的角速度;(3)试通过计算写出传感器读数F 随转盘角速度ω变化的函数关系式,并在图乙的坐标系中作出2F ω-图象.【答案】(1)12/rad s ω= (2)222/rad s ω= (3)2252/m rad s ω=【解析】对于B ,由B 与转盘表面间最大静摩擦力提供向心力,由向心力公式有:2212B B m g m L μω=代入数据计算得出:12/rad s ω=(2)随着转盘角速度增加,OA 间细线中刚好产生张力时,设AB 间细线产生的张力为T ,有:212A A m g T m L μω-=2222B B T m g m L μω+=代入数据计算得出:222/rad s ω= (3)①当2228/rad s ω≤时,0F =②当2228/rad s ω≥,且AB 细线未拉断时,有:21A A F m g T m L μω+-=222B B T m g m L μω+=8T N ≤所以:2364F ω=-;222228/18/rad s rad s ω≤≤ ③当218ω>时,细线AB 断了,此时A 受到的静摩擦力提供A 所需的向心力,则有:21A A m g m w L μ≥所以:2222218/20/rad s rad s ω<≤时,0F =当22220/rad s ω>时,有21A A F m g m L μω+=8F N ≤所以:2154F ω=-;2222220/52/rad s rad s ω<≤若8m F F N ==时,角速度为:22252/m rad s ω=做出2F ω-的图象如图所示;点睛:此题是水平转盘的圆周运动问题,解决本题的关键正确地确定研究对象,搞清向心力的来源,结合临界条件,通过牛顿第二定律进行求解.4.如图所示,光滑水平面AB 与竖直面内的半圆形导轨在B 点相接,导轨半径为R .一个质量为m 的物体将弹簧压缩至A 点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B 点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C 点.试求:(1)弹簧开始时的弹性势能.(2)物体从B 点运动至C 点克服阻力做的功. (3)物体离开C 点后落回水平面时的速度大小. 【答案】(1)3mgR (2)0.5mgR (3)52mgR 【解析】试题分析:(1)物块到达B 点瞬间,根据向心力公式有:解得:弹簧对物块的弹力做的功等于物块获得的动能,所以有(2)物块恰能到达C 点,重力提供向心力,根据向心力公式有:所以:物块从B运动到C,根据动能定理有:解得:(3)从C点落回水平面,机械能守恒,则:考点:本题考查向心力,动能定理,机械能守恒定律点评:本题学生会分析物块在B点的向心力,能熟练运用动能定理,机械能守恒定律解相关问题.5.如图所示,一质量为m的小球C用轻绳悬挂在O点,小球下方有一质量为2m的平板车B静止在光滑水平地面上,小球的位置比车板略高,一质量为m的物块A以大小为v0的初速度向左滑上平板车,此时A、C间的距离为d,一段时间后,物块A与小球C发生碰撞,碰撞时两者的速度互换,且碰撞时间极短,已知物块与平板车间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,若A碰C之前物块与平板车已达共同速度,求:(1)A、C间的距离d与v0之间满足的关系式;(2)要使碰后小球C能绕O点做完整的圆周运动,轻绳的长度l应满足什么条件?【答案】(1);(2)【解析】(1)A碰C前与平板车速度达到相等,设整个过程A的位移是x,由动量守恒定律得由动能定理得:解得满足的条件是(2)物块A与小球C发生碰撞,碰撞时两者的速度互换,C以速度v开始做完整的圆周运动,由机械能守恒定律得小球经过最高点时,有解得【名师点睛】A 碰C 前与平板车速度达到相等,由动量守恒定律列出等式;A 减速的最大距离为d ,由动能定理列出等式,联立求解。
圆周运动测试题及答案
圆周运动测试题及答案一、选择题1. 一个物体做匀速圆周运动,下列哪些物理量是保持不变的?()A. 线速度B. 角速度C. 向心加速度D. 周期答案:B2. 一个物体在水平面上做匀速圆周运动,向心力的方向指向()A. 圆心B. 圆外C. 切线方向D. 法线方向答案:A3. 以下哪个公式与匀速圆周运动的向心力无关?()A. F = mv^2/rB. F = mω^2rC. F = maD. F = 2mv答案:D二、填空题4. 一个物体做匀速圆周运动时,其向心加速度的大小为________,其中v是线速度,r是半径。
答案:v^2/r5. 如果一个物体的角速度增加,而半径保持不变,那么其线速度会________。
答案:增加三、计算题6. 一个物体在水平面上以2米/秒的速度做匀速圆周运动,半径为5米。
求物体的向心加速度大小。
答案:向心加速度 a = v^2/r = (2 m/s)^2 / 5 m = 0.8 m/s^27. 一个物体绕垂直轴旋转,其角速度为10 rad/s,半径为0.5米。
求物体的线速度。
答案:线速度v = ωr = 10 rad/s * 0.5 m = 5 m/s四、简答题8. 描述一下匀速圆周运动的特点。
答案:匀速圆周运动的特点是物体在圆周轨迹上运动,速度大小保持不变,但方向始终指向圆心,因此存在向心加速度。
向心加速度的方向始终指向圆心,大小与物体的速度、半径成反比。
9. 解释为什么在匀速圆周运动中,物体的速度方向时刻改变。
答案:在匀速圆周运动中,虽然速度的大小保持不变,但由于物体在圆周轨迹上运动,其运动方向不断改变,始终沿着圆的切线方向。
因此,速度的方向时刻在变化,即使大小不变,速度矢量也在变化。
五、实验题10. 设计一个实验来验证匀速圆周运动的向心力公式 F = mv^2/r。
答案:实验设计应包括以下步骤:a. 准备一个可旋转的圆盘和一个可变质量的物体。
b. 将物体固定在细绳的一端,细绳的另一端固定在圆盘的中心。
圆周运动经典练习(有答案详解)
《圆周运动》练习题(一)1.A. 线速度不变2. A 和B A. 球AB. 球AC. 球AD. 球A 3. 演,如图5A. 《B. C. D. 4.A. B. C. D. …5.如图1个质量为应为( )A. 5.2cmB. 5.3cmC. 5.0cmD. 5.4cm6. (M>m A.mLgm M )(-μC.MLgm M )(+μ7. 如图3A. A 、B 【C. 若︒=30θ,则8. A. 木块A B. 木块A C. 木块A 受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向指向圆心D. 木块A 受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相同9. 如图5所示,质量为m :A. B.C. D.10. 一辆质量为4t;11.和60°,则A 、B12.如图所示,a 、b B r OC =(1)B C ωω:13. 转动时求杆OA 和AB!14. 司机开着汽车在一宽阔的马路上匀速行驶突然发现前方有一堵墙,他是刹车好还是转弯好(设转弯时汽车做匀速圆周运动,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。
)18.^(1(2答案—1.解析:匀速圆周运动的角速度和周期是不变的;线速度的大小不变,但方向时刻变化,故匀速圆周运动的线速度是变化的,加速度不为零,答案为B 、D 。
2. 解析:对小球A 、B 受力分析,两球的向心力都来源于重力mg 和支持力N F 的合力,其合成如图4所示,故两球的向心力αcot mg F F B A ==比较线速度时,选用rv m F 2=分析得r 大,v 一定大,A 答案正确。
比较角速度时,选用r m F 2ω=分析得r 大,ω一定小,B 答案正确。
比较周期时,选用r Tm F 2)2(π=分析得r 大,T 一定大,C 答案不正确。
小球A 和B 受到的支持力N F 都等于αsin mg,D 答案不正确。
点评:①“向心力始终指向圆心”可以帮助我们合理处理物体的受力;② 根据问题讨论需要,解题时要合理选择向心力公式。
圆周运动典型基础练习题大全
1.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1 :2,转动半径之比为1 :2,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们所受外力的合力之比为()A. 1 :4B. 2 :3C. 4 :9D. 9 :162.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。
点,有"‘夕'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。
两小厂―-弋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()(,1A. (2m+2M)gB. Mg一2mv2/R \/C. 2m(g+v2/R)+MgD. 2m(v2/R-g)+Mg 13.下列各种运动中,属于匀变速运动的有()A.匀速直线运动B.匀速圆周运动C.平抛运动D.竖直上抛运动4.关于匀速圆周运动的向心力,下列说法正确的是()A.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B.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中一个力或一个力的分力C.对稳定的圆周运动,向心力是一个恒力D.向心力的效果是改变质点的线速度大小5. 一物体在水平面内沿半径R = 20cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v = 0.2m/s ,那么,它的向心加速度为m/s2 ,它的周期为s。
6.在一段半径为R = 15m的圆孤形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的u = 0.70倍,则汽车拐弯时的最大速度是______ m/s7.在如图所示的圆锥摆中,已知绳子长度为L ,绳子转动过程中与竖直一可—方向的夹角为0,试求小球做圆周运动的周期。
:"\8如图所示,质量m = 1 kg的小球用细线拴住,线长l=0.5 m,细线所受拉力达到F =18 N时就会被拉断。
当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时,细线恰好被拉断。
若此时小球距水平地面的高度h = 5 m,重力加速度g =10 m/s2,求小球落小地处到地面上P 点的距离?求落地速度? S点在悬点的正下方)20.如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置,两个质量均为m 的小球A 、B 以不同速率进入管内,A 通过最高点C 时,对管壁上部的压力为3mg, B 通过最高点C 时,对管壁下部的压力为0. 75mg.求A 、B 两球落地点间的距离.21、如图所示,将一质量为m 的摆球用长为L 的细绳吊起,上端固定,使摆球在水平面内 做匀速圆周运动,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆。
圆周运动练习题(打印版)
圆周运动练习题(打印版)一、选择题1. 物体做匀速圆周运动时,下列哪个物理量是恒定不变的?- A. 线速度- B. 角速度- C. 向心加速度- D. 向心力2. 一个物体在水平面上做匀速圆周运动,下列哪个力是不做功的?- A. 重力- B. 支持力- C. 摩擦力- D. 向心力3. 一个物体在竖直平面内做匀速圆周运动,若物体的重力为mg,半径为r,那么物体的向心力大小为:- A. mg- B. 2mg- C. mg/r- D. 2mg/r二、填空题1. 物体做匀速圆周运动时,其向心加速度的大小为__________。
2. 物体做匀速圆周运动时,其角速度与周期的关系为__________。
3. 若物体在圆周运动中,半径为r,线速度为v,则其向心力的大小为__________。
三、计算题1. 一个质量为2kg的物体,以5m/s的线速度在半径为10m的圆周上做匀速圆周运动。
求物体的角速度、周期和向心加速度。
2. 一个物体在竖直平面内做匀速圆周运动,其质量为1.5kg,半径为2m。
若物体在最高点时,支持力为0,求物体的线速度。
四、简答题1. 解释为什么在圆周运动中,向心力总是指向圆心。
2. 描述物体在匀速圆周运动中,向心加速度的方向是如何变化的。
参考答案一、选择题1. B2. D3. C二、填空题1. \( \frac{v^2}{r} \)2. \( \omega = \frac{2\pi}{T} \)3. \( \frac{mv^2}{r} \)三、计算题1. 角速度 \( \omega = \frac{v}{r} = \frac{5}{10} \) rad/s = 0.5 rad/s周期 \( T = \frac{2\pi r}{v} = \frac{2\pi \times 10}{5} \) s = 4\( \pi \) s向心加速度 \( a_c = \frac{v^2}{r} = \frac{25}{10} \) m/s²= 2.5 m/s²2. 由于支持力为0,物体在最高点的向心力由重力提供,所以 \( mg = \frac{mv^2}{r} \)解得 \( v = \sqrt{gr} = \sqrt{9.8 \times 2} \) m/s ≈ 4.43 m/s四、简答题1. 向心力是物体在圆周运动中受到的力,它的作用是使物体保持在圆周路径上。
高一物理《生活中的圆周运动》练习题含答案
高一物理《生活中的圆周运动》练习题含答案一、单选题1.如图所示,质量为m 的小球(可视为质点)用长为l 的轻质细线悬于B 点,使小球在水平面内做匀速圆周运动,轨迹圆圆心为O ,重力加速度为g 。
下列说法正确的是( )A .细线与竖直方向夹角为θtan g lθB .保持轨迹圆的圆心O 到悬点B 的距离不变时,细线越长,小球运动的周期越短C .保持轨迹圆的圆心O 到悬点B 的距离不变时,细线越长,小球运动的周期越长D .保持细线与竖直方向夹角θ不变时,细线越短,小球运动的角速度越大 【答案】D【解析】AD .细线与竖直方向夹角为θ时,有2tan sin mg m l θωθ=⋅解得cos gl ωθ保持细线与竖直方向夹角θ不变时,细线越短,小球运动的角速度越大,故A 错误,D 正确;BC .保持轨迹圆的圆心O 到悬点B 的距离h 不变,改变绳长l ,根据牛顿第二定律得2tan tan mg m h θωθ=解得g hω则周期22h T gπω==可知周期T 与细线长度无关,故BC 错误。
故选D 。
2.如图所示,滚筒洗衣机脱水时,滚筒绕水平转动轴匀速转动,滚筒上有很多漏水孔,附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出,达到脱水的效果,下列说法正确的是( )A .脱水过程中滚筒对衣物的摩擦力始终充当动力B .衣物在最低点B 时脱水效果最好C .衣物在A 、B 两点时的加速度相同D .衣物在A 、B 两点时所受筒壁的力大小相等 【答案】B【解析】A .脱水过程中滚筒对衣物的摩擦力方向与速度平行,不可能充当向心力,故A 错误;B .对衣物上的某一水滴分析,在A 点有21v N mg m R+=在B 点有22v N mg m R-=可知21N N >则衣物在最低点B 时脱水效果最好,故B 正确; C .由于衣物随着滚筒做匀速转动,根据2v a R=可知,衣物在A 、B 两点时的加速度大小相等,方向相反,均指向圆心,故C 错误; D .根据上述分析可知,衣物在A 点所受筒壁的力小于在B 点所受筒壁的力,故D 错误。
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高15级三年级圆周运动练习题
一.选择题(每小题3分,共60分,在每个小题给出的四个选项中,至少有一个是正确的,全部选对得3分,对而不全得1分,不选或有错选得0分)
1.静止在地球上的物体都要随地球一起转动,下列说法正确的是 ( )
A .它们的运动周期都是相同的
B .它们的线速度都是相同的
C .它们的线速度大小都是相同的
D .它们的角速度是不同的
2.质量为m 的飞机,以速率v 在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动,空气对飞机作用力的大小等于 ( )
A .m g 2+v 4R 2
B .m v 2R
C .m v 4R 2-g 2
D .mg
3.一质量为m 的物体,沿半径为R 的向下凹的圆形轨道滑行,如图所示经过最低点时速度为v ,物体与轨道之间的动摩擦因数为μ,则它在最低点时受到的摩擦力为
A .μmg B.μmv 2
R
C .μm (g +v 2R )
D .μm (g -v 2
R )
4.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 2Rg B .tan θ=v 2Rg C .sin 2θ=2v 2Rg D .cot θ=v 2
Rg
5.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2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)( )
A .“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
6.半径为R 如图,顶部有一小物体A ,今给它一个水平初速度v 0=Rg ,则物体将( )
A .沿球面下滑至M 点
B .沿球面下滑至某一点N ,便离开球面做斜下抛运动
C .按半径大于R 的新圆弧轨道做圆周运动
D .立即离开圆球做平抛运动
7.乘坐游乐园的过山车时,质量为m 的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动(如图所
示),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,若没有保险带人一定会掉下去
B .人在最高点时对座位仍可能产生压力,但压力一定小于
mg
C .人在最低点时处于超重状态
D .人在最低点时对座位的压力大于mg
8.汽车甲和汽车乙的质量相等,以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在乙车的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为f 甲和f 乙.以下说法正确的是
A .f 甲小于f 乙
B .f 甲等于f
C .f 甲大于f 乙
D .f 甲和f 乙的大小均与汽车速率无关
9. 两个质量相同的小球,在同一水平面内做匀速圆周运动,悬点相同,如图所示,A
运动的半径比B 的大,则
A .A 受到的向心力比
B 的大
B .B 受到的向心力比A 的大
C .A 的角速度比B 的大
D .B 的角速度比A 的大
10.荡秋千是儿童喜爱的运动,如图所示,当秋千荡到最高点时小孩的加速度方向可能是 ( )
A .1方向
B .2方向
C .3方向
D .4方向
11.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 ( )
①当以速度v 通过此弯路时,火车重力与轨道面对火车的支持力的合力提供向心力 ②当以速度v 通过此弯路时,火车重力、轨道面对火车的支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力③当速度大于v 时,轮缘挤压外轨④当速度小于v 时,轮缘挤压外轨
A .① ③
B .①④
C .②③
D .②④
12.如图,质量为M 的物体穿在离心机的水平光滑滑杆上,M 用绳子与另一质量为m 的物体相连.当离心机以角速度ω旋转时,M 离转轴轴心的距离是r .当ω增大到原来的2倍时,调整M 离转轴的距离,使之达到新的稳定状态
A .M 受到的向心力增大
B .M 的线速度减小到原来的12
C .M 离转轴的距离是r 2
D .M 离转轴的距离是r 4
13.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,b 处比d 处平缓,由于轮胎太旧,
爆胎可能性最大的地段应是( )
A .a 处
B .b 处
C .c 处
D .d 处
14.一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的,圆锥固定,
有质量相同的两个小球A 和B 贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图,
A 的运动半径较大,则( )
A .A 球的角速度必小于
B 球的角速度
B .A 球的线速度必小于B 球的线速度
C .A 球运动的周期必大于B 球运动的周期
D .A 球对筒壁的压力必大于B 球对筒壁的压力
15. 如图所示,A 、B 、C 三个物体放在旋转平台上,动摩擦因数均为μ.已知A 的质量为2m ,B 、C 的质量均为m ,A 、B 离轴距离均为R ,C 距离轴为2R ,则当平台逐渐加速旋转时( )
A .C 物体的向心加速度最大
B .B 物体的摩擦力最小
C .当圆台转速增加时,C 比A 先滑动
D .当圆台转速增加时,B 比A 先滑动
16.如图所示,长为L 的悬线固定在O 点,在O 定正下方处有一钉子C ,把悬线另一端的小球m 拉倒跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的( )
A .线速度突然增大
B .角速度突然增大
C .向心加速度突然增大
D .悬线拉力突然增大
17.有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形大容器,筒壁竖直,游客进入容器后靠筒壁站立.当圆筒开始转动,转速加快到一定程度时,突然地板塌落,游客发现自己没有落下去,这是因为 ( )
A .游客受到的筒壁的弹力垂直于筒壁并提供向心力
B .游客处于失重状态
C .游客受到的摩擦力等于重力
D .游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势
18.如图,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两物体A 和B ,它们与盘间的摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两物体刚好没有发生滑动时,烧断细线,则两物体的运动情况将是( )
A .两物体均沿切线方向滑动
B .两物体均沿半径方向滑动,远离圆心
C .两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会滑动
D .物体A 仍随圆盘做匀速圆周运动,物体B 沿曲线运动,远离圆心
19.飞行员身体承受的压力最大不能超过体重的9倍,那么当他驾机飞行速率为v 0时,在竖直平
面内做圆周运动的最小半径应是
( ) A.v 209g B.v 208g C.v 2010g
D.v 20g 20.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 处时突然停止,则两吊绳所受拉力T A 、T B 的大小关系是 ( )
A .T A >T
B >mg
B .T A <T B <mg
C .T A =T B =mg
D.T a=T B>mg
二、填空题(每空3分,共12分)
21.如图右上图所示,半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动,在其正上方h处沿OB方向水平抛出一小球,要使球与盘只碰一次,且落点为B,则小球的初速度v=________,圆盘转动的角速度ω=________.
22.如果把钟表上的时针、分针、秒针看成匀速转动,那么它们的角速度之比为ω时∶ω
分∶ω
秒
=________;设时针、分针、秒针的长度之比为1∶1.5∶1.8,那么三个指
针尖端的线速度大小之比为v
时∶v
分
∶v
秒
=________.
三、计算题(共28分)
23.(14分)如图所示,一根长为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,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,线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为多少的地
方?
24.(14分)如图12所示,直角架ABC的直角边AB在竖直方向上,B点和C点各系一细绳,两绳共同吊着一质量为1 kg的小球于D点,且BD⊥CD,∠ABD=30°,BD=40 cm.当直角架以AB为轴,以10 rad/s的角速度匀速转动时,绳BD和CD的拉力大小各为多少?(g取10 m/s2)。