高中物理专题训练-圆周运动的动力学专题练习

e圆周运动的动力学专题练习
一、单选题(共23小题,每小题5.0分,共115分)
1.如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离
2.5m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。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为300，g取10m/s2。

则ω的最大值是（）
A ． B． C． D．
2.如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）
A．球A的角速度一定大于球B的角速度
B．球A的线速度大于球B的线速度
C．球A的运动周期一定小于球B的运动周期
D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
3.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．f的方向总是指向圆心
B．圆盘匀速转动时f=0
C．在物体与轴O的距离一定的条件下,f跟圆盘转动的角速度成正比
D．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比
4.如图所示，圆弧形货架摆着四个完全相同的光滑小球，O为圆心。

则对圆弧面的压力最小的是（）
A．a球 B．b球 C．c球 D．d球
5.如图所示，在半径为R的半圆形碗的光滑表面上，一质量为m的小球以转数n转每秒在水平面内作匀速圆周运动，该平面离碗底的距离h为（）
A．R﹣
B．
C．
D．
6.一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替.如图(a)所示，曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径.现将一物体沿与水平面成α角的方向已速度υ0抛出，如图(b)所示.则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（）
A． B． C． D．
7.如图所示，一位飞行员驾驶着一架飞机在竖直面内沿环线做匀速圆周飞行．飞机在环线最顶端完全倒挂的瞬间，飞行员自由的坐在座椅上，对安全带和座椅没有任何力的作用，则下列说法正确的是()
A．飞机在环线最顶端的瞬间，飞行员处于失重状态
B．飞机在环线最底端的瞬间，飞行员处于失重状态
C．飞行在环线最左端的瞬间，飞行员处于平衡状态
D．飞机在环线最底端的瞬间，飞行员处于平衡状态
8.如图所示，质量为m的小环套在竖直平面内半径为R的光滑大圆环轨道上做圆周运动．小环经过大圆环最高点时，下列说法错误的是()
A．小环对大圆环的压力可以等于mg
B．小环对大圆环的拉力可以等于mg
C．小环的线速度大小不可能小于
D．小环的向心加速度可以等于g
9.如图所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服()
A．受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用
B．所需的向心力由重力提供
C．所需的向心力由弹力提供
D．转速越快，弹力越大，摩擦力也越大
10.
如图所示，长为l的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端固定在转轴
O上，杆可在竖直平面内绕轴O无摩擦转动．已知小球通过最低点Q时，速
度大小为v＝，则小球的运动情况为()
A．小球不可能到达圆周轨道的最高点P
B．小球能到达圆周轨道的最高点P，但在P点不受轻杆对它的作用力
C．小球能到达圆周轨道的最高点P，且在P点受到轻杆对它向上的弹力
D．小球能到达圆周轨道的最高点P，且在P点受到轻杆对它向下的弹力
11.如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，然后静止释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是 ()
A．在释放前的瞬间，支架对地面的压力为(m＋M)g
B．在释放前的瞬间，支架对地面的压力为(M－m)g
C．摆球到达最低点时，支架对地面的压力为(m＋M)g
D．摆球到达最低点时，支架对地面的压力为(3m＋M)g
12.如图所示，是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的装置．该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺，带孔的小球穿在光滑细杆与一轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在转动轴上，小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动．当转盘不转动时，指针指在O处，当转盘转动的角速度为ω1时，指针指在A处，当转盘转动的角速度为ω2时，指针指在B处，设弹簧均没有超过弹性限度．则ω1与ω2的比值为(）
A． B． C． D．
13.如图所示，倾角为30°的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为R的半圆竖直挡板，质量为
m的小球从斜面上高为处静止释放，到达水平面时恰能贴着挡板内侧运动．不计小球体积，不计摩擦和机械能损失．则小球沿挡板运动时对挡板的压力是(）
A． 0.5mg B．mg C． 1.5mg D． 2mg
14.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。

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。

如果增大高度h，则下列关于摩托车说法正确的是
A．对侧壁的压力N增大 B．做圆周运动的周期T不变
C．做圆周运动的向心力F增大 D．做圆周运动的线速度增大
15.质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋，如图所示，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则此时空气对飞机的作用力大小为()
A．m B．mg C．m D．m
16.长度不同的两根细绳悬于同一点，另一端各系一个质量相同的小球，使它们在
同一水平面内做圆锥摆运动，如图所示，则有关两个圆锥摆的物理量相同的是
()
A．周期B．线速度的大小 C．向心力 D．绳的拉力
17.如图所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是()
A．受重力和台面的支持力
B．受重力、台面的支持力和向心力
C．受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力
D．受重力、台面的支持力和静摩擦力
18.如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，杆随转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为ω，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角θ是()
A． sinθ＝ B． tanθ＝ C． sinθ＝ D． tanθ＝
19.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，紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝纲管．已知管状模型内壁半径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覆盖在模型内壁上
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，此时仅重力提供向心力
D．管状模型转动的角速度ω最大为
20.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动,圆盘半径为R,甲、乙物体质量分别为M和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.如图所示,若将甲物体放在转轴的位置上,甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直,要使两物体与圆盘不发生相对滑动,则转盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点)()
A．B．C．D．
21.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．不能确定哪根线先断
22.如图所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为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，且角速度为ω，则杆的上端受到小球对其作用力的大小为()
A．mω2R B． C．D．条件不足，不能确定
23.一小球在一倒立的圆锥筒的内壁做匀速圆周运动，其中球与筒内壁的摩擦可忽略，此时小球距离地面的高度为H，球的线速度为v，筒侧壁倾斜角度α不变，则下列说法中正确的是() A．小球做圆周运动的H越高，向心力越大
B．小球做圆周运动的H越高，线速度越大
C．小球做圆周运动的H越高，角速度越大
D．小球对侧壁的压力随高度H变大而减小
二、多选题(共13小题,每小题5.0分,共65分)
24.（多选）如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B时，下列表述正确的有（）
A．N小于滑块重力 B．N大于滑块重力
C．N越大表明h越大 D．N越大表明h越小
25.（多选）如图所示，水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中 ()
A．B对A的支持力越来越大 B．B对A的支持力越来越小
C．B对A的摩擦力越来越小 D．B对A的摩擦力越来越大
26.（多选）如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆）现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下列说法中正确的是()
A．Q受到桌面的支持力变大
B．Q受到桌面的静摩擦力变大
C．小球P运动的角速度变大
D．小球P运动的周期变大
27.(多选)“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来。

如图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是()
A．人和车的速度为 B．人和车的速度为
C．桶面对车的弹力为 D．桶面对车的弹力为
28.(多选)荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动，图为小孩荡秋千运动到最高点的示意图，(不计空气阻力)下列说法正确的是()
A．小孩运动到最高点时，小孩的合力为零
B．小孩从最高点运动到最低点过程中机械能守恒
C．小孩运动到最低点时处于失重状态
D．小孩运动到最低点时，小孩的重力和绳子拉力提供圆周运动的向心力
29.（多选）如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。

小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F－v2图像如乙图所示。

则()
A．小球的质量为
B．当地的重力加速度大小为
C．v2＝c时，小球对杆的弹力方向向上
D．v2＝2b时，小球受到的弹力与重力大小相等
30.（多选）如右图所示，在绕中心轴OO′转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动．在圆筒的角速度逐渐增大的过程中，物体相对圆筒始终未滑动，下列说法中正确的是()
A．物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小一定不变
B．物体所受弹力不变，摩擦力大小减小了
C．物体所受的摩擦力与竖直方向的夹角不为零
D．物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小可能不变
31.（多选）如图所示，质量为m的物体，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑
下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是
()
A．受到的向心力为mg＋m B．受到的摩擦力为μm
C．受到的摩擦力为μD．受到的合力方向斜向左上方
32.(多选) 如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球(可视为质点)A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α＝53°和β＝37°，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，sin37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则()
A．A、B两球所受支持力的大小之比为4∶3
B．A、B两球运动的周期之比为4∶3
C．A、B两球的动能之比为16∶9
D．A、B两球的机械能之比为112∶51
33.（多选）如图所示，绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动(）
A．转速相同时，绳长的容易断
B．周期相同时，绳短的容易断
C．线速度大小相等时，绳短的容易断
D．线速度大小相等时，绳长的容易断
34.（多选）在加拿大城市温哥华举行的第二十一届冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛落下帷幕，中国选手申雪、赵宏博获得冠军．如图所示，如果赵宏博以自己为转动轴拉着申雪做匀速圆周运动．若赵宏博的转速为30r/min，手臂与竖直方向夹角为60°，申雪的质量是50kg ，她触地冰鞋的线速度为4.7m/s，则下列说法正确的是（)
A．申雪做圆周运动的角速度为πrad/s
B．申雪触地冰鞋做圆周运动的半径约为2m
C．赵宏博手臂拉力约是850N
D．赵宏博手臂拉力约是500N
35.（多选）如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别
为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的摩擦因数
相同，转台旋转时，下列说法中正确的是（）
A．若三个物体均未滑动，C物体的向心加速度最大
B．若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大
C．转速增加，A物比B物先滑动
D．转速增加，C物先滑动
36.（多选）如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球.给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ．下列说法中正确的是 ( )
A．小球受重力、绳的拉力和向心力作用
B．小球做圆周运动的半径为L sinθ
C．θ越大，小球运动的速度越大
D．θ越大，小球所受的合力越小
37.小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。

当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d
后落地。

如图所示。

已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d,重力加速度为g。

忽
略手的运动半径和空气阻力。

（1）求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2。

（2）向绳能承受的最大拉力多大？
（3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离为多少？
38.如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到莫一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。

现测得转台半径R=0.5 m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。

设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：
（1）物块做平抛运动的初速度大小v0；
（2）物块与转台间的动摩擦因数。

39.如图所示，在光滑水平面上竖直固定一半径为R的光滑半圆槽轨道，其底端恰与水平面相切．质量为m的小球以大小为v0的初速度经半圆槽轨道最低点B滚上半圆槽，小球恰能通过最高点C后落回到水平面上的A点．(不计空气阻力，重力加速度为g)求：
(1)小球通过B点时对半圆槽的压力大小；
(2)A、B两点间的距离；
(3)小球落到A点时的速度方向．
40.在一根竖直硬质细杆的顶端O用铰链连接两根轻杆，轻杆的下端分别固
定两个金属小球．当发动机带动竖直硬质细杆运动时，两个金属球可在水平
面上做匀速圆周运动，如图所示，设与金属球连接的两轻杆的长度均为l，
两金属球的质量均为m.各杆的质量均可忽略不计．当发动机加速运转时，
轻杆与竖直杆的夹角从30°增加到60°，忽略各处的摩擦和阻力，求这一过
程中速度变为原来的多少倍．
41.有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如右图所示，长为L的钢绳
一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿
过其中心的竖直轴转动．当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转
轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ，不计钢绳的重力，求
转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系．
42.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，使小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，速度方向与桌边缘的夹角为60°，桌面高出地
面0.8 m，求小球飞出后的落地点距桌边缘的水平距离．
43.如图所示，半径为R的光滑圆环上套有一质量为m的小环，当圆环以
角速度ω绕过环心的竖直轴旋转时，求小环稳定后偏离圆环最低点的高度
h.。