2018-2019学年人教版必修25.7生活中的圆周运动作业

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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。

人教版高一物理必修2 第五章5.7生活中的圆周运动巩固练习【答案】

生活中的圆周运动巩固练习一、单项选择题（每小题只有一个正确答案）1.如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是()A. 甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过√gRB. 乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最小C. 丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用D. 丁图中，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，B两位置小球向心加速度相等2.汽车通过圆弧形拱桥顶端，当车的速度大小为10m/s时，车对桥面的压力是车重，则当车对桥面的压力为零时，车的速度大小是()的34A. 15m/sB. 20m/sC. 25m/sD. 35m/s3.如图所示，若火车按规定速率转弯时，内、外轨对车轮皆无侧向压力，则当火车以大于规定速率转弯时()A. 仅内轨对车轮有侧向压力B. 仅外轨对车轮有侧向压力C. 内、外轨对车轮都有侧向压力D. 内、外轨对车轮均无侧向压力4.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.当盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，则两个物体的运动情况是()A. 两物体均沿切线方向滑动B. 两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C. 两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动D. 物体B仍随圆盘一起做匀速率圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远5.如图所示，将内壁光滑半径为R的圆形细管竖直固定放置，一质量为m的小球在管内做圆周运动，小球过最高点时的速度为v，则下列说法正确的是A. v的最小值为v min=√gRB. 若0<v<√gR，当v逐渐增大时，小球m受到内管壁向上的支持力逐渐减小C. 小球通过最低点时可能受到内管壁向下的压力D. 若小球恰好通过最高点，则小球在最低点与最高点受到管的弹力大小之差为5mg6.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C. 重力和向心力D. 重力和弹力7.如图所示，质量不等的A，B两个物块放在水平圆盘上，A到圆盘中心的距离大于B到圆盘中心的距离，两物块与圆盘表面的动摩擦因数相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现逐渐增大圆盘转动的角速度，下面关于哪个物块先滑动的判断正确的是A. 质量大的先滑动B. 一定是A先滑动C. 质量小的先滑动D. 一定是B先滑动8.某同学利用如图实验装置研究摆球的运动情况，摆球由A点由静止释放，经过最低点C到达与A等高的B点，D、E、F是OC连线上的点，OE=DE，DF=FC，OC连线上各点均可钉钉子。

2019-2020学年人教版必修2 5.7生活中的圆周运动第1课时作业

5.7生活中的圆周运动一、选择题1. 下列说法中正确的是A. 物体做离心运动时，将离圆心越来越远B. 物体做离心运动时，其运动轨迹是半径增大的圆C. 做离心运动的物体，一定不受到外力的作用D. 做匀速圆周运动的物体，所受合力大小改变而不做圆周运动时，将做离心运动【答案】A【解析】离心运动指离圆心越来越远的运动，A正确；物体做离心运动时，运动轨迹可能是直线，也可能是曲线，但不是圆，B错误；当物体的合外力突然为零或小于向心力时，物体做离心运动；当合外力大于向心力时，物体做近心运动，C、D错误。

2. 如图所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中正确的是A. 脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的B. 水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大C. 加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好D. 靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好【答案】ACD【解析】A、脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁，故A正确；B、水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，故B错误．C、，增大会使向心力F增大，而水滴依附的附着力不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，增大角速度，会使更多水滴被甩出去，故C正确；D、中心的衣服，R比较小，角速度ω一样，所以向心力小，脱水效果差，故D正确。

点睛：此题要理解匀速圆周运动的向心力的来源、向心力的大小因素、做离心运动的条件。

3. 如图所示，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的倾角为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，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D. 这时铁轨对火车的支持力大于【答案】A【解析】火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是，当火车转弯的速度小于，需要的向心力减小，而重力与支持力的合力不变，所以合力大于了需要的向心力，内轨就要对火车产生一个向外的力来抵消多余的力，所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压．故A正确，B错误；当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小．故C D均错误．故选A．点睛：火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力，当合力恰好等于需要的向心力时，火车对内外轨道都没有力的作用，速度增加，就要对外轨挤压，速度减小就要对内轨挤压．4. 如图所示，甲、乙两名溜冰运动员，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演。

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高中物理学习材料桑水制作第五章曲线运动7 生活中的圆周运动1．下列现象中，属于离心现象的是( )．A．汽车通过圆形拱桥，因速度太快而离开桥面B．汽车在转弯时，因速度太快而滑到路边C．洗衣机脱水筒可以把湿衣服上的水甩去D．公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒答案ABC2．建造在公路上的大桥大多是凸形桥，较少是水平桥，更少有凹形桥，其主要原因是( )．A．为了节省建筑材料，以减少建桥成本B．汽车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压力大，故凹形桥易损坏C．建造凹形桥的技术特别困难D．无法确定解析汽车过凸形桥时处于失重状态，车体对桥的压力小于它的重力，三种桥中凸形桥所受压力最小，不易损坏，B正确．答案 B3．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．答案 C4．当汽车驶向一凸形桥时，为使在通过桥顶时，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 ．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设质量为m 的车以速度v 经过半径为R 的桥顶，则车受到的支持力F N ＝mg －m v 2R ，故车的速度v越大，压力越小．而a ＝v 2R，即F N ＝mg －ma ，向心加速度越大，压力越小，综上所述，选项B 符合题意．答案 B5．铁路转弯处的圆弧半径为R ，内侧和外侧的高度差为h ，L 为两轨间的距离，且L ≫h ，如果列车转弯速率大于RghL，则 ( )．A ．外侧铁轨与轮缘间产生挤压B ．铁轨与轮缘间无挤压C ．内侧铁轨与轮缘间产生挤压D ．内外铁轨与轮缘间均有挤压解析火车以速率RghL转弯时恰好不挤压外轨，也不挤压内轨，当速度增大时，向心力增大，重力和轨道的支持力合力一定，这时需靠挤压外轨来获得外轨的侧压力以弥补向心力的不足，A 对．答案 A6．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5－7－11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5－7－11A ．“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. 答案 B7．如图5－7－12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5－7－12A ．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．答案 BD8．一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱桥后，接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥．设两圆弧半径相等，汽车通过拱桥桥顶时，对桥面的压力F 1为车重的一半，汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时，对桥面的压力为F 2，求F 1与F 2之比．解析汽车过圆弧形桥的最高点(或最低点)时，重力与桥面对汽车的支持力的合力提供向心力．汽车过圆弧形拱桥的最高点时，由牛顿第三定律可知，汽车受桥面对它的支持力与它对桥面的压力大小相等，由牛顿第二定律可得：G －F 1＝m v 2R，同样，汽车过圆弧形凹形桥的最低点时，有：F 2－G ＝m v 2R，由题意可知：F 1＝12G由以上各式可解得：F 2＝32G ，所以F 1∶F 2＝1∶3. 答案 1∶39．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解析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. 答案 D10．火车以某一速度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 ．轨道半径R ＝v 2gB ．若火车速度大于v 时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行于轨道平面向外C ．若火车速度小于v 时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行于轨道平面向内D ．当火车质量改变时，安全速率也将改变解析不挤压内、外轨时，火车受力如图所示，由向心力公式知mg tan θ＝m v 2R ，所以R ＝v 2g tan θ，v＝gR tan θ，可见A 、D 错．当速度大于v 时，向心力增大，mg 和F N 的合力提供向心力不足，挤压外轨，获得外轨的侧压力，方向平行于轨道平面向内，由牛顿第三定律可知，外轨受到侧压力，方向平行于轨道平面向外，B 对；火车速度小于v 时，内轨受到侧压力，方向平行于轨道平面向内，D 错．答案 B11．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：(1)碗在最高点时绳的拉力及水对碗的压力；(2)碗在最低点时绳的拉力及水对碗的压力．(g ＝10 m/s 2)解析 (1)对水和碗：m ＝m 1＋m 2＝0.5 kg ，F T1＋mg ＝mv 21R ，F T1＝mv 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，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．(2)对水和碗：m ＝m 1＋m 2＝0.5 kg ，F T2－mg ＝mv 22R ，F T2＝mv 22R ＋mg ＝105 N ，以水为研究对象，F 2－m 2g ＝m 2v 22R，F 2＝84 N ，水对碗的压力F 2′＝F 1＝84 N ，方向竖直向下．答案 (1)76 N 60.8 N (2)105 N 84 N12．歼击机的“稳定盘旋过载”指的是歼击机做水平盘旋时的加速度，这个参数越大，表明战机近距格斗中能更快的抢占有利攻击阵位，也能更灵活地逃脱敌机或导弹的追击．国产某新型战机的稳定盘旋过载为6g (g 为重力加速度，取g ＝10 m/s 2)，在飞行速度为360 m/s 时，求它水平盘旋的最小半径和机翼与水平面间的夹角的正切值．解析飞机水平盘旋时加速度为6g ，由牛顿第二定律：m ×6g ＝m v 2R故R ＝v 26g ＝360260m ＝2 160 m.飞机盘旋时，其重力和空气对飞机的升力的合力作为向心力，受力情况如图所示，设盘旋时机翼与水平面的夹角为θ，空气对飞机的升力F 垂直于机翼，则F cos θ＝mg ，F sin θ＝ma 所以tan θ＝a g＝6 答案 2 160 m 613．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5－7－13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：图5－7－13(1)A 的速率为1 m/s ；(2)A 的速率为4 m/s.(g ＝10 m/s 2)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. 答案 (1)16 N (2)44 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.。

高一物理人教版必修二第二章7.生活中的圆周运动练习

高一物理人教版必修二第二章7.生活中的圆周运动练习一、单选题1.洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图，则此时（）A．衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用B．筒壁的弹力随筒的转速增大而增大C．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由于摩擦的作用D．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大2. 乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转．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，没有保险带，人就会掉下来B．人在最高点时对座位不可能产生压力C．人在最低点时对座位的压力等于mgD．人在最低点时对座位的压力大于mg3. 如图所示，汽车过拱形桥时的运动可以看做匀速圆周运动，质量为m的汽车以速度v过桥，桥面的圆弧半径为R，重力加速度为g，则汽车通过桥面最高点时对桥面的压力大小为（）A．mg B．C．mg﹣D．mg+4. 如图所示，飞机做特技表演时，常做俯冲拉起运动，此运动在最低点附近可看作是半径为500 m的圆周运动．若飞行员的质量为65 kg，飞机经过最低点时速度为360 km/h，则这时飞行员对座椅的压力为：(取g＝10 m/s2) （）A．650N B．1300N C．1800N D．1950N5. 近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产机车总质量为m，如图已知两轨间宽度为L，内外轨高度差为h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，请问，该弯道处的设计速度最为适宜的是（）A．B．C．D．6. 在半径为R的固定半球形碗内，有一质量为m的物体自碗边向碗底滑动，滑到最低点时速度为v，若物体与碗的动摩擦因数为μ，则物体在最低点受到的摩擦力大小是( )A．B．C．D．7. 如图所示，轻杆长为L.一端固定在水平轴上的O点，另一端系一个小球(可视为质点）小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力加速度．下列说法正确的是A．小球通过最高点时速度不可能小于B．小球通过最高点时所受轻杆的作用力可能为零C．小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大D．小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小8. 两个质量分别为2m和m的小木块a和可视为质点放在水平圆盘上，a与转轴的距离为L，b与转轴的距离为2L，a、b之间用长为L的强度足够大的轻绳相连，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转动，开始时轻绳刚好伸直但无张力，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是A．a比b先达到最大静摩擦力B．a、b所受的摩擦力始终相等C．是b开始滑动的临界角速度D．当时，a所受摩擦力的大小为二、多选题9. 火车在铁轨上转弯可以看成是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损．为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题，你认为理论上可行的措施是（）A．增大弯道半径B．减小弯道半径C．适当增加内外轨道的高度差D．适当减小内外轨道的高度差10. “飞车走壁”杂技表演深受青少年的喜爱，表演者沿着侧壁做匀速圆周运动如图所示．若表演时演员与摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零．摩托车离底面越高（）A．向心力越大B．线速度越大C．周期越大D．对侧壁的压力越大三、解答题11. 如图所示，是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面．若女运动员伸直的身体与竖直方向的夹角为θ，质量为m，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r，忽略女运动员受到的摩擦力，重力加速度为g，求（1）当女运动员对冰面的压力为其重力的1/2时，男运动员的拉力大小及两人转动的周期；（2）当女运动员刚要离开冰面时，男运动员的拉力大小及两人转动的周期．12.现有一根长L＝1 m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m＝0.5kg的小球(可视为质点)，将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力，g取10m/s2，则：(1) 为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？(2) 在小球以速度v1＝4 m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？(3) 在小球以速度v2＝1m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小；若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间．。

2019-2020 人教版必修2 5.7生活中的圆周运动第1课时作业

5.7生活中的圆周运动1.在地球表面上，除了两极，任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动，当同一物体先后位于a和b两地时，下列表述正确的是A. 该物体在a、b两地所受合力都指向地心B. 该物体在a、b两地时角速度一样大C. 该物体在b地时线速度较大D. 该物体在b地时的向心加速度较小【答案】BC【解析】物体a、b绕地轴转动，向心力的方向指向地轴，则合力的方向指向地轴，故A错误；a、b两点的角速度相等，根据v=rω知，b的半径大，则b的线速度大，根据a=rω2知，b的向心加速度大，故BC正确，D错误。

所以BC正确，AD错误。

2.如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动．现在a处给小球一初速度，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，则关于杆对球的作用力的说法正确的是（）A. a处一定为拉力B. b处一定为拉力C. b处一定为支持力D. 在b处杆对球可能没有作用力【答案】AD【解析】A、过最低点a时，小球做圆周运动所需要的向心力竖直向上，指向圆心．根据最低点小球的合力提供向心力，那么小球只有受竖直向下的重力和竖直向上的拉力，故A正确；B、C、D、过最点b时，小球做圆周运动，需要的向心力竖直向下，指向圆心．由于轻杆能对小球可以提供支持力，也可以提供拉力：（1）当在b点时速度时，小球的重力大于其所需的向心力，轻杆对小球有竖直向上的支持力；（2）当在b点时速度时，小球的重力等于其所需的向心力，轻杆对小球的作用力为0；（3）当在b点时速度时，小球的重力不足以提供向心力，轻杆对小球有指向圆心的拉力，故BC错误，D正确。

点睛：轻杆的作用力可以提供支持力，也可以提供拉力，要判断是拉力还是支持力，我们要从小球所需要得向心力入手研究，根据需要的向心力的大小和方向确定杆子的作用力。

3.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B. 如图b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变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度圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等D. 火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用【答案】B【解析】A、汽车过拱桥的最高点，加速度方向向下，处于失重状态，汽车通过拱桥的最高点时对桥的压力小于汽车的重力，故A错误；B、如图b所示是一圆锥摆，小球做圆周运动的向心力由绳拉力和重力的合力提供，故B错误；C、小球靠重力和支持力的合力提供向心力，重力不变，根据平行四边形定则知，支持力相等，故C正确；D、火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对内轮缘会有挤压作用，故D错误。

2018-2019学年高一物理人教版必修2课时作业：(六) 生活中的圆周运动 Word版含解析

课时作业(六)　生活中的圆周运动一、单项选择题1．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．若F 突然变小不足以提供所需向心力，小球将做逐渐远离圆心的离心运动，B、D 错误．若 F突然变大，超过了所需向心力，小球将做逐渐靠近圆心的运动，C 错误．答案：A2．当汽车驶向一凸形桥时，为使在通过桥顶时，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．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v2v2解析：在桥顶时汽车受力 mg－FN＝m R ，得 FN＝mg－m R .由此可知线速度越大，汽车在桥顶受到的支持力越小，即车对桥的压力越小．答案：B 3．火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆周运动，火车速度提高会使外轨受损．为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题，下列措施可行的是( ) A．适当减小内外轨的高度差 B．适当增加内外轨的高度差 C．适当减小弯道半径 D．适当增大内外轨间距解析：火车转弯时，为减小外轨所受压力，可以使外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，如果速度合适内外轨道均不受挤压，重力与轨道支持力的合力来提供向心力，如图所示，v2mgtanα＝m r ，若要提高火车速度同时减小外轨受损，可以适当增加内外轨的高度差，使 α 增大，或适当增大弯道半径，所以 B 项正确，A、C、D 项错误．答案：B 4．如图所示，质量相等的汽车甲和汽车乙，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，汽车甲在汽车乙的外侧．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 乙的大小均与汽车速率无关解析：汽车在水平面内做匀速圆周运动，摩擦力提供做匀速圆周运动的向心力，即 v2Ff＝F 向＝m r ，由于 r 甲>r 乙，则 Ff 甲<Ff 乙，A 正确．答案：A 35．一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4，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为( )A．15 m/s B．20 m/sC．25 m/sD．30 m/s 3v21v2v′2解析：当 FN＝4G 时，因为 G－FN＝m r ，所以 4G＝m r ，当 FN＝0 时，G＝m r ，所以 v′＝2v＝20 m/s.答案：B 6．在高速公路的拐弯处，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．汽车的运动可看做是做半径为 R 的在水平面内的圆周运动．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( )gRh gRhA. L B. d gRL gRdC. h D. hv2gRh解析：由题意知当 mgtanθ＝m R 时其横向摩擦力等于零，所以 v＝ gRtanθ＝ d . 答案：B 7．(2017·青岛高一检测)如图所示，底面半径为 R 的平底漏斗水平放置，质量为 m 的小球置于底面边缘紧靠侧壁，漏斗内表面光滑，侧壁的倾角为 θ，重力加速度为 g.现给小球一垂直于半径向里的某一初速度 v0，使之在漏斗底面内做圆周运动，则( )A．小球一定受到两个力的作用 B．小球可能受到三个力的作用 C．当 v0< gRtanθ时，小球对底面的压力为零 D．当 v0＝ gRtanθ时，小球对侧壁的压力为零v2解析：设小球刚好对底面无压力时的速度为 v，此时小球的向心力 F＝mgtanθ＝m R ，所以 v＝ gRtanθ.故当小球转动速度 v0< gRtanθ时，它受重力、底面的支持力和侧壁的弹力三个力作用；故当小球转动速度 v0＝ gRtanθ时，它只受重力和侧壁的弹力作用．因此选项 B 正确，A、C、D 错误．答案：B二、多项选择题 8．字宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是( ) 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解析：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，而是重力全部用于提供重物做圆周运动所需的向心力，D 正确．答案：CD 9．如图所示，铁路转弯处外轨应略高于内轨，火车必须按规定的速度行驶，则转弯时( )A．火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧 B．弯道半径越大，火车所需向心力越大 C．火车的速度若小于规定速度，火车将做离心运动 D．火车若要提速行驶，弯道的坡度应适当增大解析：火车转弯做匀速圆周运动，合力指向圆心，受力分析如图 v2由向心力公式 F 向＝F 合＝m r ＝mgtanθ.因而，m、v 一定时，r 越大，F 向越小；若 v 小于规定速度，火车将做向心运动，对内轨挤压；当 m、r 一定时，若要增大 v，必须增大 θ；故选 A、D.答案：AD10．(2017·连云港高一检测)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，其内外轨高度差 h 的设计不仅与 r 有关，还与火车在弯道上的行驶速率 v 有关．下列说法正确的是( ) A．v 一定时，r 越小则要求 h 越大 B．v 一定时，r 越大则要求 h 越大 C．r 一定时，v 越小则要求 h 越大 D．r 一定时，v 越大则要求 h 越大 v2解析：设轨道平面与水平方向的夹角为 θ，路面的宽度为 L，由 mgtanθ＝m r ，得 tanθ＝v2hh v2gr；又因为 tanθ≈sinθ＝L，所以L＝gr.可见 v 一定时，r 越大，h 越小，故 A 正确、B 错误；当 r 一定时，v 越大，h 越大，故 C 错误、D 正确．答案：AD三、非选择题11．一同学骑自行车在水平公路上以 5m/s 的恒定速率转弯，已知人和车的总质量m＝80 kg，转弯的路径近似看成一段圆弧，圆弧半径 R＝20 m.(1)求人和车作为一个整体转弯时需要的向心力． (2)若车胎和路面间的动摩擦因数 μ＝0.5，为安全转弯，车速不能超过多少？(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取 10 m/s2) v2解析：(1)由向心力公式 Fn＝m R 可知v252Fn＝m R ＝80×20 N＝100 N (2)为安全转弯，向心力不应大于滑动摩擦力 Ffvm2则：m R ＝μmg，可得：vm＝10 m/s故车速不能超过 10 m/s. 答案：(1)100 N　(2)10 m/s12．在汽车越野赛中，一个土堆可视作半径 R＝10 m 的圆弧，左侧连接水平路面，右侧与一坡度为 37°斜坡连接．某车手驾车从左侧驶上土堆，经过土堆顶部时恰能离开，赛车飞行一段时间后恰沿与斜坡相同的方向进入斜坡，沿斜坡向下行驶．研究时将汽车视为质点，不计空气阻力．求：(g 取 10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (1)汽车经过土堆顶部的速度大小． (2)汽车落到斜坡上的位置与土堆顶部的水平距离．解析：(1)赛车在土堆顶部做圆周运动，且恰能离开，重力提供向心力，由牛顿第二定律v2mg＝m R 得 v＝ gR＝10 m/s (2)赛车离开土堆顶部后做平抛运动，落到斜坡上时速度与水平方向夹角为 37°，则有 vy gt tan37°＝vx＝ v vtan37°得 t＝ g ＝0.75 s 则落到斜坡上距离坡顶的水平距离 x＝vt＝7.5 m. 答案：(1)10 m/s　(2)7.5 m。

2018-2019学年高一物理人教版必修2课时作业：(三) 圆周运动 Word版含解析

的圆周跑道匀速跑步，乙各自跑了一圈ω2，v1<v2一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动两点()乙两物体分别做匀速圆周运动1：5 3：2乙两物体的角速度之比是2：15乙两物体的角速度之比是10：3乙两物体的周期之比是2：15乙两物体的周期之比是10：3甲甲v乙r乙＝；2πT，所以，选项CC一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为点以初速度v0水平抛出的水平轴匀速转动．要使飞镖恰好击中连接质点和圆心的半径转过的角度都相等，质点由A到B，再经线速度大小不变，根据线速度的定义，Δs＝v·T/4，所以相等时间内通过的路程大小相等，方向并不相同，平均速度不同，相同，Δθ＝ω·Δt一个圆环绕中心线AB以一定的角速度转动3：13：1同一圆周上各点的周期和角速度都是相同的，选项P、QP：v3：1一个匀速转动的半径为r的水平圆盘上放着两个木块N放在离圆心13r的地方动．比较两木块的线速度和角速度，下列说法正确的是11．A、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A：s2：3A：φ3：2)．它们的半径之比A；r2：3．它们的半径之比A：r B4：9．它们的周期之比T A：T2：3A：f2：3两个质点，在相同的时间内通过的路程之比为2：3：3，所以v A：v B＝2：3；又相同的时间内转过的角度之A ：φ：2，根据ω＝ΔφΔt得ωA：ω：2v＝ωr：r B＝v Av B＝23×4：9，A选项错误，选项正确．根据：T B＝ωB：ωA＝2：3，选项正确．又，所以A：f B：T＝3：2D选项错．答案：BC三、非选择题已知大轮A的半径是小轮接触点无打滑现象(1)31。

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。

高一下学期物理人教版必修二第五章第七节生活中的圆周运动练习(带答案)

生活中的圆周运动练习一、单选题1.关于如图a、图b、图c、图d所示的四种圆周运动模型，下列说法不正确的是()A. 图a圆形桥半径R，若最高点车速为√gR时，车对桥面的压力为零，车将做平抛运动B. 图b中，在固定圆锥筒(内壁光滑)内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力C. 图c中，仅在重力和轻绳拉力作用下，绕另一固定端0在竖直面内做圆周运动的小球，最容易拉断轻绳的位置一定是最低点D. 图d中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道时，外轨对火车有侧压力，火车易脱轨做离心运动2.如图，一硬币(可视为质点)置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO′的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度大小为g。

若硬币与圆盘一起绕OO′轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为()A. 12√μgrB. √μgrC. √2μgrD. 2√μgr3.杂技演员表演“水流星”，在长为0.9m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m=0.5kg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，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为3m/s，则下列说法正确的是(g=10m/s2)()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5N4.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v0，使小球在竖直平面内做圆周运动。

关于小球的运动下列说法正确的是( )A. 小球过最高点时的最小速度为零B. 小球开始运动时绳对小球的拉力为m v02LC. 小球过最高点时速度大小一定为√gLD. 小球运动到与圆心等高处时向心力由细绳的拉力提供5.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，木块与圆盘间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.若圆盘由静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，则下列说法正确的是()A. a可能比b先开始滑动B. a、b所受的摩擦力始终相等C. ω=√kg2l是b开始滑动的临界角速度D. 当ω=√2kg3l时，a所受的摩擦力大小为kmg6.如图，一辆装满货物的汽车在丘陵地匀速行驶，由于轮胎太旧，途中放了炮，你认为在图中A、B、C、D四处，放炮的可能性最大处是()A. A处B. B处C. C处D. D处7.如图所示，相同材料制成的A、B两轮水平放置，它们靠轮边缘间的摩擦转动，两轮半径R A=2R B，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘放置的小木块P恰能与轮保持相对静止。

人教版2018高一物理必修二第五章5.7：生活中的圆周运动课时作业(含答案)

人教版2018高一物理必修二第五章5.7：生活中的圆周运动课时作业（含答案）点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法不正确的是()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 做近心运动答案：B解析：由F＝m v2R知，拉力变小，F提供的向心力不足，R变大，小球做离心运动；反之，F变大，小球做近心运动。

3．(昆明一中2019～2019学年高一下学期期中)如图，是用模拟实验来研究汽车通过拱形桥的最高点时对桥面的压力。

在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。

把这套系统放在电子秤上做实验，关于实验中电子秤的示数下列说法正确的是()A．玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些B．玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大一些C．玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态D．玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小答案：D4．中央电视台《今日说法》栏目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，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，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(东北)高外(西南)低D．公路在设计上可能外(西南)高内(东北)低答案：AC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。

2018-2019学年人教版必修二5.7生活中的圆周运动课时作业

人教版高中物理必修2 5.7生活中的圆周运动作业(1)

5.7 生活中的圆周运动作业❶如图所示是我们生活中常见的曲线运动，对其描述正确的是( )A．图甲表示一个圆锥摆．小球在水平面内做匀速圆周运动，由重力的分力提供向心力B．图乙表示一个拱形桥．若有一车以一定速度安全通过桥，在桥顶时，桥受到车的压力一定小于车的重力C．图丙表示一列拐弯的火车．火车拐弯时速度越小，则铁路路基磨损就越小D．图丁表示一汽车在平坦公路上拐弯．汽车由路面支持力和重力的合力提供向心力❷在光滑水平面上，用细线拉着小球做匀速圆周运动(图为俯视图)．若小球运动到P点时，细线突然断裂，则( )A．小球将沿轨迹a运动B．小球将沿轨迹b运动C．小球将沿轨迹c运动D．小球继续做匀速圆周运动❸下列现象中，与离心运动无关的是( )A．汽车转弯时速度过大，乘客感觉往外甩B．公共汽车急刹车时，乘客身体向前倾C．洗衣机的脱水桶旋转，将衣服上的水甩掉D．运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球❹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；当汽车以同一速率匀速率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.下列判断正确的是( )A．L1＝L2B．L1>L2C．L1<L2D．前三种情况均有可能❺近年我国高速铁路发展迅速．现已知某新型国产机车总质量为m，如图所示，已知两轨间宽度为L，内、外轨高度差为h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，则该弯道处的设计速度最为适宜的是( )A.gRhL2－h2B.gRhL2－R2C.gR L 2－h 2h D. gRh L❻ (多选) 如图所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水．下列说法中正确的是( )A ．脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的B ．水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故C ．加快脱水桶转动的角速度，脱水效果会更好D ．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好 ❼ 一汽车通过拱形桥顶点时的速度为10 m/s ，车对桥顶的压力为车重的34.要使汽车在桥顶时对桥面没有压力，车速至少为( )A ．15 m/sB ．20 m/sC ．25 m/sD ．30 m/s❽ (多选)乘坐游乐园的翻滚过山车(如图所示)时，质量为m 的人随车在竖直平面内旋转．下列说法正确的是(重力加速度为g )( )A ．人在最高点时处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下B ．人在最高点时对座位仍可能产生压力C ．人在最低点时对座位的压力等于mgD ．人在最低点时对座位的压力大于mg❾铁路转弯处的圆弧半径为R ，内轨和外轨的高度差为h ，L 为两轨道间的距离，且L ≫h .如果列车转弯速率大于RghL，则(重力加速度为g )( )A ．外侧铁轨与轮缘间产生挤压B ．铁轨与轮缘间无挤压C ．内侧铁轨与轮缘间产生挤压D ．内、外侧铁轨与轮缘间均有挤压10.半径为R 的光滑半圆球固定在水平面上，如图所示．球面顶部有一小物体甲，今给它一个水平初速度v 0＝gR ，物体甲将(重力加速度为g )( )A ．沿球面下滑至M 点B ．先沿球面下滑至某点N ，然后便离开球面做斜下抛运动C ．按半径大于R 的新的圆弧轨道做圆周运动D ．立即离开半圆球做平抛运动11.在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108 km/h.汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的35.如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，其弯道的最小半径是多少？(g 取10 m/s 2)12、某同学用长0.8 m 的细绳一端系住一个碗，碗内盛水，碗和水的总质量为0.5 kg.该同学抓住细绳另一端甩动细绳，使碗和水在竖直面内旋转．(g 取10 m/s 2)(1)为了不让水从碗内洒出，碗到最高点时的速度至少是多少？(2)由于绳子能够承受的最大拉力为15 N ，碗到最低点的速度最大不能超过多少？13.医学上常用离心分离机加速血液的沉淀，其“下沉”的加速度可表示为a ＝⎝⎛⎭⎪⎫1－ρ0ρr ω2，而用普通方法靠“重力沉淀”产生的加速度为a ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－ρ0ρg ，式子中ρ0、ρ分别为液体密度和液体中固体颗粒的密度，r 表示试管中心到转轴的距离，ω为离心机转动的角速度．由以上信息回答：(1)当满足什么条件时，“离心沉淀”比“重力沉淀”快？ (2)若r ＝0.2 m ，离心机转速n ＝3000 r/min ，求a ∶a ′.(π2≈10，g 取10 m/s 2)答案：1．B [解析] 小球做匀速圆周运动，由重力和拉力的合力提供向心力，选项A 错误；车以一定速度安全通过拱形桥，在桥顶时，向心力方向向下，桥受到车的压力一定小于车的重力，选项B 正确；火车拐弯时速度越接近v ＝gr tan θ，铁路路基磨损就越小，选项C 错误；汽车在平坦公路上拐弯，由路面支持力、静摩擦力和重力的合力提供向心力，选项D 错误．2．A [解析] 用细线拉着小球在光滑的水平面上运动，如果细线突然断了，在水平方向上小球将不受力的作用，所以将保持细线断时的速度做匀速直线运动，A 正确．3．B [解析] 汽车在转弯时，由于汽车的速度快，乘客需要的向心力大，乘客感觉往外甩，这是离心现象；公共汽车急刹车时，乘客向前倾倒，这是由于惯性的作用，不是离心现象；脱水桶高速转动时，水需要的向心力大于水和衣服之间的附着力，水做离心运动而被甩掉，属于离心现象；链球原做的是圆周运动，当松手之后，由于失去了向心力，故链球做离心运动，所以投掷链球属于离心现象．4．B [解析] 当汽车驶过桥顶时，小球有向下的向心加速度，处于失重状态，弹簧的弹力变小，弹簧长度变短，B 正确．5．A [解析] 当机车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对内、外轨的挤压．由牛顿第二定律得 F ＝mg tan θ＝m v 2R ，解得v ＝gR tan θ，根据三角形知识可知tan θ＝h L 2－h 2，所以v ＝gRhL 2－h 2，A 正确． 6．ACD [解析] 脱水时衣物做圆周运动，故衣物应紧贴桶壁，由桶壁的弹力提供向心力，选项A 正确；对于水，向心力为mω2r ，水会从桶中甩出是因为衣物提供的向心力不足的缘故，且转动的角速度越大或半径r 越大，脱水效果就越好，选项C 、D 正确．7．B [解析] 当F N ′＝F N ＝34G 时，有G －F N ′＝m v 2r ，即14G ＝m v 2r ；当F N ′＝0时，有G ＝m v ′2r，所以v ′＝2v ＝20 m/s ，B 正确．8．BD [解析] 人在最高点时，有F ＋mg ＝m v 2r ，若v ＝gr ，则作用力F ＝0，若v >gr ，则座位对人有支持力，即使没有保险带，人也不会掉下，若v <gr ，则保险带对人有拉力，故A 错误，B 正确；人在最低点时，有F －mg ＝m v 2r，可知F ＞mg ，故C 错误，D 正确．9．A [解析] 当v ＝RghL时，铁轨与轮缘间无挤压；当v > RghL时，火车需要更大的向心力，所以挤压外轨，A 正确．10．D [解析] 在最高点时，对物体受力分析，根据圆周运动的特点列式得mg －F N ＝m v 20R，解得F N ＝0，因此物体在最高点只受重力作用，故物体将离开半圆球做平抛运动，D 正确．11.150 m[解析] 汽车在水平弯道上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力由车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有f max ＝0.6mg ＝m v 2r min，由速度v ＝108 km/h ＝30 m/s 得，弯道半径r min ＝150 m.12．(1)2.83 m/s (2)4 m/s[解析] (1)碗在最高点时，对碗里的水受力分析，由牛顿第二定律得m 1g ＋F N ＝m 1v 2R ，要使水不洒出，则F N ≥0，故碗到最高点时的速度至少为v ＝gR ＝2.83 m/s.(2)碗在最低点时，对碗和水整体受力分析，由牛顿第二定律得T －mg ＝m v 21R，解得v 1＝4 m/s.13．(1)ω>gr(2)2000 [解析] (1)比较两个加速度a 和a ′可知，只要rω2>g ，即ω>gr，“离心沉淀”就比“重力沉淀”快.(2)ω＝2πn ＝2π×300060 rad/s ＝100π rad/s故a a ′＝ω2r g ＝2000.。

人教版必修2 5.7 生活中的圆周运动作业

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课时提升作业六生活中的圆周运动(40分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分)1.在水平面上转弯的自行车,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、摩擦力的合力【解析】选B。

在水平面上转弯的自行车,摩擦力提供其转弯所需的向心力,而车轮没有相对路面打滑,故该摩擦力是静摩擦力。

2. (多选)铁道转弯处内、外铁轨间设计有高度差,可以使火车顺利转弯,下列说法中正确的是( )A.主要是为了减少车轮与铁轨间的摩擦B.主要是为了减少轮缘与铁轨间的挤压C.内轨应略高于外轨D.重力和支持力的合力为火车转弯提供了向心力【解析】选B、D。

铁道转弯处,轨道设计成外轨高于内轨,目的是让重力和弹力的合力提供向心力,不用轨道对车轮产生侧向挤压力,以保护内轨和外轨。

故A、C错,B、D对。

3.(多选)(2017·南昌高一检测)“南昌之星”摩天轮位于江西省南昌市红谷滩新区红角洲赣江边上的赣江市民公园,是南昌市标志性建筑。

该摩天轮总高度为160米,转盘直径为153米,比位于英国泰晤士河边的135米高的“伦敦之眼”摩天轮还要高。

游人乘坐时,转轮始终不停地匀速转动。

下列说法中正确的是( )A.每时每刻每个人受到的合力都不等于零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.乘客在乘坐过程中有失重和超重的感觉【解析】选A、D。

匀速圆周运动不是匀速运动,而是非匀变速运动,物体所受的合力提供向心力,每时每刻指向圆心,其大小恒定,故选项A正确,B错误。

人在乘坐过程中,人对座位的压力在最低点时最大,F max=mg+m,处于超重状态;在最高点时最小,F min=mg-m,处于失重状态,选项C错误,D正确。

4.质量为m的小球固定在杆的一端,在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动。

人教版必修2 5.7生活中的圆周运动第1课时作业

5.7．生活中的圆周运动1．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，当提供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，只要提供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，当提供向心力的合外力突然消失或变小时将做离心运动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，只有当提供的向心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．]2.(多选)火车在铁轨上转弯可以看作是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损．为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题，你认为理论上可行的措施是( )A．减小弯道半径B．增大弯道半径C．适当减小内外轨道的高度差D．适当增加内外轨道的高度差BD[当火车速度增大时，可适当增大转弯半径或适当增大轨道倾角，以减小外轨所受压力．]3.(多选)“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．如图所示为处于完全失重状态下的水珠，下列说法正确的是( )A．水珠仍受重力的作用B．水珠受力平衡C．水珠所受重力等于所需的向心力D．水珠不受重力的作用AC[做匀速圆周运动的空间站中的物体，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．]4.城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥．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v1，若小汽车在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 v21 RD．小汽车到达桥顶时的速度必须大于gRA[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 v21R，解得F N＝mg－mv21R＜mg，故其处于失重状态，A正确，B错误；F N＝mg－m v21R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 v21R，F N≥0解得v1≤gR，D错误．]5．关于离心运动，下列说法不正确的是( )A．做匀速圆周运动的物体，向心力的数值发生变化可能将做离心运动B．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时将做近心运动C．物体不受外力，可能做匀速圆周运动D．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的力消失或变小将做离心运动C[当合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体要做离心运动，所以向心力的数值发生变化也可能做向心运动或离心运动，故A、B正确；物体不受外力时，将处于平衡状态，处于匀速或静止状态，不可能做匀速圆周运动，故C错误；做匀速圆周运动的物体，在外界提供的力消失或变小时物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动，故D正确．]6.如图所示，质量相等的汽车甲和汽车乙，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，汽车甲在汽车乙的外侧，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乙C．f甲大于f乙D．f甲和f乙的大小均与汽车速率无关A[汽车在水平面内做匀速圆周运动，摩擦力提供做匀速圆周运动的向心力，即f＝F向＝m v2r，由于r甲＞r乙，则f甲＜f乙，选项A正确．]7．(多选)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，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关．下列说法正确的是( )A．v一定时，r越小则要求h越大B．v一定时，r越大则要求h越大C．r一定时，v越小则要求h越大D．r一定时，v越大则要求h越大AD[设轨道平面与水平方向的夹角为θ，由mg tan θ＝m v2r，得tan θ＝v2gr，又因为tan θ≈sin θ＝hl ，所以hl＝v2gr.可见v一定时，r越大，h越小，故A正确，B错误；当r一定时，v越大，h越大，故C错误，D正确．]8.俗话说，养兵千日，用兵一时．近年来我国军队进行了多种形式的军事演习．如图所示，在某次军事演习中，一辆战车以恒定的速度在起伏不平的路面上行进，则战车对路面的压力最大和最小的位置分别是( )A．A点，B点B．B点，C点C．B点，A点D．D点，C点C[战车在B点时由F N－mg＝m v2R知F N＝mg＋mv2R，则F N>mg，故对路面的压力最大，在C和A点时由mg－F N＝m v2R知F N＝mg－mv2R，则F N<mg且R C>R A，故F N C>F N A，故在A点对路面压力最小，故选C.]9．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，当汽车以某一速度在水平地面上匀速行驶时弹簧长度为L1；当汽车以同一速度匀速通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时，弹簧长度为L2，下列答案中正确的是( )A．L1＞L2B．L1＝L2C．L1＜L2D．前三种情况均有可能A[当汽车在水平面上做匀速直线运动时，设弹簧原长为L0，劲度系数为k，根据平衡得：mg＝k(L1－L0)，解得L1＝mgk＋L0①；当汽车以同一速度匀速通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时，由牛顿第二定律得mg－k(L2－L0)＝m v2R，解得L2＝mgk＋L0－mv2kR②，①②两式比较可得L1＞L2，A正确．]10.如图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．对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是( )A．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B[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，选项A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，选项B正确；摩托车将沿曲线做离心运动，选项C、D错误．]11．下列事例利用了离心现象的是( )A．自行车赛道倾斜B．汽车减速转弯C．汽车上坡前加速D．拖把利用旋转脱水D[自行车赛道倾斜，就是应用了支持力与重力的合力提供向心力，防止产生离心运动，故A错误；因为F n＝m v2r，所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，故B错误；汽车上坡前加速，与离心运动无关，故C错误；拖把利用旋转脱水，就是利用离心运动，故D正确．]12.有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m．(g取10 m/s2)(1)试计算铁轨受到的侧压力大小；(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值．思路点拨：①(1)问中，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力．②(2)问中，重力和铁轨对火车的支持力的合力提供火车转弯的向心力．[解析](1)v＝72 km/h＝20 m/s，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力，所以有：F N＝m v2r＝105×202400N＝1×105 N由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于1×105 N.(2)火车过弯道，重力和铁轨对火车的支持力的合力正好提供向心力，如图所示，则mg tan θ＝m v2 r由此可得tan θ＝v2rg＝0.1.[答案](1)105 N (2)0.1。

人教版高中物理(必修2)课时作业：第五章第7节生活中的圆周运动(附答案)

第七节生活中的圆周运动1．火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有____________，需要__________．如果转弯时内外轨一样高，则由____________________提供向心力，这样，铁轨和车轮易受损．如果转弯处外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力不再是竖直向上的，而是________________，它与重力的合力指向________，为火车提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压．适当设计内外轨的高度差，使火车以规定的速度行驶时，转弯需要的向心力几乎完全由________________________提供．2．当汽车以相同的速率分别行驶在凸形桥的最高点和凹形桥的最低点时，汽车对桥的压率不能超过________．当汽车以v ≥gr 的速率行驶时，将做__________，不再落到桥面上．3．(1)航天器中的物体做圆周运动需要的向心力由__________提供． (2)当航天器的速度____________时，航天器所受的支持力F N ＝0，此时航天器及其内部的物体处于__________状态．4．(1)离心现象：如果一个正在做匀速圆周运动的物体在运动过程中向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力时，物体就会沿切线方向飞出或________圆心运动，这就是离心现象．离心现象并非受“离心力”作用的运动．(2)做圆周运动的物体所受的合外力F 合指向圆心，且F 合＝m v 2r，物体做稳定的________________；所受的合外力F 合突然增大，即F 合>m v 2/r 时，物体就会向内侧移动，做________运动；所受的合外力F 合突然减小，即F 合<mv 2/r 时，物体就会向外侧移动，做________运动，所受的合外力F 合＝0时，物体做离心运动，沿切线方向飞出．【概念规律练】知识点一火车转弯问题1．在某转弯处，规定火车行驶的速率为v0，则下列说法中正确的是()A．当火车以速率v0行驶时，火车的重力与支持力的合力方向一定沿水平方向B．当火车的速率v>v0时，火车对外轨有向外的侧向压力C．当火车的速率v>v0时，火车对内轨有向内的挤压力D．当火车的速率v<v0时，火车对内轨有向内侧的压力2．修铁路时，两轨间距是1435mm，某处铁路转弯的半径是300m，若规定火车通过这里的速度是72km/h.请你运用学过的知识计算一下，要想使内外轨均不受轮缘的挤压，内外轨的高度差应是多大？知识点二汽车过桥问题3．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4．如图1所示，图1质量m＝2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20m．如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N，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10m/s2)知识点三圆周运动中的超重、失重现象5．在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象()①小孩荡秋千经过最低点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．①④D．③④知识点四离心运动6．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后，物体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后，物体将沿切线方向做匀速直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动7.图2如图2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【方法技巧练】竖直平面内圆周运动问题的分析方法8．如图3所示，图3小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的是()A．小球通过最高点时的最小速度是v＝gRB．小球通过最高点时的最小速度为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无作用力图49．杂技演员在做“水流星”表演时，用一根细绳系着盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直面内做圆周运动．如图4所示，杯内水的质量m＝0.5kg，绳长l＝60cm.求：(1)在最高点水不流出的最小速率．(2)水在最高点速率v＝3m/s时，水对杯底的压力大小．1．关于铁路转弯处内外轨道间有高度差，下列说法正确的是( ) A ．可以使列车顺利转弯，减小车轮与铁轨间的侧向挤压B ．因为列车转弯时要受到离心力的作用，故一般使外轨高于内轨，以防列车翻倒C ．因为列车转弯时有向内侧倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒D ．以上说法都不正确2．在高速公路的拐弯处，路面造的外高内低，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 2Rg D ．arccot v 2Rg3．一辆卡车在丘陵地匀速行驶，地形如图5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( )图5A．a处B．b处C．c处D．d处4．洗衣机的脱水筒在工作时，有一衣物附着在竖直的筒壁上，则此时()A．衣物受重力、筒壁弹力和摩擦力作用B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供C．筒壁的弹力随筒转速的增大而增大D．筒壁对衣物的摩擦力随筒转速的增大而增大5．铁路转弯处的弯道半径r主要是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关．下列说法正确的是()A．v一定时，r越小则要求h越大B．v一定时，r越大则要求h越大C．r一定时，v越大则要求h越大D．r一定时，v越小则要求h越大6．冰面对溜冰运动员的最大静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，其安全速度为()A．v＝k Rg B．v≤kRgC．v≤2kRg D．v≤Rg k7．用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是() A．小球过最高点时，绳子张力可以为零B．小球过最高点时的最小速度是零C．小球过最高点时的速度v≥grD．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反8．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，这是为什么()A．游客受到的筒壁的弹力垂直于筒壁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9．如图6所示，图6汽车车厢顶部悬挂一轻质弹簧，弹簧拴一个质量为m的小球．当汽车在水平面上匀速行驶时弹簧长度为L1，当汽车以同一速度通过一个桥面为弧形的凸形桥的最高点时弹簧长度为L2，下列说法中正确的是()A．L1＝L2B．L1>L2C．L1<L2车所受的阻力为车对桥面压力的0.05倍．求通过桥的最高点时汽车的牵引力是多大？(g取10 m/s2)11.图7如图7所示，半径为R 、内径很小的光滑半圆形细管竖直放置，有两个质量均为m 的小球A 、B ，以不同的速率进入管内，若A 球通过圆周最高点N 时，对管壁上部压力为3mg ，B 球通过最高点N 时，对管壁下部压力为mg2，求A 、B 两球在N 点的速度之比．第7节生活中的圆周运动课前预习练1．向心加速度向心力外轨对轮缘的弹力斜向弯道的内侧圆心重力G 和支持力F N 的合力2.gr 平抛运动3．(1)万有引力 (2)等于gR 完全失重 4．(1)远离 (2)匀速圆周运动向心离心5．合外力突然消失不足以大于＝ < > 课堂探究练 1．ABD 2．0.195m解析火车在转弯时所需的向心力由火车所受的重力和轨道对火车支持力的合力提供的，如图所示，图中h 为两轨高度差，d 为两轨间距，mg tan α＝m v 2r ，tan α＝v 2gr ，又由于轨道平面和水平面间的夹角一般较小，可近似认为：tan α≈sin α＝hd.因此：h d ＝v 2gr ，则h ＝v 2d gr ＝202×1.4359.8×300m ＝0.195m.点评近似计算是本题的关键一步，即当角度很小时：sin α≈tan α. 3．B4．(1)10m/s (2)105N解析 (1)汽车在凹形桥底部时对桥面压力最大，由牛顿第二定律得：F N －mg ＝m v 2maxr .代入数据解得v max ＝10m/s.(2)汽车在凸形桥顶部时对桥面压力最小，由牛顿第二定律得：mg －F N ′＝m v 2r .代入数据解得F N ′＝105N.由牛顿第三定律知汽车对桥面的最小压力等于105N.点评 (1)汽车行驶时，在凹形桥最低点，加速度方向竖直向上，汽车处于超重状态，故对桥面的压力大于重力；在凸形桥最高点，加速度方向竖直向下，处于失重状态，故对桥面的压力小于重力．(2)汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力小于或等于汽车的重力． ①当v ＝gR 时，F N ＝0.②当v >gR 时，汽车会脱离桥面，发生危险． ③当0≤v <gR 时，0<F N ≤mg .5．B [物体在竖直平面内做圆周运动，受重力和拉力(支持力)的作用，若向心加速度向下，则mg －F N ＝m v 2R，有F N <mg ，物体处于失重状态；若向心加速度向上，则F N －mg＝m v 2R ，有F N >mg ，物体处于超重状态；若mg ＝m v 2R，则F N ＝0.] 点评物体在竖直平面内做圆周运动时，在最高点处于失重状态；在最低点处于超重状态．6．C [物体之所以产生离心现象是由于F 合＝F 向<mω2r ，并不是因为物体受到离心力的作用，故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．]7．ACD [由F ＝m v 2r知，拉力变小，F 不能提供所需向心力、r 变大、小球做离心运动；反之，F 变大，小球做向心运动．]8．BC [小球沿管道做圆周运动的向心力由重力及管道对小球的支持力的合力沿半径方向的分力提供．由于管道的内、外壁都可以提供支持力，因此过最高点的最小速度为0，A 错误，B 正确；小球在水平线ab 以下受外侧管壁指向圆心的支持力作用，C 正确；在ab 线以上是否受外侧管壁的作用力由速度大小决定，D 错误．]9．(1)2.42m/s (2)2.6N解析 (1)在最高点水不流出的条件是水的重力不大于水做圆周运动所需要的向心力，即mg ≤m v 2l，则所求最小速率v 0＝lg ＝0.6×9.8m /s ＝2.42 m/s. (2)当水在最高点的速率大于v 0时，只靠重力已不足以提供向心力，此时水杯底对水有一竖直向下的力，设为F N ，由牛顿第二定律有F N ＋mg ＝m v 2l即F N ＝m v 2l－mg ＝2.6N 由牛顿第三定律知，水对杯底的作用力F N ′＝F N ＝2.6N ，方向竖直向上．方法总结对于竖直面内的圆周运动，在最高点的速度v ＝gR 往往是临界速度，若速度大于此临界速度，则重力不足以提供所需向心力，不足的部分由向下的压力或拉力提供；若速度小于此临界速度，侧重力大于所需向心力，要保证物体不脱离该圆周，物体必须受到一个向上的力．课后巩固练1．A [铁路弯道处外轨高于内轨，目的是由支持力的水平分力提供向心力，从而减小了铁轨与轮边缘间的侧向挤压力．]2．B [本题主要考查的是圆周运动的向心力问题．试题把情景设置在高速公路拐弯处，比较新颖，同时也考查考生对实际问题的处理能力．汽车向右拐弯时，受力如图所示．汽车做圆周运动的圆心与汽车在同一水平面上，当支持力F N 和重力G 的合力刚好是汽车沿圆弧运动的向心力时，汽车与路面之间的横向摩擦力就为0，因此由mg tan θ＝m v 2R 可得θ＝arctan v 2Rg ，故本题应选B.]3．D [在凹形路面处支持力大于重力，且F N －mg ＝m v 2R.因v 不变，R 越小，F N 越大，故在d 处爆胎可能性最大．]4．AC [对衣物研究，竖直方向：F f ＝mg .水平方向：F N ＝mrω2＝mr (2πn )2.当转速增大时，摩擦力F f 不变，弹力F N 增大．]5．AC [火车转弯时重力和支持力的合力提供向心力，则mg tan θ＝m v 2r，v ＝gr tan θ.当v 一定时，r 越小，θ越大，而车轨间距恒定，故h 越大，A 对，B 错；当r 一定时，v 越大，θ越大，同理h 越大，C 对，D 错．]6．B [运动员做圆周运动所需的向心力由冰面对他的静摩擦力提供，要想做圆周运动，必须满足F f ＝m v 2R，而F fmax ＝kmg ≥F f ，解得v ≤kRg .] 7．AC [设球过最高点时的速度为vF 合＝mg ＋F T ，又F 合＝m v 2r，则mg ＋F T ＝m v 2r. 当F T ＝0时，v ＝gr ，故A 选项正确；当v <gr 时，F T <0，而绳只能产生拉力，不能产生与重力方向相反的支持力，故B 、D 选项错误；当v >gr 时，F T >0，球能沿圆弧通过最高点．可见，v ≥gr 是球能沿圆弧过最高点的条件．]8．AC [游客随圆筒做圆周运动，当地板塌落后，游客仍能紧贴器壁而不落下去，是因为筒壁对游客的弹力指向圆心并提供向心力，方向垂直于筒壁．游客还受摩擦力和重力，在竖直方向上受力平衡，故A 、C 正确．]9．B [汽车在水平面上运动时，kL 1＝mg ，汽车在凸形桥最高点时，mg －kL 2＝mv 2/R ，两式比较得L 1>L 2.]10．1900N解析对汽车在拱形桥的最高点受力分析如图所示，由于车速不变，所以在运动方向上有F ＝F f ；汽车在桥的最高点时，车的重力和桥对车的支持力的合力是使汽车做圆周运动的向心力，方向竖直向下，根据牛顿第二定律有：mg －F N ＝m v 2r由题意知F f ＝kF N联立以上三式解得F ＝k (mg －m v 2r) ＝0.05×(4×103×10－4×103×5250) N ＝1 900 N11．2 2∶1解析对A 球在最高点时受力分析如图甲，则3mg ＋mg ＝m v 2A R得v A ＝2gR对B 球在最高点时受力分析如图乙，则mg －12mg ＝m v 2B R ，得：v B ＝122gR ，故v A v B ＝221.。