圆周运动练习
第六章 圆周运动 自选习题 -2022-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
第6章圆周运动练习题一、选择题。
1、如图所示的齿轮传动装置中,主动轮的齿数z1=24,从动轮的齿数z2=8,当主动轮以角速度ω顺时针转动时,从动轮的转动情况是()A.顺时针转动,周期为2π3ω B.逆时针转动,周期为2π3ωC.顺时针转动,周期为6πω D.逆时针转动,周期为6πω2、下列关于向心力的说法中正确的是()A.做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用B.向心力和重力、弹力一样,是性质力C.做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受的合外力D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力3、如图所示,一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动,一个小孩坐在距圆心为r处的P点不动(P未画出),关于小孩的受力,以下说法正确的是()A.小孩在P点不动,因此不受摩擦力的作用B.小孩随圆盘做匀速圆周运动,其重力和支持力的合力充当向心力C.小孩随圆盘做匀速圆周运动,圆盘对他的摩擦力充当向心力D.若使圆盘以较小的转速转动,小孩在P点受到的摩擦力不变4、如图所示,一根轻杆(质量不计)的一端以O点为固定转轴,另一端固定一个小球,小球以O点为圆心在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动。
当小球运动到图中位置时,轻杆对小球作用力的方向可能()A.沿F1的方向B.沿F2的方向C.沿F3的方向D.沿F4的方向5、关于做匀速圆周运动物体的向心加速度的方向,下列说法中正确的是()A.与线速度方向始终相同B.与线速度方向始终相反C.始终指向圆心D.始终保持不变6、(双选)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7、(双选)如图所示,在风力发电机的叶片上有A、B、C三点,其中A、C在叶片的端点,B在叶片的中点。
《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。
高中物理圆周运动练习题
1.关于物体做匀速圆周运动的速度,下列说法中正确的是()A.速度大小和方向都变更 B.速度的大小和方向都不变C.速度的大小不变,方向变更 D.速度的大小变更,方向不变2.一只小狗拉着雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶,如图所示为雪橇所受的牵引力F与摩擦力的示意图,其中正确的是( )A.B.C.D.3.一个做匀速圆周运动的物体,假如半径不变,而速率增加到原来速率的3倍,其向心力增加了64 N,则物体原来受到的向心力的大小是( )A. 16 N B. 12 N C. 8 N D. 6 N4.下列对圆锥摆的受力分析正确的是( )A. B. C. D.5.如图所示,用细绳系一小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,不计空气阻力,关于小球的受力正确的是( )A.只受重力 B.只受绳子拉力 C.受重力、绳子拉力 D.受重力、绳子拉力和向心力6.如图所示,圆盘上叠放着两个物块A和B,当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时,物块与圆盘始终保持相对静止,则( )A.物块A不受摩擦力作用B.物块B受5个力作用C.当转速增大时,A所受摩擦力增大,B所受摩擦力减小D.A对B的摩擦力方向沿半径指向转轴7.如图所示,质量为m的物块从半径为R的半球形碗边向碗底滑动,滑到最低点时的速度为v,若物块滑到最低点时受到的摩擦力是,则物块与碗的动摩擦因数为( )A. B. C. D.8.如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c方向沿半径指向圆心,a方向与c方向垂直.当转盘逆时针转动时,下列说法正确的是( )A.当转盘匀速转动时,P受摩擦力方向为cB.当转盘匀速转动时,P不受转盘的摩擦力C.当转盘加速转动时,P受摩擦力方向可能为aD.当转盘减速转动时,P受摩擦力方向可能为b9.如图所示,某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中,物体的速率渐渐增大,则( )A.物体的合外力为零B.物体的合力大小不变,方向始终指向圆心OC.物体的合外力就是向心力D.物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)10.如图,一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡皮,橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针).某段时间圆盘转速不断增大,但橡皮块仍相对圆盘静止,在这段时间内,关于橡皮块所受合力F的方向的四种表示(俯视图)中,正确的是()A. B. C. D.11.一质量为m的物体,沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行,如图所示,经过最低点时的速度为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.μ B. C.μm(g+) D.μm(g-)12.如图所示,地球可以看成一个巨大的拱形桥,桥面半径R=6400 ,地面上行驶的汽车重力G=3×104N,在汽车的速度可以达到须要的随意值,且汽车不离开地面的前提下,下列分析中正确的是( )A.汽车的速度越大,则汽车对地面的压力也越大B.不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都等于3×104NC.不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力D.假如某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零,则此时驾驶员会有超重的感觉13.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14.(多选)匀速圆周运动的向心力公式有多种表达形式,下列表达中正确的是( )A.= B.=2r C.=ω D.=mω2r15.(多选)如图所示,A、B两球穿过光滑水平杆,两球间用一细绳连接,当该装置绕竖直轴′匀速转动时,两球在杆上恰好不发生滑动.若两球质量之比∶=2∶1,则关于A、B两球的下列说法中正确的是( )A.A、B两球受到的向心力之比为2∶1B.A、B两球角速度之比为1∶1C.A、B两球运动半径之比为1∶2D.A、B两球向心加速度之比为1∶216.(多选)如图所示,甲、乙两水平圆盘紧靠在一块,甲圆盘为主动轮,乙靠摩擦随甲无打滑转动.甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲∶r乙=2∶1,两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同,m1距O点为2r,m2距O′点为r,当甲缓慢转动起来且转速渐渐增加时( ).A.与圆盘相对滑动前m1与m2的角速度之比ω1∶ω2=2∶1B.与圆盘相对滑动前m1与m2的向心加速度之比a1∶a2=1∶2C.随转速渐渐增加,m1先起先滑动D.随转速渐渐增加,m2先起先滑动17.(多选)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,下列说法正确的是( )A.摆球受重力、拉力和向心力的作用B.摆球受重力和拉力的作用C.摆球运动周期为2πD.摆球运动的转速为θ18.(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,有两个可视为质点且质量相同的小球A和B,在球面内壁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点的连线与竖直线间的夹角分别为α=53°和β=37°,则( 37°=0.6)( )A.A、B两球所受支持力的大小之比为4∶3B.A、B两球运动的周期之比为2∶C.A、B两球的角速度之比为2∶D.A、B两球的线速度之比为8∶319.(多选)马路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图,某马路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v0时,汽车恰好没有向马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v0,车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于v0,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,v0的值变小20.长为L的细线,拴一质量为m的小球,细线上端固定,让小球在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,求细线与竖直方向成θ角时:(重力加速度为g)(1)细线中的拉力大小;(2)小球运动的线速度的大小.21.如图所示,有一质量为m1的小球A与质量为m2的物块B通过轻绳相连,轻绳穿过光滑水平板中心的小孔O.当小球A在水平板上绕O点做半径为r的匀速圆周运动时,物块B刚好保持静止.求:(重力加速度为g)(1)轻绳的拉力.(2)小球A运动的线速度大小.22.如图所示,用一根长为l=1 m的细线,一端系一质量为m=1 的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥体顶端,锥面与竖直方向的夹角θ=37°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为.(g取10 2,结果可用根式表示)求:(1)若要小球离开锥面,则小球的角速度ω0至少为多大.(2)若细线与竖直方向的夹角为60°,则小球的角速度ω′为多大.23.长为L的细线,一端固定于O点,另一端拴一质量为m的小球,让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图所示,摆线与竖直方向的夹角为α,求:(1)线的拉力大小;(2)小球运动的线速度的大小;(3)小球运动的周期.答案解析1.【答案】C【解析】匀速圆周运动指速度大小不变的圆周运动,线速度的方向时刻在变,故C正确.2.【答案】C【解析】雪橇运动时所受摩擦力为滑动摩擦力,方向与运动方向相反,与圆弧相切.又因为雪橇做匀速圆周运动时合力充当向心力,合力方向必定指向圆心.综上可知,C项正确.3.【答案】C【解析】依据向心力公式得:F1=m,当速率增加为原来的3倍时有:F2=,由题有:F2-F1=64 N,联立以上三式:64=8·m,m=8 N,解得:F1=8 N,C正确.4.【答案】D【解析】圆锥摆向心力由合外力供应,方向指向圆周运动的圆心,D对.5.【答案】C【解析】该小球在运动中受到重力G和绳子的拉力F,拉力F和重力G的合力供应了小球在水平面上做匀速圆周运到的向心力;向心力是沿半径方向上的全部力的合力,所以受力分析时,不要把向心力包括在内.C正确.6.【答案】B【解析】物块A受到的摩擦力充当向心力,A错;物块B受到重力、支持力、A对物块B的压力、A对物块B沿半径向外的静摩擦力和圆盘对物块B沿半径向里的静摩擦力,共5个力的作用,B正确;当转速增大时,A、B所受摩擦力都增大,C错误;A对B的摩擦力方向沿半径向外,D错误.故选B.7.【答案】B【解析】物块滑到最低点时受竖直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三个力作用,依据牛顿其次定律得-=m,又=μ,联立解得μ=,选项B正确.8.【答案】A【解析】转盘匀速转动时,物块P所受的重力和支持力平衡,摩擦力供应其做匀速圆周运动的向心力,故摩擦力方向指向圆心O点,A项正确,B项错误;当转盘加速转动时,物块P做加速圆周运动,不仅有沿c方向指向圆心的向心力,还有指向a方向的切向力,使线速度大小增大,两方向的合力即摩擦力可能指向b,C项错误;当转盘减速转动时,物块P做减速圆周运动,不仅有沿c方向指向圆心的向心力,还有指向a相反方向的切向力,使线速度大小减小,两方向的合力即摩擦力可能指向d,D项错误.9.【答案】D【解析】物体做加速曲线运动,合力不为零,A错;物体做速度大小变更的圆周运动,合力不指向圆心,合力沿半径方向的分力等于向心力,合力沿切线方向的分力使物体速度变大,即除在最低点外,物体的速度方向与合力的方向夹角为锐角,合力与速度不垂直,B、C错,D对.10.【答案】C【解析】橡皮块做加速圆周运动,合力不指向圆心,但肯定指向圆周的内侧;由于做加速圆周运动,动能不断增加,故合力与速度的夹角小于90°;11.【答案】C【解析】在最低点由向心力公式得:-=m,得=+m,又由摩擦力公式有=μ=μ(+m),C选项正确.12.【答案】C【解析】对汽车探讨,依据牛顿其次定律得:-=m,则得=-m,可知,速度v越大,地面对汽车的支持力越小,则汽车对地面的压力也越小,故A错误.由上可知,汽车和驾驶员都具有向下的加速度,处于失重状态,驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力,而驾驶员的重力未知,所以驾驶员对座椅压力范围无法确定,故B错误,C正确.假如某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零,驾驶员具有向下的加速度,处于失重状态,故D错误.故选C.13.【答案】A【解析】火车在水平轨道上转弯时,做圆周运动,须要有力供应指向圆心的向心力,即方向指向内侧,此时外轨对火车的压力供应向心力,依据牛顿第三定律可知,火车对外轨产生向外的压力作用.故选A.14.【答案】【解析】15.【答案】【解析】两球的向心力都由细绳的拉力供应,大小相等,两球都随杆一起转动,角速度相等,A错,B对.设两球的运动半径分别为、,转动角速度为ω,则ω2=ω2,所以运动半径之比为∶=1∶2,C正确.由牛顿其次定律F=可知∶=1∶2,D正确.16.【答案】【解析】m1的角速度设为ω1,则有ω1r甲=ω2r乙,所以有ω1∶ω2=1∶2,选项A错.m1的向心加速度a1=2rω,同理m2的向心加速度a2=rω,所以发觉相对滑动前a1∶a2=1∶2,选项B对.随着转盘渐渐滑动,静摩擦力供应向心力,当起先发生相对滑动时,对m1有μm1g=m12rω1′2,可得此时角速度ω1′=,此时m2的角速度ω2′=2ω1′=2,此时,m2的向心力m2rω2′2=2μm2g,此时已经大于最大静摩擦力μm2g,即m2早于m1起先发生相对滑动,选项C错,D对.17.【答案】【解析】摆球受重力和绳子拉力两个力的作用,设摆球做匀速圆周运动的周期为T,则:θ=,r=θ,T=2π,转速n==,B、C正确,A、D错误.18.【答案】【解析】小球在运动的过程中受到的合力沿水平方向,且恰好供应向心力,依据平行四边形定则得,=,则==,故A正确.小球受到的合外力:θ=,r=θ,解得T=,则==,故B错误.依据公式θ=mω2r,所以ω==,所以==,故C正确.θ=m,得v=,则==,故D正确.19.【答案】【解析】当汽车行驶的速率为v0时,汽车恰好没有向马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供应向心力,所以路面外侧高、内侧低,选项A正确;当车速低于v0时,须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,受到的静摩擦力向外侧,并不肯定会向内侧滑动,选项B错误;当车速高于v0时,须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θ=m 可知,v0的值只与路面与水平面的夹角和弯道的半径有关,与路面的粗糙程度无关,选项D 错误.20.【答案】(1)(2)【解析】(1)小球受重力与细线的拉力两力作用,如图所示,竖直方向:θ=,故拉力=.(2)小球做圆周运动的半径r=θ,向心力=θ=θ,而=m,故小球的线速度v=.21.【答案】1)m2g(2)【解析】(1)物块B受力平衡,故轻绳拉力=m2g(2)小球A做匀速圆周运动的向心力等于轻绳拉力,依据牛顿其次定律m2g=m1解得v=.22.【答案】1)(2)2【解析】(1)若要小球刚好离开锥面,则小球只受到重力和细线的拉力,如图所示.小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面内,故向心力水平,运用牛顿其次定律与向心力公式得:θ=mωθ解得:ω=即ω0==.(2)当细线与竖直方向成60°角时,由牛顿其次定律与向心力公式得:α=mω′2α解得:ω′2=,即ω′==2.23.【答案】对小球受力分析如图所示,小球受重力和线的拉力作用,这两个力的合力α指向圆心,供应向心力,由受力分析可知,细线拉力=.由=m=mω2R=m=α,半径R=α,得v==α,T=2π.【解析】。
高中物理必修二第6章_圆周运动练习题含答案
高中物理必修二第6章圆周运动练习题含答案学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________1. 某活动中有个游戏节目,在水平地面上画一个大圆,甲、乙两位同学(图中用两个点表示)分别站在圆周上两个位置,两位置的连线为圆的一条直径,如图所示,随着哨声响起,他们同时开始按图示方向沿圆周追赶对方.若甲、乙做匀速圆周运动的速度大小分别为v1和v2,经时间t乙第一次追上甲,则该圆的直径为()A.t(v2−v1)πB.2t(v2−v1)πC.t(v1+v2)πD.2t(v1+v2)π2. 如图所示,光滑水平面上,小球在绳拉力作用下做匀速圆周运动,若小球运动到P 点时,绳突然断裂,小球将()A.将沿轨迹Pa做离心运动B.将沿轨迹Pb做离心运动C.将沿轨迹Pc做离心运动D.将沿轨迹Pd做离心运动3. 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,则下列说法中正确的是()A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为小球的重力B.小球在最高点时绳子的拉力可能为零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零D.小球过最低点时绳子的拉力一定等于小球重力4. 如图所示,一个小球绕圆心O做匀速圆周运动,已知圆周半径为r,该小球运动的角速度大小为ω,则它运动线速度的大小为()A.ωrB.ωr C.ω2rD.ωr25. 关于做圆周运动的物体,下列说法中正确的是()A.所受合力一定指向圆心B.汽车通过凹形桥时处于超重状态C.汽车水平路面转弯时由重力提供向心力D.物体做离心运动是因为物体运动过慢6. 下列关于离心运动的说法错误的是()A.汽车转弯时限制速度,铁路转弯处轨道的外轨高于内轨都是为了更好地做离心运动B.脱水机的脱水原理是对离心原理的应用C.游乐场中高速转动磨盘把人甩到边缘上去是属于离心现象D.把低轨道卫星发射发射到高轨道上去,需要加速,是应用了离心原理7.如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,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,它们与盘面间的动摩擦因数相同.当匀速转动的圆盘转速恰为两物体刚好未发生滑动时的转速,烧断细绳,则两物体的运动情况将是()A.两物体沿切线方向滑动B.两物体沿半径方向滑动,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,不发生滑动D.物体A仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体B发生滑动,离圆盘圆心越来越远8. 如图所示,一偏心轮绕O点做匀速转动.偏心轮边缘上A、B两点的()A.线速度大小相同B.角速度大小相同C.向心加速度大小相同D.向心加速度方向相同9. 下列关于圆周运动的说法正确的是()=k,公式中的k值对所有行星和卫星都相等A.开普勒行星运动的公式R3T2B.做匀速圆周运动的物体,其加速度一定指向圆心C.在绕地做匀速圆周运动的航天飞机中,宇航员对座椅产生的压力大于自身重力D.相比较在弧形的桥底,汽车在弧形的桥顶行驶时,陈旧的车轮更不容易爆胎10. 甲、乙做匀速圆周运动的物体,它们的半径之比为3:1,周期之比是1:2,则()A.甲与乙的线速度之比为1:3B.甲与乙的线速度之比为6:1C.甲与乙的角速度之比为6:1D.甲与乙的角速度之比为1:211. 请对下列实验探究与活动进行判断,说法正确的题后括号内打“√”,错误的打“×”.(1)如图甲所示,在“研究滑动摩擦力的大小”的实验探究中,必须将长木板匀速拉出________(2)如图乙所示的实验探究中,只能得到平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动,而不能得出水平方向的运动是匀速直线运动________(3)如图丙所示,在“研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验探究中,采取的主要物理方法是理想实验法________.12. 物体以4m/s的速度在半径为8m的水平圆周上运动,它的向心加速度是________m/s2,如果物体的质量是5kg,则需要________N的向心力才能维持它在圆周上的运动.13. 如图所示,A、B为啮合传动的两齿轮,已知R A=2R B,则A、B两轮边缘上两点角速度之比ωA:ωB=________,向心加速度之比a A:a B=________.14. 某中学的高一同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课外探究性的课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度.自行车的结构如图所示,他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度.经过骑行,他得到如下的数据:在时间t秒内踏脚板转动的圈数为N,那么脚踏板转动的角速度=________;为了推算自行车的骑行速度,这位同学还测量自行车的半径为R,计算了牙盘的齿数为m,飞轮齿数为n,则自行车骑行速度的计算公式可用以上已知数据表示为v=________.15. 一质点做半径为1m的匀速圆周运动,在1s的时间内转过30∘,则质点的角速度为________,线速度为________,向心加速度为________.16. 如图所示,在“用圆锥摆验证向心力表达式”的实验中,若测得小球质量为m,圆半径为r,小球到悬点大竖直高度为ℎ,则小球所受向心力大小为________.17. 汽车过平直桥、拱形桥、凹形桥,分别画出受力分析示意图并列出方程.18. 摩托车手在水平地面转弯时为了保证安全,将身体及车身倾斜,车轮与地面间的动摩擦因数为μ,车手与车身总质量为M,转弯半径为R.为不产生侧滑,转弯时速度应不大于________;设转弯、不侧滑时的车速为v,则地面受到摩托车的作用力大小为________.19. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分,三个轮子的半径不一样,它们的边缘有三个点分别为A、B、C,如图所示,当自行车运动时A、B、C三点中角速度最小的是________,向心加速度最大的是________.20. 某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合验证向心力表达式.实验时用手拨动旋臂产生圆周运动,力传感器和光电门固定在实验器上,实时测量角速度和向心力.(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间,并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r自动计算出砝码做圆周运动的角速度,则其计算角速度的表达式为________.(2)图乙中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线,由图可知.曲线①对应的砝码质量________(填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量.21. 如图所示,竖直平面内粗糙水平轨道AB与光滑半圆轨道BC相切于B点,一质量m1=1kg的小滑块P(视为质点)在水平向右的力F作用下,从A点以v0=0.5m/s的初速度滑向B点,当滑块P滑到AB正中间时撤去力F,滑块P运动到B点时与静止在B点的质量m2=2kg的小滑块Q(视为质点)发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后小滑块Q恰好能滑到半圆轨道的最高点C,并且从C点飞出后又恰好落到AB的中点,小滑块P恰好也能回到AB的中点.已知半圆轨道半径R=0.9m,重力加速度g=10m/s2,求:(1)与Q碰撞前的瞬间,小滑块P的速度大小;(2)力F所做的功.22. 如图所示,长为L的轻绳下端连着质量为m的小球,上端悬于天花板上。
《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).。
(完整版)圆周运动综合练习题(有答案)
圆周运动综合练习题1.汽车在半径为r 的水平弯道上转弯,如果汽车与地面的滑动摩擦因数为μ,那么使汽车发生侧滑的最小速率为 :( B )A .rg ;B .gr μ;C .g μ;D .mg μ。
2.用细线拴着一个小球,在光滑水平面上作匀速圆周运动,下列说法中正确的是:( C ) ①小球线速度大小一定时线越长越容易断; ②小球线速度大小一定时,线越短越容易断; ③小球角速度一定时,线越长越容易断; ④小球角速度一定时,线越短越容易断。
A .①③;B .①④;C .②③;D .②④。
3.轻杆一端固定在光滑水平轴上,另一端固定一质量为m 的小球,如图所示,给小球一初速度,使其在竖直平面内运动,且刚好能通过最高点,下列说法正确的是:( BD )A .小球在最高点时对杆的作用为零;B .小球在最高点时对杆的作用力大小为mg ;C .若增大小球的初速度,则在最高点时球对杆的力一定增大;D .若增大小球的初速度,则在最高点时球对杆的力可能增大。
4.当汽车通过拱桥顶点的速度为5m/s 时,车对桥顶的压力为车重的8/9,如果要使汽车在粗糙的桥面行使至桥顶时,不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶的速度应为:( C )A .5m/s ;B .10m/s ;C .15m/s ;D .20m/s 。
5.长为L 的细线,一端系一个质量为m 的小球,另一端固定于O 点。
当线拉着球在竖直平面内绕O 点作圆周运动时刚好过最高点,则下列说法正确的是:( BC )A .小球过最高点时速率为零;B .小球过最低点时速率为gL 5;C .小球过最高点时线的拉力为零;D .小球过最低点时线的拉力为5mg 。
6.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是:( C )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。
7.在匀速圆周运动中,下列关于向心加速度的说法中,正确的是:( A )A .向心加速度的方向始终与速度的方向垂直;B .向心加速度的方向保持不变;C .在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的;D .向心加速度的大小不断变化。
圆周运动知识点与经典练习
圆周运动知识点与经典练习一、圆周运动的基本概念圆周运动是指物体沿着圆周轨迹进行的运动。
在圆周运动中,物体的运动轨迹是一个圆,其速度方向不断变化。
线速度(v):线速度是物体沿圆周运动时通过的弧长与所用时间的比值。
公式为:v =Δs /Δt ,单位是米每秒(m/s)。
线速度的方向沿圆周的切线方向。
角速度(ω):角速度是物体在单位时间内转过的角度。
公式为:ω =Δθ /Δt ,单位是弧度每秒(rad/s)。
周期(T):做圆周运动的物体运动一周所用的时间。
周期的单位是秒(s)。
频率(f):单位时间内完成圆周运动的周数。
频率的单位是赫兹(Hz),1Hz 表示每秒完成 1 周运动。
频率和周期的关系为:f = 1 /T 。
二、圆周运动的向心力向心力是使物体做圆周运动的力。
它的方向始终指向圆心,其大小为:F = m v²/ r ,其中 m 是物体的质量,v 是线速度,r 是圆周运动的半径。
向心力不是一个独立存在的力,而是由其他力的合力或分力提供。
例如,在光滑水平面上用绳子拉着一个小球做圆周运动,绳子的拉力就提供了向心力;在地球表面,物体随地球自转做圆周运动,地球对物体的万有引力和地面的支持力的合力提供了向心力。
三、常见的圆周运动模型1、圆锥摆模型一个小球用长为 L 的细绳拴着,在水平面内做匀速圆周运动。
此时,小球受到重力和绳子的拉力,其合力提供向心力。
可以通过受力分析和几何关系求出角速度等物理量。
2、汽车在弯道上行驶汽车在水平弯道上转弯时,如果速度过大,摩擦力不足以提供所需的向心力,汽车就会发生侧滑。
为了增加向心力,可以将弯道设计成外高内低的斜面,让支持力和摩擦力的合力提供更多的向心力。
3、竖直平面内的圆周运动(1)绳球模型:小球在细绳的约束下在竖直平面内做圆周运动。
在最高点,当重力刚好提供向心力时,有:mg = m v²/ r ,此时的速度为临界速度。
如果速度小于临界速度,小球不能到达最高点。
物理生活中的圆周运动练习题20篇含解析
物理生活中的圆周运动练习题20篇含解析一、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,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.如图所示,半径为R 的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内,O 为圆轨道的圆心,D 为圆轨道的最高点,圆轨道内壁光滑,圆轨道右侧的水平面BC 与圆心等高.质量为m 的小球从离B 点高度为h 处(332R h R ≤≤)的A 点由静止开始下落,从B 点进入圆轨道,重力加速度为g ).(1)小球能否到达D 点?试通过计算说明; (2)求小球在最高点对轨道的压力范围;(3)通过计算说明小球从D 点飞出后能否落在水平面BC 上,若能,求落点与B 点水平距离d 的范围.【答案】(1)小球能到达D 点;(2)03F mg ≤'≤;(3)()()21221R d R ≤≤【解析】 【分析】 【详解】(1)当小球刚好通过最高点时应有:2Dmv mg R =由机械能守恒可得:()22Dmv mg h R -=联立解得32h R =,因为h 的取值范围为332R h R ≤≤,小球能到达D 点; (2)设小球在D 点受到的压力为F ,则2Dmv F mg R ='+ ()22Dmv mg h R ='- 联立并结合h 的取值范围332R h R ≤≤解得:03F mg ≤≤ 据牛顿第三定律得小球在最高点对轨道的压力范围为:03F mg ≤'≤(3)由(1)知在最高点D 速度至少为min D v =此时小球飞离D 后平抛,有:212R gt =min min D x v t =联立解得min x R =>,故能落在水平面BC 上,当小球在最高点对轨道的压力为3mg 时,有:2max 3Dv mg mg m R+=解得max D v =小球飞离D 后平抛212R gt =', max max D x v t ='联立解得max x =故落点与B 点水平距离d 的范围为:)()11R d R ≤≤4.如图所示,水平转台上有一个质量为m 的物块,用长为2L 的轻质细绳将物块连接在转轴上,细绳与竖直转轴的夹角θ=30°,此时细绳伸直但无张力,物块与转台间动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.物块随转台由静止开始缓慢加速转动,重力加速度为g ,求:(1)当转台角速度ω1为多大时,细绳开始有张力出现; (2)当转台角速度ω2为多大时,转台对物块支持力为零;(3)转台从静止开始加速到角速度3ω=.【答案】(1)1gLμω=(2)233g Lω=(3)132mgL ⎛ ⎝【解析】 【分析】 【详解】(1)当最大静摩擦力不能满足所需要向心力时,细绳上开始有张力:212sin mg m L μωθ=⋅代入数据得1gLμω=(2)当支持力为零时,物块所需要的向心力由重力和细绳拉力的合力提供22tan 2sin mg m L θωθ=⋅代入数据得233g Lω=(3)∵32ωω>,∴物块已经离开转台在空中做圆周运动.设细绳与竖直方向夹角为α,有23tan 2sin mg m L αωα=⋅代入数据得60α=︒转台对物块做的功等于物块动能增加量与重力势能增加量的总和即231(2sin 60)(2cos302cos60)2W m L mg L L ω=⋅+-o o o 代入数据得:1(3)2W mgL =【点睛】本题考查牛顿运动定律和功能关系在圆周运动中的应用,注意临界条件的分析,至绳中出现拉力时,摩擦力为最大静摩擦力;转台对物块支持力为零时,N=0,f=0.根据能量守恒定律求转台对物块所做的功.5.三维弹球()3DPinball 是Window 里面附带的一款使用键盘操作的电脑游戏,小王同学受此启发,在学校组织的趣味运动会上,为大家提供了一个类似的弹珠游戏.如图所示,将一质量为0.1m kg =的小弹珠(可视为质点)放在O 点,用弹簧装置将其弹出,使其沿着光滑的半圆形轨道OA 和AB 进入水平桌面BC ,从C 点水平抛出.已知半圆型轨道OA 和AB 的半径分别为0.2r m =,0.4R m =,BC 为一段长为 2.0L m =的粗糙水平桌面,小弹珠与桌面间的动摩擦因数为0.4μ=,放在水平地面的矩形垫子DEFG 的DE 边与BC 垂直,C 点离垫子的高度为0.8h m =,C 点离DE 的水平距离为0.6x m =,垫子的长度EF 为1m ,210/.g m s =求:()1若小弹珠恰好不脱离圆弧轨道,在B 位置小弹珠对半圆轨道的压力;()2若小弹珠恰好不脱离圆弧轨道,小弹珠从C 点水平抛出后落入垫子时距左边缘DE 的距离;()3若小弹珠从C 点水平抛出后不飞出垫子,小弹珠被弹射装置弹出时的最大初速度.【答案】(1)6N (2)0.2m (3)26/m s 【解析】 【分析】(1)由牛顿第二定律求得在A 点的速度,然后通过机械能守恒求得在B 点的速度,进而由牛顿第二定律求得支持力,即可由牛顿第三定律求得压力;(2)通过动能定理求得在C 点的速度,即可由平抛运动的位移公式求得距离;(3)求得不飞出垫子弹珠在C 点的速度范围,再通过动能定理求得初速度范围,即可得到最大初速度. 【详解】(1)若小弹珠恰好不脱离圆弧轨道,那么对弹珠在A 点应用牛顿第二定律有2Amv mg R=, 所以,2/A v gR m s ==;那么,由弹珠在半圆轨道上运动只有重力做功,机械能守恒可得:2211222B A mv mv mgR =+,所以,2425/B A v v gR m s =+=; 那么对弹珠在B 点应用牛顿第二定律可得:弹珠受到半圆轨道的支持力26BN mv F mg N R=+=,方向竖直向上;故由牛顿第三定律可得:在B 位置小弹珠对半圆轨道的压力6N N F N ==,方向竖直向下;(2)弹珠在BC 上运动只有摩擦力做功,故由动能定理可得:221122C B mgL mv mv μ-=-,所以,2/C v m s ==;设小弹珠从C 点水平抛出后落入垫子时距左边缘DE 的距离为d ,那么由平抛运动的位移公式可得:212h gt =,0.8C x d v t v m +===, 所以,0.2d m =;(3)若小弹珠从C 点水平抛出后不飞出垫子,那么弹珠做平抛运动的水平距离0.6 1.6m s m ≤≤;故平抛运动的初速度'C s v t== 所以,1.5/'4/C m s v m s ≤≤;又有弹珠从O 到C 的运动过程只有重力、摩擦力做功,故由动能定理可得:()2201122'22C mg R r mgL mv mv μ--=-; 所以,0/v s ==,0//s v s≤≤,所以小弹珠被弹射装置弹出时的最大初速度为/s ; 【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解.6.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=23R7.如图所示,AB 为倾角37θ=︒的斜面轨道,BP 为半径R =1m 的竖直光滑圆弧轨道,O 为圆心,两轨道相切于B 点,P 、O 两点在同一竖直线上,轻弹簧一端固定在A 点,另一端在斜面上C 点处,轨道的AC 部分光滑,CB 部分粗糙,CB 长L =1.25m ,物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.25,现有一质量m =2kg 的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D 点后释放(不栓接),物块经过B 点后到达P 点,在P 点物块对轨道的压力大小为其重力的1.5倍,sin370.6,37cos 0.8︒︒==,g=10m/s 2.求:(1)物块到达P 点时的速度大小v P ; (2)物块离开弹簧时的速度大小v C ;(3)若要使物块始终不脱离轨道运动,则物块离开弹簧时速度的最大值v m . 【答案】(1)5m/s P v = (2)v C =9m/s (3)6m/s m v = 【解析】 【详解】(1)在P 点,根据牛顿第二定律:2PP v mg N m R+=解得: 2.55m/s P v gR ==(2)由几何关系可知BP 间的高度差(1cos37)BP h R =+︒物块C 至P 过程中,根据动能定理:2211sin 37cos37=22BP P C mgL mgh mgL mv mv μ-︒--︒-联立可得:v C =9m/s(3)若要使物块始终不脱离轨道运动,则物块能够到达的最大高度为与O 等高处的E 点, 物块C 至E 过程中根据动能定理:21cos37sin 37sin 53=02m mgL mgL mgR mv μ-︒-︒-︒-解得:6m/s m v =8.三维弹球(DPmb1D 是Window 里面附带的一款使用键盘操作的电脑游戏,小明同学受此启发,在学校组织的趣味班会上,为大家提供了一个类似的弹珠游戏.如图所示,将一质量为0.1kg 的小弹珠(可视为质点)放在O 点,用弹簧装置将其弹出,使其沿着光滑的半圆形轨道OA 和AB 运动,BC 段为一段长为L =5m 的粗糙水平面,与一倾角为45°的斜面CD 相连,圆弧OA 和AB 的半径分别为r =0.49m ,R =0.98m ,滑块与BC 段的动摩擦因数为μ=0.4,C 点离地的高度为H =3.2m ,g 取10m/s 2,求(1)要使小弹珠恰好不脱离圆弧轨道运动到B 点,在B 位置小滑块受到半圆轨道的支持力的大小;(2)在(1)问的情况下,求小弹珠落点到C 点的距离?(3)若在斜面中点竖直立一挡板,在不脱离圆轨道的前提下,使得无论弹射速度多大,小弹珠不是越不过挡板,就是落在水平地面上,则挡板的最小长度d 为多少?【答案】44.1,(2) 6.2m ;(3) 0.8m 【解析】 【详解】(1)弹珠恰好通过最高点A 时,由牛顿第二定律有:mg =m 2Av r从A 点到B 点由机械能守恒律有:mg×2R =221122B A mv mv 在B 点时再由于牛顿第二定律有:F N ﹣mg =m 2Bv R联立以上几式可得:F N =5.5N ,v B 44.1m/s ,(2)弹珠从B 至C 做匀速直线运动,从C 点滑出后做平抛运动,若恰能落在D 点 则水平方向:x =v′B t 竖直方向:y =H =212gt 又:x =y 解得:v′B =4m/s而v B >v′B =4m/s ,弹珠将落在水平地面上, 弹珠做平抛运动竖直方向:H =212gt ,得t =0.8s 则水平方向:x =v B t 421025故小球落地点距c 点的距离:s =22x H + 解得:s =6.2m(3)临界情况是小球擦着挡板落在D 点,经前面分析可知,此时在B 点的临界速度:v′B =4m/s则从C 点至挡板最高点过程中水平方向:x'=v′B t' 竖直方向:y′=2H ﹣d =212gt ' 又:x'=2H 解得:d =0.8m9.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 :t =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 =10.如图所示,光滑圆弧的圈心为O ,半径3m R =,圆心角53θ=︒,C 为圆弧的最低点,C 处切线方向水平,与一足够长的水平面相连.从A 点水平抛出一个质量为0.3kg 的小球,恰好从光滑圆弧的B 点的切线方向进人圆弧,进人圆弧时无机械能损失.小球到达圆弧的最低点C 时对轨道的压力为7.9N ,小球离开C 点进人水平面,小球与水平面间的动摩擦因数为0.2.(不计空气阻力,g 取210m/s ,sin530.8︒=,cos530.6︒=),求:(1)小球到达圆弧B 点速度的大小; (2)小球做平抛运动的初速度0v ; (3)小球在水平面上还能滑行多远.【答案】(1)5m/s B v =;(2)03m/s v =;(3)12.25x m = 【解析】 【详解】(1)对C 点小球受力分析,由牛顿第二定律可得:2Cv F mg m R-=解得7m /s c v =从B 到C 由动能定理可得:2211(1)22c B mgR cos mv mv θ-=- 解得:5m /s B v =(2)分解B 点速度0cos 3m /s B v v θ==(3)由C 至最后静止,由动能定理可得:2102c mgx mv μ-=-解得12.25m x =。
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。
匀速圆周运动练习题
匀速圆周运动练习题一、选择题1. 当质点做匀速圆周运动时,质点的加速度的方向与速度的方向之间的关系是:A. 加速度方向与速度方向相同;B. 加速度方向与速度方向相反;C. 加速度方向与速度方向垂直;D. 加速度与速度之间没有确定的方向关系。
2. 质点进行匀速圆周运动时,速度的大小:A. 始终保持不变;B. 随着运动进行而逐渐增大;C. 随着运动进行而逐渐减小;D. 速度的变化与运动情况有关。
3. 质点进行匀速圆周运动时,加速度的大小:A. 始终保持不变;B. 随着运动进行而逐渐增大;C. 随着运动进行而逐渐减小;D. 加速度的变化与运动情况有关。
4. 质点进行匀速圆周运动时,加速度的方向与速度的方向之间的关系是:A. 加速度方向与速度方向相同;B. 加速度方向与速度方向相反;C. 加速度方向与速度方向垂直;D. 加速度与速度之间没有确定的方向关系。
二、填空题1. 质点以半径为2m的圆周运动,周期为6s,则质点的线速度为___。
2. 质点在圆周运动过程中速度大小为4m/s,半径为3m,则质点的角速度为___。
3. 质点以半径为5m的圆周运动,速度大小为10m/s,则质点的角速度为___。
4. 质点以半径为4m的圆周运动,角速度为3rad/s,则质点的线速度为___。
三、解答题1. 一个质点以匀速进行圆周运动,若质点的速度大小为6m/s,角速度为2rad/s,请计算质点所运动圆的半径和周期。
解:速度大小v = 6m/s角速度ω = 2rad/s由速度与半径的关系,得 v = ωr即 6 = 2 * r解得 r = 3m半径为3m由角速度与周期的关系,得ω = 2π/T即 2 = 2π/T解得 T = πs周期为π秒2. 对于一个以4m/s的速度做匀速圆周运动的质点,如果它的加速度的大小为2m/s²,问其运动的半径是多少?解:速度大小v = 4m/s加速度的大小a = 2m/s²由加速度与半径的关系,得 a = v²/r即 2 = 4²/r解得 r = 8m运动的半径为8m综上所述,匀速圆周运动是一种特殊的运动,其速度大小保持不变,而加速度的方向与速度的方向垂直,并且大小与半径的平方成反比关系。
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。
第六章 圆周运动 单元练习 -2023年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
第六章圆周运动同步练习题一、选择题。
1、如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动,a和b是轮边缘上的两个点,则偏心轮转动过程中,a、b两点()A.角速度大小相同B.线速度大小相同C.周期大小不同D.转速大小不同2、关于向心力的说法正确的是()A.物体由于做圆周运动还受到一个向心力B.向心力可以是任何性质的力C.做匀速圆周运动的物体其向心力是恒力D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定指向圆心3、如图所示,M能在水平光滑杆上自由滑动,滑杆连架装在转盘上。
M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连。
当转盘以角速度ω转动时,M离轴距离为r,且恰能保持稳定转动。
当转盘转速增至原来的2倍,调整r使之达到新的稳定转动状态,则滑块M()A.所需要的向心力变为原来的4倍B.线速度变为原来的1 2C.半径r变为原来的12 D.M的角速度变为原来的124、(多选)一小球被细绳拴着,在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,向心加速度为a,那么()A.角速度ω=aR B.时间t内通过的路程s=t aRC.周期T=Ra D.时间t内可能发生的最大位移为2R5、如图所示,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O做圆周运动。
当小球运动到最高点时,瞬时速度为v =12Lg ,L 是球心到O 点的距离,则球对杆的作用力是( )A.12mg 的拉力B.12mg 的压力C.零D.32mg 的压力6、(双选)下列说法正确的是( )A.匀速圆周运动是线速度不变的运动B.匀速圆周运动是角速度不变的运动C.匀速圆周运动是周期不变的运动D.做匀速圆周运动的物体经过相等时间的速度变化量相等7、(双选)变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度,如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A 轮有48齿,B 轮有42齿,C 轮有18齿,D 轮有12齿,则( )A .该车可变换两种不同挡位B .该车可变换四种不同挡位C .当A 轮与D 轮组合时,两轮的角速度之比ωA ∶ωD =1∶4D .当A 轮与D 轮组合时,两轮角速度之比ωA ∶ωD =4∶18、(双选)在光滑的水平面上,用长为l 的细线拴一质量为m 的小球,以角速度ω做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )A .l 、ω不变,m 越大线越易被拉断B .m 、ω不变,l 越小线越易被拉断C .m 、l 不变,ω越大线越易被拉断D .m 不变,l 减半且角速度加倍时,线的拉力不变9、(双选)如图所示:是甲、乙两球做圆周运动的向心加速度随半径变化的关系图像,下列说法中正确的是()A.甲球线速度大小保持不变B.乙球线速度大小保持不变C.甲球角速度大小保持不变D.乙球角速度大小保持不变10、(多选)如图所示,电风扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪30次,风扇转轴O 上装有3个扇叶,它们互成120°角,当风扇转动时,观察者感觉扇叶不动,则风扇转速可能是()A.600 r/minB.900 r/minC.1 200 r/minD.3 000 r/min11、(双选)一辆卡车在水平路面上行驶,已知该车轮胎半径为R,轮胎转动的角速度为ω,关于各点的线速度大小,下列说法正确的是()A.相对于地面,轮胎与地面的接触点的速度为ωRB.相对于地面,车轴的速度大小为ωRC.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为ωRD.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为2ωR*12、两个小球固定在一根长为L的杆的两端,且绕杆上的O点做匀速圆周运动,如图所示.当小球1的速度为v1,小球2的速度为v2时,则转轴O到小球2的距离为()A.v1v1+v2L B.v2v1+v2L C.v1+v2v1L D.v1+v2v2L13、如图所示,某物体沿14光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点的过程中,物体的速率逐渐增大,则()A.物体的合力为零B.物体的合力大小不变,方向始终指向圆心OC.物体的合力就是向心力D.物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外) 14、关于向心加速度,下列说法正确的是()A.向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量B.向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小C.向心加速度的大小恒定,方向时刻改变D.向心加速度是平均加速度,大小可用a=v-v0t来计算15、为了测定子弹的飞行速度,在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B,盘A、B平行且相距l=2 m,轴杆的转速为n=3 600 r/min。
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。
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。
圆周运动练习
1.在匀速圆周运动中,下列物理量不变的是( )A .向心加速度B .线速度C .向心力D .角速度2.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 ( )A .物体除其他的力外还要受到—个向心力的作用B .物体所受的合外力提供向心力C .向心力是一个恒力D .向心力的大小—直在变化3.下列关于向心力的说法中正确的是( )A .物体受到向心力的作用才可能做圆周运动B .向心力是指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果来命名的,但受力分析时应该画出C .向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中某一种力或某几种力的合力D .向心力只改变物体运动的方向,不改变物体运动的快慢4. 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( )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。
5.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,物体所受向心力是 ()A .重力B .弹力C .静摩擦力D .滑动摩擦力 6.如图所示,一圆盘可绕通过圆盘中心O 且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一小木块A ,它随圆盘一起做匀速圆周运动。
则关于木块A 的受力,下列说法正确的是( )A .木块A 受重力、支持力和向心力B .木块A 受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向指向圆心C .木块A 受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相反D .木块A 受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相同7.甲、乙两个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,在相同时间里甲转过60°角,乙转过45°角。
则它们的向心力之比为( )A .1∶4B .2∶3C .4∶9D .9∶16 9.如图所示,质量为m 的滑块与轨道间的动摩擦因数为μ,当滑块从A 滑到B 的过程中,受到的摩擦力的最大值为F μ,则( )A .F μ=μmgB .F μ<μmgC .F μ>μmgD .无法确定F μ的值 10.对于作匀速圆周运动物体( )A .线速度大的角速度一定大。
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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圆周运动练习
1、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动 而未滑动。
当圆筒的角速度增大以后,下列说法正确的是
A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大了
B.物体所受弹力增大,摩擦力减小了
C.物体所受弹力和摩擦力都减小了
D.物体所受弹力增大,摩擦力不变
2、如图所示,小物块A 与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一
起作匀速圆周运动,则下列关于A 的受力情况说法正确的是 A .受重力、支持力
B .受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C .受重力、支持力、摩擦力和向心力
D .受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力
3. 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.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
4.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 ,下列说法中正确的是
A .v 的极小值为gL
B .v 由零逐渐增大,向心力也增大
C .当v 由gL 逐渐增大时,杆对小球的弹力逐渐增大
D .当v 由gL 逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐增大
5. (多选)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N a 、N b 、N c 、N d ,则 A. a N G < B 。
b N G > C. c N G > D. d N G <
6.(多选)如图所示,当正方形薄板绕着过其中心O 并与板垂直 的转动轴转动时,板上A 、B 两点的
A B
O
第6题
第5题
A .角速度之比ωA ∶ω
B =1∶1 B .角速度之比ωA ∶ωB =1∶2
C .线速度之比v A ∶v B =2∶1
D .线速度之比v A ∶v B =1∶2
7.(多选)如图,在绕地运行的天宫一号实验舱中,宇航员王亚平将支架固定在桌面上,摆轴末端用细绳连接一小球.拉直细绳并给小球一个垂直细绳的初速度,它做圆周运动.在a 、b 两点时,设小球动能分别为E ka 、E kb ,细绳拉力大小分别为T a 、T b ,阻力不计,则
A .E ka >E kb
B .E ka =E kb
C .T a >T b
D .T a =T b
8.(多选)如图所示,由于地球的白转,地球表面上P 、O 两物体均绕地球白转轴做匀速圆周运动,对于P 、O 两物体的运动,下列说法正确的是 A. P 、O 两点的角速度大小相等 B. P 、O 两点的线速度大小相等
C .同一物体在O 点的向心加速度比在P 点的向心加速度大 D.放在P 、O 两处的物体均只受重力和支持力两个力作用 9.(多选)右图为过山车以及轨道简化模型,以下判断正确的是
A.过山车在圆轨道上做匀速圆周运动
B.过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于gR C.过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态
D.过山车在斜面h =2R 高处由静止滑下能通过圆轨道最高点
10.(多选)如图,两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上,a 与转轴
OO ′的距离为l ,b 与转轴的距离为2l 。
木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍,重力加速度大小为g 。
若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是 A .b 一定比a 先开始滑动
B .a 、b 所受的摩擦力始终相等
C .ω=
l
kg
2是b 开始滑动的临界角速度 D .当ω=
l
kg
32时,a 所受摩擦力的大小为kmg 11.(多选)如图甲所示,一长为l 的轻绳,一端穿在过O 点的水平转轴上,另一端固定一质
量未知的小球,整个装置绕O 点在竖直面内转动.小球通过最高点时,绳对小球的拉力F 与其速度平方v 2的关系如图乙所示,重力加速度为g ,下列判断正确的是
A.图象函数表达式为F =mg l
v m 2
a
b
摆轴
支架
O
B
A C D
B.重力加速度g =
l
b C.绳长不变,用质量较小的球做实验,得到的图线斜率更大 D.绳长不变,用质量较小的球做实验,图线b 点的位置不变
12.(多选)如图,半径为R 的水平圆盘绕过圆心O 的竖直轴匀速转动,A 为圆盘边缘上一点.某
时刻,在O 的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v 沿半径OA 方向水平抛出,若小球恰好直接落在A 点,重力加速度为g ,则 A .小球从抛出到落在A 点的时间为
v
R
π2 B .小球抛出时距O 的高度为22
2v gR
C .圆盘转动的最小角速度为
R v
π2 D .圆盘转动的角速度可能等于R
v
π4
13.如图所示的皮带传动装置中,轮A 和B 同轴,A 、B 、C 分别是三个轮边缘的质点,且R A =R C =2R B ,则三质点的向心加速度之比a A :a B :a C =__________________。
14.几位同学探究“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”。
他们用细线吊着一小铁球,使小铁球在水平面内做匀速圆周运动,如图。
他们用仪器测出下列物理量:小铁球质量m ,悬点O 到球心距离l ,细线与竖直方向的夹角α。
已知重力加速度为g 。
则小铁球做匀速圆周运动所需的向心力F n =_________;小铁球做匀速圆周运动时的角速度ω= ;小铁球做匀速圆周运动时的线速度ν= 。
15.(16分)如图,在竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为10m ,A 端与圆心O 等高,
AD 为水平面,B 端在O 的正上方.一个小球自A 点正上方由静止释放,自由下落至A 点进入圆轨道,到达B 点时对轨道的压力恰好为零.g 取10m/s 2.求: ⑴释放点距A 点的竖直高度. ⑵落点C 与A 点的水平距离.
16.(10分)如图13所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴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.求:
(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;
(2)当物块在A点随筒做匀速转
动,且其所受到的摩擦力为零时,筒
转动的角速度.
圆周运动练习
13、a A :a B :a C =4:2:1; 14、F n =αtan mg 、ω=αcos l g
ν=
αα
cos sin gl
15.(16分)参考答案:
(1)若小球在B 点时速度为V B ,由小球到达B 点时对轨道的压力恰好为零,有
R
v m mg B
2= ① (3分)
若释放点距A 点的竖直高度为h ,由机械能守恒定律有:
mgR mv mgh B +=
2
2
1 ② (3分) 由①②式并代入数据解得:m 15=h (2分) (2)小球在B 点以水平速度V B 做平抛运动,
竖直方向有: 2
2
1gt R =
③(2分) 水平方向有: t v B =OC S ④(2分), 由③④式并代入数据解得:14.1m Soc =(2分) 落点C 与A 点的水平距离 4.1m 10m 14.1m S S S OA OC AC =-=-=(2分)
16:(1)如图14,当圆锥筒静止时,物块受到重力、摩擦力f 和支持力N .由题意可知
f =m
g sin θ=
H
R 2+H 2
mg ,
①
N =mg cos θ=
R
R 2+H 2
mg . ②
(2)物块受到重力和支持力的作用,设圆筒和物块匀速转动的角速度为ω.
竖直方向 N cos θ=mg , ③ 水平方向 N sin θ=mω2r , ④
联立③④,得ω= g r tan θ. 其中 tan θ=H R ,r =R
2, 所以ω
=2gH R .。