圆周运动综合题
圆周运动题型总汇 超全
圆周运动练习题1．下列关于圆周运动的说法正确的是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，下列说法正确的是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．下列关于离心现象的说法正确的是A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动４．下列关于向心力的说法中，正确的是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．下列说法正确的是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。
6.1 圆周运动 习题—2020-2021学年人教版(2019)高中物理必修第二册
一、圆周运动分题型练习同轴转动1．汽车后备箱盖一般都有可伸缩的液压杆，如图甲所示，图乙为简易侧视示意图，液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O′点，B也为后盖上一点，后盖可绕过O点的固定铰链转动，在合上后备箱的过程中()甲乙A．A点相对于O′点做圆周运动B．B点相对于O′点做圆周运动C．A与B相对于O点线速度大小相同D．A与B相对于O点角速度大小相同2．如图所示是一个玩具陀螺．a、b和c是陀螺外表面上的三个点．当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是()A．a、b和c三点的线速度大小相等B．a、b和c三点的角速度相等C．a、b的角速度比c的大D．c的线速度比a、b的大3．（多选）甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的角速度之比为3∶1，线速度之比为2∶3，那么下列说法中正确的是()A．它们的半径之比为2∶9B．B．它们的半径之比为1∶2C．它们的周期之比为2∶3D．D．它们的周期之比为1∶34．如图所示，两个小球固定在一根长为l的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动。
当小球A的速度为v A时，小球B的速度为v B，则轴心O到小球A的距离是()A．v A(v A＋v B)l B.vAlvA＋v BC.vA＋v B lvAD.vA＋v B lvB5．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6．如图所示，圆环以直径AB为轴匀速转动，已知其半径R＝0.5 m，转动周期T＝4 s，求环上P点和Q点的角速度和线速度总结：同轴转动的各点角速度、转速、周期相等，线速度与半径成正比。
传动装置7．（多选）-如图所示为某一皮带传动装置。
主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2.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 1 r 2 nD．从动轮的转速为r2r1n8．如图所示为锥形齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转动，大、小齿轮的角速度大小分别为ω1、ω2，两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2，则() A．ω1＜ω2，v1＝v2B．ω1＞ω2，v1＝v2C．ω1＝ω2，v1＞v2D．ω1＝ω2，v1＜v29．(多选)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∶110．在如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在—起绕同—转轴转动。
高一物理圆周运动专题训练(附解析)
高一物理圆周运动专题训练（附解析）高中物理是高中理科(自然科学)基础科目之一，小编准备了高一物理圆周运动专题训练，具体请看以下内容。
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，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，应等于()A.sin =B.tan =C.sin 2=D.cot =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 =m，Ncos =mg，解得：tan =，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=(0.4-0.410) 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).高中是人生中的关键阶段，大家一定要好好把握高中，编辑老师为大家整理的高一物理圆周运动专题训练，希望大家喜欢。
(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。
高中物理【圆周运动的综合分析】专题训练练习题
高中物理【圆周运动的综合分析】专题训练练习题课时作业(A)[A 组 基础达标练]1.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 ＝0C ．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 的距离成正比解析：物体随圆盘转动过程中，如果圆盘匀速转动，则摩擦力指向圆心，如果变速转动，则摩擦力的一个分力充当向心力，另一个分力产生切向加速度，摩擦力不指向圆心，A 、B 错误；根据公式F ＝f ＝mω2r 可得在物体与轴O 的距离一定的条件下，f 跟圆盘转动的角速度的平方成正比，C 错误；因为ω＝2πn ，所以f ＝m (2πn )2r ，即转速一定的条件下，f 跟物体到轴O 的距离成正比，D 正确。
答案：D2.半径为R 的光滑半圆球固定在水平面上(如图所示)，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 ．沿半径大于R 的新圆弧轨道做圆周运动D ．立即离开半圆球做平抛运动解析：当v 0＝gR 时，所需向心力F ＝m v 02R ＝mg ，此时，物体与半球面顶部接触但无弹力作用，物体只受重力作用，故做平抛运动。
答案：D3.如图所示，长为3L 的轻杆可绕水平转轴O 转动，在杆两端分别固定质量均为m 的球A 、B(可视为质点)，球A 距轴O 的距离为L 。
现使杆和球在竖直平面内转动。
当球B 运动到最高点时，水平转轴O 对杆的作用力恰好为零，忽略空气阻力。
已知重力加速度为g ，则球B 在最高点时，下列说法正确的是( )A ．球B 的速度为0B ．杆对球B 的弹力为0C ．球B 的速度为2gLD ．球A 的速度等于2gL解析：对B 球：F T ＋mg ＝m v B 22L ，对A 球：F T ′－mg ＝m v A 2L ，同时v B ＝2v A ，要使轴O 对杆作用力为0，即满足F T ＝F T ′，解得v A ＝2gL ，v B ＝22gL ，故只有D 项正确。
2022届高考物理二轮复习卷：圆周运动
2023届高考物理二轮复习卷：圆周运动一、单选题1．（2分）如图所示，水平的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴2.5m处有叠放的甲、乙两小物体与圆盘始终保持相对静止，乙的质量是甲质量的两倍。
甲、乙间的动摩擦因数为0.5，乙与盘面间的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则ω的最大值是（）A．√2rad/s B．1.0rad/s C．25√10rad/s D．25√5rad/s2．（2分）如图，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。
质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止。
A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，α>β，则下列说法正确的是（）A．A的向心力小于B的向心力B．容器对A的支持力一定小于容器对B的支持力C．若ω缓慢增大，则A，B受到的摩擦力一定都增大D．若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下的摩擦力3．（2分）荡秋千是小朋友喜欢的室外活动，若将该过程简化成如图所示的模型（图1为正视图，图2为侧视图），两根等长的轻质悬绳与竖直方向的夹角均为30°，将小朋友视为一个质量m=25kg 的质点。
假设爸爸将小朋友拉至距离秋千最低点高度ℎ=0.5m处轻轻松手，不计一切摩擦和阻力，荡秋千的过程中绳子受到的最大张力为F=125√3N。
重力加速度g=10m/s2。
则轻质悬绳的长度L为（）A．L=2√33m B．L=4√33m C．L=43m D．L=2m二、多选题4．（3分）如图所示，半径为0.4m、粗糙程度处处相同的四分之三圆形管道竖直固定放置，直径AC 水平，B是圆形管道的最低点，D是圆形管道的最高点。
质量为100g的小球从A点正上方1.2m处的点P由静止释放，运动到轨道最低点B时对轨道的压力为8N，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则以下说法错误．．的是（）A．小球沿圆形轨道从A下滑到B的过程中克服摩擦力做功为0.2JB．小球运动到圆形轨道的C点时对轨道的压力大小为4NC．小球沿圆形轨道恰好能通过最高点DD．若将小球从A点正上方与D等高处由静止释放，则小球运动中将会脱离圆形轨道5．（3分）如图所示，水平圆盘可以围绕竖直轴转动。
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。
高中物理生活中圆周运动试题(有答案和解析)
高中物理生活中的圆周运动试题( 有答案和分析 )一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．圆滑水平面AB 与竖直面内的圆形导轨在 B 点连结，导轨半径R＝ 0.5 m，一个质量m＝ 2 kg 的小球在 A 处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接．用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能 Ep＝ 49 J，如下图．松手后小球向右运动离开弹簧，沿圆形轨道向上运动恰能经过最高点C， g 取 10 m/s 2．求：(1)小球离开弹簧时的速度大小；(2)小球从 B 到 C 战胜阻力做的功；(3)小球走开 C 点后落回水平面时的动能大小．【答案】（1）7m / s（ 2）24J（ 3）25J【分析】【剖析】【详解】(1)依据机械能守恒定律E p＝1mv12 ?①212Ep＝7m/s ②v ＝m(2)由动能定理得－ mg·2R－ W f＝1mv221mv12③22小球恰能经过最高点，故mg m v22④R由②③④得W f＝24 J(3)依据动能定理：mg 2R E k 1mv22 2解得： E k25J故本题答案是：（ 1）7m / s（ 2）24J（ 3）25J【点睛】(1)在小球离开弹簧的过程中只有弹簧弹力做功,依据弹力做功与弹性势能变化的关系和动能定理能够求出小球的离开弹簧时的速度v;(2)小球从 B 到 C 的过程中只有重力和阻力做功,依据小球恰巧能经过最高点的条件获得小球在最高点时的速度 ,进而依据动能定理求解从 B 至 C 过程中小球战胜阻力做的功 ;(3)小球走开 C 点后做平抛运动 ,只有重力做功,依据动能定理求小球落地时的动能大小2．图示为一过山车的简略模型，它由水平轨道和在竖直平面内的圆滑圆形轨道构成，BC 分别是圆形轨道的最低点和最高点，其半径R=1m，一质量 m＝1kg 的小物块（视为质点）从左側水平轨道上的 A 点以大小 v0＝ 12m／ s 的初速度出发，经过竖直平面的圆形轨道后，停在右边水平轨道上的 D 点．已知 A、B 两点间的距离 L1＝ 5． 75m，物块与水平轨道写的动摩擦因数0． 2，取 g＝ 10m／ s2，圆形轨道间不互相重叠，求：（1）物块经过 B 点时的速度大小 v B；（2）物块抵达 C 点时的速度大小 v C；（3） BD 两点之间的距离 L2，以及整个过程中因摩擦产生的总热量Q【答案】 (1)11m / s (2)9m / s(3)72J【分析】【剖析】【详解】（1）物块从 A 到 B 运动过程中，依据动能定理得：mgL11mv B21mv02 22解得： v B11m / s（2）物块从 B 到 C 运动过程中，依据机械能守恒得：1mv B21mv C2mg·2R 22解得： v C9m / s（3）物块从 B 到 D 运动过程中，依据动能定理得：mgL201mv B2 2解得： L230.25m对整个过程，由能量守恒定律有：Q 1mv020 2解得： Q=72J【点睛】选用研究过程，运用动能定理解题．动能定理的长处在于合用任何运动包含曲线运动．知道小滑块能经过圆形轨道的含义以及要使小滑块不可以离开轨道的含义．3．如下图，竖直平面内的圆滑的正上方， AD 为与水平方向成3/4 的圆周轨道半径为R， A 点与圆心O 等高， B 点在 O θ =45°角的斜面， AD 长为 72 R．一个质量为m 的小球（视为质点）在 A 点正上方 h 处由静止开释，自由着落至 A 点后进入圆形轨道，并能沿圆形轨道抵达 B 点，且抵达 B 处时小球对圆轨道的压力大小为mg，重力加快度为g，求：(1)小球到 B 点时的速度大小vB(2)小球第一次落到斜面上 C 点时的速度大小v(3)改变 h，为了保证小球经过 B 点后落到斜面上，h 应知足的条件【答案】 (1) 2gR (2)10gR (3) 3R h 3R2【分析】【剖析】【详解】(1)小球经过 B 点时，由牛顿第二定律及向心力公式，有2mg mg mv BR解得v B2gR(2)设小球走开 B 点做平抛运动，经时间t ，着落高度y，落到 C 点，则y 1gt 2 2y cot v B t两式联立，得2v B24gRy4Rg g对小球着落由机械能守恒定律，有1mv B2mgy 1 mv222解得vv22gy2gR8gR 10gRB(3)设小球恰巧能经过 B 点，过 B 点时速度为 v1，由牛顿第二定律及向心力公式，有mg m v12R又mg (h R)1mv122得h 3 R2能够证明小球经过 B 点后必定能落到斜面上设小球恰巧落到 D 点，小球经过 B 点时速度为 v2，飞翔时间为 t ，(72R2R)sin 1 gt22(72R2R)cos v2t解得v2 2 gR又mg (h R)1mv222可得h3R故 h 应知足的条件为 3 R h 3R2【点睛】小球的运动过程能够分为三部分，第一段是自由落体运动，第二段是圆周运动，此机遇械能守恒，第三段是平抛运动，剖析清楚各部分的运动特色，采纳相应的规律求解即可．4．如下图，长为3l 的不行伸长的轻绳，穿过一长为l 的竖直轻质细管，两头分别拴着质量为m、2m的小球 A 和小物块B，开始时 B 静止在细管正下方的水平川面上。
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。
专题6-1 圆周运动(练)(解析版)
6.1 圆周运动（练）一、单选题1．小球在水平面内做匀速圆周运动，以下描述小球运动的物理量有发生变化的是（）A．转速B．线速度C．周期D．角速度【答案】B【解析】B．小球在水平面内做匀速圆周运动，速度的大小不变，方向时刻在变，则线速度变化，故B正确；ACD．转速和周期是标量，小球的速度大小不变，则小球的转速、周期没有发生变化，角速度虽然是矢量，但角速度方向不变，则角速度不变，故ACD错误；故选B。
2．骑自行车出行，不仅低碳环保，还能强身健体。
自行车的大齿轮、小齿轮是相互关联的转动部分，其边缘有两个点A、B，如图所示。
当大齿轮带动小齿轮匀速转动时，下列说法正确的是（）A．A、B两点的线速度大小相等B．A点的线速度比B点的线速度大C．A点的线速度比B点的线速度小D．A、B两点的周期相等【答案】A【解析】ABC．边缘有两个点A、B是皮带传动，线速度大小相等，选项A正确，BC错误；D．A、B两点线速度大小相等，而半径不相等，根据2rTvπ=可知A、B两点的周期不相等，选项D错误。
故选A 。
3．风能是一种绿色能源。
如图所示，叶片在风力推动下转动，带动发电机发电，M 、N 为同一个叶片上的两点，下列判断正确的是（ ）A ．M 点的线速度小于N 点的线速度B ．M 点的角速度小于N 点的角速度C ．M 点的转速大于N 点的转速D ．M 点的周期大于N 点的周期【答案】A【解析】M 、N 两点转动的角速度相等，转速相等，则周期相等，根据v ＝rω知，M 点转动的半径小，则M 点的线速度小于N 点的线速度，BCD 错误，A 正确。
故选A 。
4．如图所示，一个球绕中心轴线'OO 以角速度ω转动，O 为球心，则（ ）A ．若30θ=︒，则1::2AB v v =B ．若30θ=︒，则A B v v :2:1=C．A、B两点的角速度相等D．A、B两点的线速度相等【答案】C【解析】C．共轴转动的各点角速度相等，故A、B两点的角速度相等；故C正确；ABD．A点的转动半径为RA=RB点的转动半径为R，根据公式v=rω线速度之比为vA：vB=RA:RB故ABD错误。
【物理】物理生活中的圆周运动练习题20篇及解析
【物理】物理生活中的圆周运动练习题20篇及解析一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动1．如图，光滑轨道abcd 固定在竖直平面内，ab 水平，bcd 为半圆，在b 处与ab 相切．在直轨道ab 上放着质量分别为m A =2kg 、m B =1kg 的物块A 、B （均可视为质点），用轻质细绳将A 、B 连接在一起，且A 、B 间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接），其弹性势能E p =12J ．轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M =2kg 、长L =0.5m 的小车，小车上表面与ab 等高．现将细绳剪断，之后A 向左滑上小车，B 向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d 处．已知A 与小车之间的动摩擦因数µ满足0.1≤µ≤0.3，g 取10m /s 2，求（1）A 、B 离开弹簧瞬间的速率v A 、v B ； （2）圆弧轨道的半径R ；（3）A 在小车上滑动过程中产生的热量Q （计算结果可含有µ）．【答案】（1）4m/s （2）0.32m(3) 当满足0.1≤μ<0.2时，Q 1=10μ ；当满足0.2≤μ≤0.3时，22111()22A A m v m M v -+ 【解析】 【分析】（1）弹簧恢复到自然长度时，根据动量守恒定律和能量守恒定律求解两物体的速度； （2）根据能量守恒定律和牛顿第二定律结合求解圆弧轨道的半径R ；（3）根据动量守恒定律和能量关系求解恰好能共速的临界摩擦力因数的值，然后讨论求解热量Q. 【详解】（1）设弹簧恢复到自然长度时A 、B 的速度分别为v A 、v B ， 由动量守恒定律：0=A A B B m v m v - 由能量关系：2211=22P A A B B E m v m v -解得v A =2m/s ；v B =4m/s（2）设B 经过d 点时速度为v d ，在d 点：2dB B v m g m R=由机械能守恒定律：22d 11=222B B B B m v m v m g R +⋅ 解得R=0.32m（3）设μ=μ1时A 恰好能滑到小车左端，其共同速度为v,由动量守恒定律：=()A A A m v m M v +由能量关系：()2211122A A A A m gL m v m M v μ=-+ 解得μ1=0.2讨论：（ⅰ）当满足0.1≤μ<0.2时，A 和小车不共速，A 将从小车左端滑落，产生的热量为110A Q m gL μμ== （J ）（ⅱ）当满足0.2≤μ≤0.3时，A 和小车能共速，产生的热量为()22111122A A Q m v m M v =-+，解得Q 2=2J2．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。
高中物理【圆周运动】章末综合测评
高中物理【圆周运动】章末综合测评一、选择题(本题共10小题。
在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求)1．如图所示事例利用了离心现象的是( )解析：自行车赛道倾斜，应用了地面对自行车的力与自行车和人的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 v 2r ，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，防止产生(发生)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，利用了离心运动，故D 正确。
答案：D2.2022年2月5日，短道速滑混合接力队夺得中国在本次冬奥会的首枚金牌。
如图所示，若将某运动员在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动(不考虑冰刀嵌入冰内部分)，已知该运动员质量为m ，转弯时冰刀平面与冰面间夹角为θ，冰刀与冰面间的动摩擦因数为μ，弯道半径为R ，重力加速度为g ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为( )A.μgR (1＋tan θ)B.μgR cos θC.μgR (1＋cos θ)D.μgR解析：最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度满足μmg ＝m v 2R，则v ＝μgR ，故D 正确。
答案：D3.如图所示，竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为R，上部侧面A处开有小口，在小口A的正下方h处亦开有与A大小相同的小口B，小球从小口A沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，要使小球从B口处飞出，小球进入A口的最小速率v0为()A．πR g2h B．πR2ghC．πR 2hg D．πRgh解析：小球在竖直方向做自由落体运动，所以小球在筒内的运动时间为t＝2hg，在水平方向，以圆周运动的规律来研究，得到t＝n2πR v0(n＝1,2,3，…)，所以v0＝2nπRt＝2nπR gh(n＝1,2,3，…)，当n＝1时，v0取最小值，所以最小速率v0为πR 2gh，故选B。
高中物理生活中的圆周运动题20套(带答案)含解析
高中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．有一水平放置的圆盘，上面放一劲度系数为k的弹簧，如图所示，弹簧的一端固定于轴O上，另一端系一质量为m的物体A，物体与盘面间的动摩擦因数为μ，开始时弹簧未发生形变，长度为l．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．求：（1）盘的转速ω0多大时，物体A开始滑动？（2）当转速缓慢增大到2ω0时，A仍随圆盘做匀速圆周运动，弹簧的伸长量△x是多少？【答案】（1）glμ（2）34mglkl mgμμ-【解析】【分析】（1）物体A随圆盘转动的过程中，若圆盘转速较小，由静摩擦力提供向心力；当圆盘转速较大时，弹力与摩擦力的合力提供向心力．物体A刚开始滑动时，弹簧的弹力为零，静摩擦力达到最大值，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求解角速度ω0．（2）当角速度达到2ω0时，由弹力与摩擦力的合力提供向心力，由牛顿第二定律和胡克定律求解弹簧的伸长量△x．【详解】若圆盘转速较小，则静摩擦力提供向心力，当圆盘转速较大时，弹力与静摩擦力的合力提供向心力．（1）当圆盘转速为n0时，A即将开始滑动，此时它所受的最大静摩擦力提供向心力，则有：μmg＝mlω02，解得：ω0=g l μ即当ω0＝glμA开始滑动．（2）当圆盘转速达到2ω0时，物体受到的最大静摩擦力已不足以提供向心力，需要弹簧的弹力来补充，即：μmg+k△x＝mrω12，r=l+△x解得：34mgl xkl mgμμ-V＝【点睛】当物体相对于接触物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大，这是经常用到的临界条件．本题关键是分析物体的受力情况．2．如图所示，竖直圆形轨道固定在木板B 上，木板B 固定在水平地面上，一个质量为3m 小球A 静止在木板B 上圆形轨道的左侧．一质量为m 的子弹以速度v 0水平射入小球并停留在其中，小球向右运动进入圆形轨道后，会在圆形轨道内侧做圆周运动．圆形轨道半径为R ，木板B 和圆形轨道总质量为12m ，重力加速度为g ，不计小球与圆形轨道和木板间的摩擦阻力．求：(1)子弹射入小球的过程中产生的内能；(2)当小球运动到圆形轨道的最低点时，木板对水平面的压力；(3)为保证小球不脱离圆形轨道，且木板不会在竖直方向上跳起，求子弹速度的范围．【答案】(1)2038mv (2) 2164mv mg R+(3)042v gR ≤或04582gR v gR ≤≤【解析】本题考察完全非弹性碰撞、机械能与曲线运动相结合的问题． (1)子弹射入小球的过程，由动量守恒定律得：01(3)mv m m v =+ 由能量守恒定律得：220111422Q mv mv =-⨯ 代入数值解得：2038Q mv =(2)当小球运动到圆形轨道的最低点时，以小球为研究对象，由牛顿第二定律和向心力公式得211(3)(3)m m v F m m g R+-+=以木板为对象受力分析得2112F mg F =+ 根据牛顿第三定律得木板对水平的压力大小为F 2木板对水平面的压力的大小202164mv F mg R=+(3)小球不脱离圆形轨有两种可能性：①若小球滑行的高度不超过圆形轨道半径R由机械能守恒定律得：()()211332m m v m m gR +≤+ 解得：042v gR ≤②若小球能通过圆形轨道的最高点小球能通过最高点有：22(3) (3)m m vm m gR++≤由机械能守恒定律得：221211(3)2(3)(3)22m m v m m gR m m v+=+++代入数值解得：45v gR≥要使木板不会在竖直方向上跳起，木板对球的压力：312F mg≤在最高点有：233(3)(3)m m vF m m gR+++=由机械能守恒定律得：221311(3)2(3)(3)22m m v m m gR m m v+=+++解得：82v gR≤综上所述为保证小球不脱离圆形轨道，且木板不会在竖直方向上跳起，子弹速度的范围是042v gR≤或4582gR v gR≤≤3．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m1＝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m2＝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﹣2t2，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/s2，求：（1）质量为m2的物块在D点的速度；（2）判断质量为m2＝0.2kg的物块能否沿圆轨道到达M点：（3）质量为m2＝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 y22100.45gR=⨯⨯m/s＝3m/syDvv=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 ==m/s 物块到达P 的速度：P 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 .4．如图所示,半径R=2.5m 的竖直半圆光滑轨道在B 点与水平面平滑连接,一个质量m=0.50kg 的小滑块(可视为质点)静止在A 点.一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A 点开始运动,经B 点进入圆轨道,沿圆轨道运动到最高点C,并从C 点水平飞出,落在水平面上的D 点.经测量,D、B间的距离s1=10m,A、B间的距离s2=15m,滑块与水平面的动摩擦因数 ,重力加速度.求:(1)滑块通过C点时的速度大小;(2)滑块刚进入圆轨道时,在B点轨道对滑块的弹力;(3)滑块在A点受到的瞬时冲量的大小.【答案】（1）（2）45N（3）【解析】【详解】（1）设滑块从C点飞出时的速度为v c，从C点运动到D点时间为t滑块从C点飞出后，做平抛运动，竖直方向：2R=gt2水平方向：s1=v c t解得：v c=10m/s（2）设滑块通过B点时的速度为v B，根据机械能守恒定律mv B2=mv c2+2mgR解得：v B=10m/s设在B点滑块受轨道的压力为N，根据牛顿第二定律：N-mg=m解得：N=45N（3）设滑块从A点开始运动时的速度为v A，根据动能定理；-μmgs2=mv B2-mv A2解得：v A=16.1m/s设滑块在A点受到的冲量大小为I，根据动量定理I=mv A解得：I=8.1kg•m/s；【点睛】本题综合考查动能定理、机械能守恒及牛顿第二定律，在解决此类问题时，要注意分析物体运动的过程，选择正确的物理规律求解．5．如图所示，一质量M=4kg的小车静置于光滑水平地面上，左侧用固定在地面上的销钉挡住。
14圆周运动习题综合练习
圆周运动习题综合练习例1 如图1所示，已知绳长l=0.2米，水平杆长L=0.1米，小球m 的质量 m=0.3千克，整个装置可绕竖直轴转动，当该装置以某一角速度转动时，绳子与竖直方向成30°角。
（1）试求该装置转动的角速度；（2）此时绳的张力是多大？分析和解当整个装置以角速度ω转动时，小球m 将做圆周运动，圆周运动的圆心在竖直轴上，且和m 在同一平面上。
小球m 只受到两个力的作用，重力G =mg ，及绳子的拉力T 。
而这两个力的合力即为小球所受到的向心力F n 。
用正交分解法，和公式F n =ma n 可得T m r T mg ⋅=⋅-=sin cos θωθ20由几何知识可得，r L l =+sin θ，把已知数据代入得T r T r ⨯=⨯-⨯==+⨯120332031000102122....ω 解之得ω= 5.37 弧度/秒 T = 3.46 牛又解：此题中，m 只受两个力的作用，所以用平行四边形法则解也很方便。
由上面的分析已知，物体受竖直向下的的重力。
大小为mg 受绳的拉力T 作用。
只知道它的方向与竖直方向夹角为θ，又因为小球m 在水平面内做匀速圆周运动，所以受到水平向左（指向圆心）的合外力，即上述重力和拉力的合力水平向左。
由这四个已知（mg 的大小、方向、T 的方向及∑F 的方向）可得图2的平行四边形。
解这个平行四边形可得∑∑∑F mg T mg F ma F m r r L LF m l L n n ==⨯⨯===⨯====+∴=+=⨯+=tg ..cos ..()..(..)./θθωω031033173031032346221*********5372牛牛又根据牛顿第二定律得且弧度秒说明（1）既然牛顿第二定律是解圆周运动的重要依据，那么对做圆周运动的物体进行受力分析就是必不可少的了。
因此我们在解圆周运动问题时几乎无一例外地要首先画草图对物体进行受力分析。
（2）在圆周运动中，向心力的方向往往为已知，而这个已知在受力分析中充当重要角色。
物理生活中的圆周运动题20套(带答案)
【详解】
（1）滑块在传送带上运动的加速度为 a=μg=3m/s2；则加速到与传送带共速的时间
t v0 1s 运动的距离： x 1 at2 1.5m ，
a
2
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： F mg m v02 R
解得 F=28N，即滑块滑到 B 点时对半圆轨道的压力大小 28N.
代入数据解得：v0＝4m/s，
对小球，由牛顿第二定律得：F﹣m0g＝m0 v02 l
代入数据解得：F＝30N
（2）小球
C
与
A
碰撞后向左摆动的过程中机械能守恒，得：
1 2
mvC2
mgh
所以： vC 2gh 2100.2 2m/s
小球与 A 碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向， 由动量守恒定律得：m0v0＝﹣m0vc+mvA 代入数据解得：vA＝1.5m/s （3）物块 A 与木板 B 相互作用过程，系统动量守恒，以 A 的速度方向为正方向， 由动量守恒定律得：mvA＝（m+M）v 代入数据解得：v＝0.5m/s
3．如图所示，在光滑的圆锥体顶部用长为
的细线悬挂一质量为
的小球，
因锥体固定在水平面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为 线在水平面内做匀速圆周运动，小球静止时细线与母线给好平行，已知
，物体绕轴
，
重力加速度 g 取
若北小球运动的角速度
，求此时细线对小球的拉力大小。
【答案】 【解析】 【分析】 根据牛顿第二定律求出支持力为零时，小球的线速度的大小，从而确定小球有无离开圆锥 体的斜面，若离开锥面，根据竖直方向上合力为零，水平方向合力提供向心力求出线对小 球的拉力大小。 【详解】 若小球刚好离开圆锥面，则小球所受重力与细线拉力的合力提供向心力，有：
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。
(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，到小轮中心距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。
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（）A．甲正确B．乙正确C．丙正确D．无法判断9．在光滑杆上穿着两上小球m1、m2，且m l=2m2，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r2之比为（）A .1：1 B．1：2C．2：1 D．1：210．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/s2）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？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AED、可能会再次落到圆轨道上。
圆周运动测试题及答案
圆周运动（一）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0D．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，到小轮中心距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。
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（）A．甲正确B．乙正确C．丙正确D．无法判断9．在光滑杆上穿着两上小球m1、m2，且m l=2m2，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r2之比为（）A .1：1B．1：2C．2：1D．1：210．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/s2）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？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AED、可能会再次落到圆轨道上。
2025版新教材高考物理复习特训卷考点25圆周运动的临界及综合问题
考点25圆周运动的临界及综合问题——提实力1．[2024·江苏淮安模拟预料]如图所示，两金属杆构成十字架竖直放置，其中PQ杆粗糙，两根相同的轻弹簧一端固定在A点，另一端各连接质量为m的小球，小球穿过PQ杆，且与MN杆距离相等．十字架绕MN分别以ω1、ω2运动时，小球均相对于杆静止．若ω2>ω1，与以ω1匀速转动时相比，以ω2匀速转动时( )A．两球间的距离肯定变大B．弹簧弹力肯定变大C．小球所受摩擦力肯定变大D．小球所受合力肯定变大2．[2024·安徽高三开学考试]如图所示，一质量为M的人站在台秤上，手拿一根长为R的细线一端，另一端系一个质量为m的小球，使小球在竖直平面内做圆周运动．若小球恰好能做完整的圆周运动，已知圆周上b为最高点，a、c为圆心的等高点，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是( )A．小球运动到最高点b时，小球的速度为零B．小球运动到最高点b时，台秤的示数最小，且为MgC．小球在a、c两个位置时，台秤的示数相同，且为Mg＋mgD．小球运动到最低点时台秤的示数为Mg＋6mg3．[2024·黑龙江省八校联考]如图所示，我国男子体操运动员张成龙用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动．如图甲所示，张成龙运动到最高点时，用力传感器测得张成龙与单杠间弹力大小为F，用速度传感器记录他在最高点的速度大小为v，得到F v2图像如图乙所示．g取10 m/s2，则下列说法中错误的是( )A．张成龙的质量为65 kgB．张成龙的重心到单杠的距离为0.9 mC．当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的弹力方向向上D．当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的弹力方向向下4．[2024·浙江台州质检]火车轨道的转弯处外轨高于内轨，如图所示．若已知某转弯处轨道平面与水平面夹角为θ，弯道处的圆弧半径为R.在该转弯处规定的平安行驶的速度为v，则下列说法中正确的是( )A．该转弯处规定的平安行驶的速度为v＝Rg tan θB．该转弯处规定的平安行驶的速度为v＝Rg sin θC．当实际行驶速度大于v时，轮缘挤压内轨D．当实际行驶速度小于v时，轮缘挤压外轨5.[2024·江苏模拟预料]一匹马拉着雪橇沿冰雪覆盖的某一段近圆弧山路匀速率移动．设圆弧路面的半径为R，由于山路较长，马对雪橇的拉力可视为总是平行于路面，雪橇的质量为m，雪橇与路面间的动摩擦因数为μ＝320.马将雪橇由底端拉上30°圆弧的过程中，下列说法正确的是( )A．马对雪橇的拉力始终增大B．路面对雪橇的支持力始终增大C．路面对雪橇的作用力保持不变D．马对雪橇做的功为(1－32)mgR＋380mgR6．[2024·江苏扬州中学考试]如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为R的磁性圆轨道竖直固定，质量为m的铁球(视为质点)沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，则( )A．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动B．由于磁力的作用，铁球绕轨道运动过程中机械能不守恒C．铁球在A点的速度必需大于gRD．轨道对铁球的磁性引力至少为5mg，才能使铁球不脱轨7．[2024·江苏泰兴市开学考试]我国越野滑雪集训队为备战2024冬奥会，在河北承德雪上项目室内训练基地，利用工作起来似巨型“陀螺”的圆盘滑雪机模拟一些特定的训练环境和场景，其转速和倾角(与水平面的最大夹角达18°)依据须要可调．一运动员的某次训练过程简化为如下模型：圆盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离为10 m处的运动员(保持图中滑行姿态，可看成质点)与圆盘始终保持相对静止，运动员质量为60 kg，与盘面间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为15°，g取10 m/s2，已知sin 15°≈0.260，cos 15°≈0.966.则下列说法正确的是( )A．运动员随圆盘做匀速圆周运动时，肯定始终受到两个力的作用B．ω的最大值约为0.47 rad/sC．ω取不同数值时，运动员在最高点受到的摩擦力肯定随ω的增大而增大D．运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力对其所做的功约为3 870 J8．[2024·浙江模拟]一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动的轻杆，另一端与一小球相连，如图甲所示．现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置起先计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度v x随时间t的改变关系如图乙所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是( )A．t1时刻小球通过最高点，t3时刻小球通过最低点B．t2时刻小球通过最高点，t3时刻小球通过最低点C．v1大小肯定大于v2大小，图乙中S1和S2的面积肯定相等D．v1大小可能等于v2大小，图乙中S1和S2的面积可能不等9．如图所示，一根细线下端拴一个金属小球Q，细线穿过小孔(小孔光滑)另一端连接在金属块P上，P始终静止在水平桌面上，若不计空气阻力，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆).事实上，小球在运动过程中不行避开地受到空气阻力作用．因阻力作用，小球Q的运动轨道发生缓慢的改变(可视为一系列半径不同的圆周运动).下列推断正确的是( )A．小球Q的位置越来越高B．细线的拉力变小C．小球Q运动的角速度变大D．P受到桌面的静摩擦力变大10．[2024·安徽合肥八中模拟](多选)如图所示，在静止的水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连的物体A和B，A和B质量都为m.它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为R A ＝r，R B＝2r，A、B与盘间的动摩擦因数相同且均为μ.若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘缓慢加速转动，快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是( )A．绳子的张力为F T＝3μmgB．圆盘的角速度为ω＝2μg rC．A所受摩擦力方向沿绳指向圆外D．烧断绳子，物体A、B仍将随圆盘一块转动11.[2024·江苏模拟预料]如图所示的装置中，光滑水平杆固定在竖直转轴上，小圆环A 和轻弹簧套在杆上，弹簧两端分别固定于竖直转轴和环A，细线穿过光滑小孔O，两端分别与环A和小球B连接，线与水平杆平行，环A的质量为m，小球B的质量为2m.现使整个装置绕竖直轴以角速度ω匀速转动，细线与竖直方向的夹角为37°.缓慢加速后使整个装置以角速度2ω匀速转动，细线与竖直方向的夹角为53°，此时弹簧弹力与角速度为ω时大小相等，已知重力加速度g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)装置转动的角速度为ω时，细线OB的长度s；(2)装置转动的角速度为2ω时，弹簧的弹力大小F；(3)装置转动的角速度由ω增至2ω过程中，细线对小球B做的功W.考点25 圆周运动的临界及综合问题——提实力1．答案：D解析：因为小球与杆之间有摩擦力，则当角速度变大时，小球仍可能相对于杆静止，故两球间的距离不变，故A 项错误；因为若小球相对于杆静止，故弹簧形变量不变，依据胡克定律F ＝kx ，所以弹簧弹力不变，故B 项错误；小球所受静摩擦力的方向未知，若静摩擦力方向向右，则摩擦力变小，若静摩擦力方向向左，则摩擦力变大，故C 项错误；小球所受合力供应小球的向心力，与以ω1匀速转动时相比，以ω2匀速转动时所需向心力变大，即小球所受合力变大，故D 项正确．2．答案：D解析：小球恰好能做完整的圆周运动，在最高点时mg ＝m v 2b R，得v b ＝gR ，故A 错误；小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为Mg ，但不是最小，小球从c 向b 运动的过程中细线上有弹力，弹力对人有向上拉的效果，所以台秤的示数小于b 点时，故B 错误；小球在a 、b 、c 三个位置，小球均处于完全失重状态，台秤的示数相同，且为Mg ，故C 错误；小球从最高点运动到最低点，由机械能守恒定律知mg ·2R ＝12mv 2－12mv 2b ，在最低点，由牛顿其次定律F －mg ＝m v 2R，联立解得小球运动到最低点时细线中拉力F ＝6mg ，小球运动到最低点时，台秤的示数最大且为Mg ＋F ＝Mg ＋6mg ，故D 正确．3．答案：C解析：对张成龙在最高点进行受力分析，当速度为零时，有F －mg ＝0结合图像解得质量m ＝65 kg ，所以选项A 正确；当F ＝0时，由向心力公式可得mg ＝mv 2R结合图像可解得R ＝0.9 m 故张成龙的重心到单杠的距离为0.9 m ，所以选项B 正确；当张成龙在最高点的速度为4 m/s 时，设拉力大小为F ，由牛顿其次定律得mg ＋F ＝m v 2R，代入解得，F >0，说明张成龙受单杠的拉力作用，方向竖直向下，所以选项 C 错误，D 正确．4．答案：A解析：火车以某一速度v 经过弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力供应向心力，如图所示依据牛顿其次定律得mg tan θ＝m v 2R解得v ＝gR tan θ，故A 正确，B 错误；当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以供应所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面对外，故C 错误；当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面对内，故D 错误．5．答案：A解析：马拉着雪橇做匀速圆周运动，对雪橇受力分析，如图所示设F N 与竖直方向的夹角为θ，沿着切向受力平衡F T ＝mg sin θ＋μ⎝⎛⎭⎪⎫mg cos θ＋m v 2R ＝mg 1＋μ2sin (θ＋φ)＋μmv 2R ，φ＝arctan μ<60°，θ由0°增大30°的过程中F T 始终增大，故A 正确；沿着半径的方向依据牛顿其次定律有F N ＝mg cos θ＋m v 2R，随着θ的增大，F N 减小，故B 错误；马拉雪橇的过程中，路面对雪橇的作用力为支持力、摩擦力的合力，F N 减小，则F f 减小，则路面对雪橇的作用力变小，故C 错误；对雪橇运用动能定理W 马－⎝ ⎛⎭⎪⎫1－32mgR －W f ＝0，其中W f ＝μF N s 弧，由于F N ＝mg cos θ＋mv 2R， s 弧>12R ，则W f >380mgR ，故D 错误．6．答案：D解析：小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不行能做匀速圆周运动，故A 、B 错误；小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向向上，小铁球的速度只要大于0即可通过最高点，故C 错误；由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，依据F ＝m v 2R，可知小铁球在最低点时须要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下，只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力肯定要大于0.所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为0，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于0.依据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为0，到达最低点时的速度满意mg ·2R ＝12mv 2，轨道对铁球的支持力恰好等于0，则磁力与重力的合力供应向心力，即F －mg ＝v 2R，联立得F ＝5mg ，故D 正确． 7．答案：B解析：当运动员在圆盘最高点时，可能仅受到重力和支持力的作用，还可能受摩擦力，故A错误；在圆盘最下方，依据μmg cos 15°－mg sin 15°＝mω2maxr，解得ωmax＝0.47 rad/s，故B正确；ω取不同数值时，运动员在最高点受到的摩擦力可能大小相等，方向相反，故C错误；运动员运动过程中速度大小不变，动能不变，设W f、W G分别为摩擦力做功和重力做功的大小，有W f＝W G＝mg·2r sin 15°≈3 120 J，故D错误．8．答案：A解析：由对称性可知，在最高点左右两侧对称位置，小球沿水平方向分速度相同，那么在小球达到最高点时，其前后对称时刻的小球的水平分速度相等且最高点时刻水平分速度为正，在题图乙中t1时刻满意要求，所以t1时刻小球通过最高点，同理t3时刻小球通过最低点，故A正确，B错误；从t1到t3，小球重力做正功，始终在加速，在最低点时，速度最大，沿水平方向分速度也最大，即v2＞v1，另外对运动过程分析可得：S1和S2分别表示从最低点到最左边点以及从最左边点到最高点的水平位移大小，它们相等，因此S1和S2的面积相等，故C、D错误．9．答案：B解析：由于小球受到空气阻力作用，线速度减小，则所须要的向心力减小，小球做近心运动，小球的位置越来越低，故A项错误；设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为F T，细线的长度为L，当小球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力供应向心力，如图所示，则有F T＝mgcos θ，mg tan θ＝mv2L sin θ＝mω2L sin θ，解得ω＝gL cos θ，由于小球受到空气阻力作用，线速度减小，θ减小，cos θ增大，因此，细线的拉力F T减小，角速度ω减小，故B项正确，C项错误；对金属块P，由平衡条件知，P受到桌面的静摩擦力大小等于细线的拉力大小，则静摩擦力变小，故D项错误．10．答案：ABC解析：A、B刚好未发生滑动时，二者与接触面间都达到最大静摩擦力，都是拉力与最大静摩擦力的合力供应向心力．不同的是，B所受的静摩擦力沿半径指向圆心，A所受的静摩擦力沿半径背离圆心．两物体A和B随着圆盘转动时，合力供应向心力，有F合＝mω2R，B的轨道半径比A的轨道半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B所受的最大静摩擦力方向沿绳指向圆心，A所受的最大静摩擦力方向沿绳指向圆外．以B为探讨对象，有F T＋μmg＝2mrω2，以A为探讨对象，有F T－μmg＝mrω2，联立解得F T＝3μmg，ω＝2μgr，A、B、C正确；烧断绳子，对A分析，若A恰好未发生相对滑动，有μmg＝mrω2A，解得ωA＝μgr<ω，故此时烧断绳子A肯定发生相对滑动，同理可得，B也肯定发生相对滑动，D错误．11．答案：(1)5g4ω2(2)2mg(3)199mg2144ω2解析：(1)当装置转动的角速度为ω时，对小球B分析得F T1cos 37°＝2mgF T1sin 37°＝2mω2s sin 37°解得s ＝5g 4ω2. (2)装置转动的角速度为2ω时，设OB 的长度为s ′，则对小球B 得 F T2cos 53°＝2mgF T2 sin 53°＝m (2ω)2s ′sin 53°s ′＝5g12ω2 设细线长度为L ，则装置转动的角速度为ω时对圆环A 满意F T1－F ＝mω2(L －s )装置转动的角速度为2ω时，对圆环A 有F T2＋F ＝m (2ω)2(L －s ′)解得F ＝2mg .(3)装置转动的角速度由ω增至2ω过程中，对小球B 得重力势能改变量为ΔE p ＝2mg (s cos 37°－s ′cos 53°)动能改变量为ΔE k ＝12·2m []（2ωs ′sin 53°）2－（ωs sin 37°）2 解得细线对小球B 做的功为W ＝ΔE p ＋ΔE k ＝199mg 2144ω2。
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圆周运动综合题
1．（山东省烟台市2009届高三上学期学段检测卷．物理）如图所示，斜面AB与竖直半圆轨道在B点圆滑相连，斜面倾角为 =45°，半圆轨道的半径为R，一小球从斜面的顶点A由静止开始下滑，进入半圆轨道，最后落到斜面上，不计一切摩擦。
试求：（结果可保留根号）。
（1）欲使小球能通过半圆轨道最高点C，落到斜面上，斜面AB的长度L至少为多大？（2）在上述最小L的条件下，小球从A点由静止开始运动，最后落到斜面上的落点与半圆轨道直径BC的距离x为多大？
2．（09·浙江·24）某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。
比赛路径如图所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟。
已知赛车质量m=0.1kg，通电后以额定功率P=1.5w工作，进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N，随后在运动中受到的阻力均可不记。
图中L=10.00m，R=0.32m，h=1.25m，S=1.50m。
问：要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？（取g=10m/s2）
3．（2007四川高考·16）目前，滑板运动受到青少年的追捧．如图是某滑板运动员在一次表演时的一部分赛道在竖直平面内的示意图，赛道光滑，FGI为圆弧赛道，半径R＝6.5 m，G为最低点并与水平赛道BC位于同一水平面，KA、DE平台的高度都为h＝18 m．B、C、F处平滑连接．滑板a和b的质量均为m，m＝5 kg，运动员质量为M，M＝45 kg．表演开始，运动员站在滑板b上，先让滑板a从A点静止下滑，t1＝0.1 s后再与b板一起从A点静止下滑．滑上BC赛道后，运动员从b板跳到同方向运动的a板上，在空中运动的时间t2＝0.6 s．（水平方向是匀速运动）．运动员与a板一起沿CD赛道上滑后冲出赛道，落在EF赛道的P点，沿赛道滑行，经过G点时，运动员受到的支持力N＝742.5 N．（滑板和运动员的所有运动都在同一竖直平面内，计算时滑板和运动员都看作质点，取g＝10 m/s2）求：
（1）滑到G点时，运动员的速度是多大？
（2）运动员跳上滑板a后，在BC赛道上与滑板a共同运动的速度是多大？
（3）从表演开始到运动员滑至I的过程中，系统的机械能改变了多少？。