物理圆周运动经典习题(含详细答案)

1.在观看双人花式溜冰表演时，观众有时会看到女运动员被男运动员拉着走开冰面在空中做水平方向

的匀速圆周运动．已知经过目测预计拉住女运动员的男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°，重力加快度为g＝ 10 m/s2，若已知女运动员的体重为35 k g，据此可估量该女运动员()

A ．遇到的拉力约为350 2 N

B ．遇到的拉力约为350 N

C．向心加快度约为10 m/s2 D ．向心加快度约为10 2 m/s2

图 4－2－11

1.分析：此题考察了匀速圆周运动的动力学剖析．以女运动员为研究对象，受力剖析如图．依据题意

有 G＝mg＝ 350 N；则由图易得女运动员遇到的拉力约为350 2 N，A 正确；向心加快度约为10 m/s2，

C 正确．答案：AC

2.中央电视台《今天说法》栏目近来报导了一同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受了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八

次有辆卡车冲入李先生家，造成三死一伤和房子严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门合力调

查，画出的现场表示图如图4－2－ 12 所示．交警依据图示作出以下判断，你以为正确的选项是()

A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动

B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动

C．公路在设计上可能内 (东 )高外 (西 )低

D．公路在设计上可能外 (西) 高内 (东 )低

图 4－2－12 2分析：由题图可知发惹祸故时，卡车在做圆周运动，从图能够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；假如外侧高，卡车所受重力和支持力供给向心力，则卡车不会做离心运动，也不会发惹祸故，应选项 C 正确．答案： AC

3. (2010 湖·北部分要点中学联考)如图 4－ 2－ 13 所示，质量为m 的小球置于正方体的圆滑盒子中，盒子的

边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R 的匀速圆周运动，已知重力加快度为 g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰巧无作使劲，则()

A ．该盒子做匀速圆周运动的周期必定小于2πR g

B．该盒子做匀速圆周运动的周期必定等于2πR g

C．盒子在最低点时盒子与小球之间的作使劲大小可能小于2mg

D．盒子在最低点时盒子与小球之间的作使劲大小可能大于2mg

图 4－2－13

3 分析： 要使在最高点时盒子与小球之间恰巧无作使劲，则有

mg ＝ mv 2

R ，解得该盒子做匀速圆周运动的速

2πR R

度 v ＝ gR ，该盒子做匀速圆周运动的周期为

T ＝ v

＝ 2π

g .选项 A 错误， B 正确；在最低点时，盒子

mv

2

与小球之间的作使劲和小球重力的合力供给小球运动的向心力，由

F － mg ＝ R ，解得 F ＝ 2mg ，选项 C 、

D 错误． 答案： B

4.图示所示 , 为某一皮带传动装置．主动轮的半径为

r 1 ，从动轮的半径为 r 2.已知主动轮做顺时针转动，转

速为 n ，转动过程中皮带不打滑．以下说法正确的选项是

(

)

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 D ．从动轮的转速为 r 2

n

n

r

2

r 1

4 分析： 此题考察的知识点是圆周运动．因为主动轮顺时针转动，从动轮经过皮带的摩擦力带动转动，

所以从动轮逆时针转动，选项

A 错误

B 正确；因为经过皮带传动，皮带与轮边沿接触处的速度相等，

n 为频次， 2πn 为角速度

，得从动轮的转速为

nr 1

所以由 2πnr 1＝ 2πn 2r 2 n 2＝ r 2 ，选项 C 正

确D 错误． 答案： BC

5.质量为 m 的石块从半径为 R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，

假如摩擦力的作用使得石块的

速度大小不变，如图 4－ 2－17 所示，那么 ()

A ．因为速率不变，所以石块的加快度为零

B ．石块下滑过程中受的合外力愈来愈大

C ．石块下滑过程中受的摩擦力大小不变

D ．石块下滑过程中的加快度大小不变，方向一直指向球心

图 4－2－17

5 分析：因为石块做匀速圆周运动， 只存在向心加快度， 大小不变， 方向一直指向球心， D 对，A 错．由 F 合＝F

向 ＝ma

向知合外力大小不变，

B 错，又因石块在运动方向

(切线方向

)上合力为零，才能保证速

率不变，在该方向重力的分力不停减小，所以摩擦力不停减小，

答案： D

C 错．

6.

2008 年 4 月 28 日清晨，山东境内发生两列列车相撞事故，造成了大批人员伤亡和财富损失．引起事 故的主要原由是此中一列列车转弯时超速行驶．如图 4－ 2－ 18 所示，是一种新式高速列车，当它转弯 时，车厢会自动倾斜， 供给转弯需要的向心力； 假定这类新式列车以 360 km/h 的速度在水平面内转弯， 弯道半径为 1.5 km ，则质量为 75 kg 的乘客在列车转弯过程中所遇到的合外力为 (

)

A ． 500 N

B ．1 000 N

C ．500 2 N

D ．0