最新人教版高中物理必修二-第五章第七节生活中的圆周运动测试题知识分享

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高中物理人教版必修2习题：第五章曲线运动第7节生活中的圆周运动4含答案

7生活中的圆周运动达标基训知识点一水平面内的圆周运动1．在铁路转弯处，常常使外轨略高于内轨，这是为了() ．A．减少火车轮子对外轨的挤压B．减少火车轮子对内轨的挤压C．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的协力供给转弯所需向心力D．限制火车向外脱轨分析铁路转弯处，若内外轨同样高，重力和轨道的支持力沿竖直方向，不可以供给水平拐弯所需的向心力．是靠挤压外轨获取外轨指向弯道内侧的侧压力供给向心力，所以可使外轨略高于内轨，利用重力和支持力的协力供给向心力，减少对外轨的挤压，也必定程度上限制了火车向外脱轨， A、C、 D 对．答案 ACD2．火车以某一速度v经过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下边剖析正确的选项是 () ．v2A．轨道半径R＝gB．若火车速度大于v 时，外轨将遇到侧压力作用，其方向平行于轨道平面向外C．若火车速度小于v 时，外轨将遇到侧压力作用，其方向平行于轨道平面向内D．当火车质量改变时，安全速率也将改变分析不挤压内、外轨时，火车受力如下图，由向心力公式知mg tanθ＝v2v2m R，所以 R＝g tanθ ，v＝gR tanθ，可见A、D错．当速度大于v时，向心力增大，mg和 F N的协力不足以供给向心力，挤压外轨，获取外轨的侧压力，方向平行于轨道平面向内，由牛顿第三定律可知，外轨遇到侧压力，方向平行于轨道平面向外， B 对；火车速度小于 v 时，内轨遇到侧压力，方向平行于轨道平面向内，C错．答案B3．冰面对滑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，其安全速度应为() ．A. v＝k gR B．v≤kgRC．v≥kgR D．v≤gR kv 2分析当处于临界状态时，有＝，得临界速度v ＝. 故安全速度v≤.kmg m R kgR kgR 答案B4．狗拉着雪撬在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，如图为四个对于雪橇遇到牵引力F 及摩擦力 F f的表示图( O为圆心)，此中正确的选项是() ．分析不一样于汽车转弯，雪橇在运动过程中遇到的一直是滑动摩擦力，滑动摩擦力方向一直与速度方向相反，由此推知， B、D 错． A 明显是错误的．只有 C切合题意．答案C知识点二竖直面内的圆周运动5．如图 5-7-9 所示，小物块从半球形碗边的 a 点下滑到 b 点，碗内壁粗拙．物块下滑过程中速率不变，以下说法中正确的选项是() ．图 5-7-9A．物块下滑过程中，所受的协力为零B．物块下滑过程中，所受的协力愈来愈大C．物块下滑过程中，加快度的大小不变，方向时辰在变D．物块下滑过程中，摩擦力大小不变分析因物块沿碗做匀速圆周运动，故协力不为0， A 错，其协力应大小不变方向时辰改变，协力产生的加快度为向心加快度，大小不变方向时辰改变，故C项正确．对物块受力剖析知摩擦力与重力沿速度方向的分力均衡，故摩擦力愈来愈小， D 错．答案C6．当汽车驶向一凸形桥时，为使在经过桥顶时，减小汽车对桥的压力，司机应() ．A．以尽可能小的速度经过桥顶B．增大速度经过桥顶C．以任何速度匀速经过桥顶- 2 -v2分析设质量为 m的车以速度v 经过半径为R的桥顶，则车遇到的支持力F N＝mg－ m R，故v2车的速度v 越大，压力越小．而a＝R，即 F N＝ mg－ ma，向心加快度越大，压力越小，综上所述，选项 B 切合题意．答案 B7．半径为R的圆滑半圆球固定在水平面上，顶部有一个小物体m，如图5-7-10所示，今给它一个水平的初速度 v0＝ gR，则物体将() ．图 5-7-10A．沿球面下滑至M点B．先沿球面至某点N，再走开球面做斜下抛运动C．按半径大于R的新的圆弧轨道运动D．立刻走开半球做平抛运动分析小物体在半球面的极点，假如能沿球面下滑，则它遇到的半球面的弹力与重力的合mv02力供给向心力，有mg－ F N＝R＝ mg， F N＝0，这说明小物体与半球面之间无互相作使劲，小物体只遇到重力的作用，又有水平初速度，小物体将做平抛运动．答案D8．如图 5-7-11所示，天车下吊着两个质量都是m的工件 A和 B，系 A 的吊绳较短，系 B 的吊绳较长，若天车运动到P 处忽然停止，则两吊绳所受的拉力F A和 F B的大小关系为() ．图 5-7-11A．F A＞F BB．F A＜F BC．F A＝F B＝mgD．F A＝F B＞mg分析天车运动到P 处忽然停止后，A和 B 各以天车上的悬点为圆心做圆周运动，线速度2mv同样而半径不一样，F－ mg＝L，因为 m相等， v 相等， L A＜ L B，所以 F A＞ F B.答案A知识点三航天器与离心运动9．以下对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，当它所受的全部力都消逝时，它将做背叛圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的全部力都忽然消逝时，它将沿切线做直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的全部力都忽然消逝时，它将做曲线运动分析向心力是依据成效命名的力，做匀速圆周运动的物体所需要的向心力，是它所受的几个力的协力供给的，所以，它其实不受向心力和离心力的作用．它之所以产生离心现象是因为 F 合<F 向＝ mω2r ，故A错．物体在做匀速圆周运动时，若它所遇到的力都忽然消逝，依据牛顿第必定律，它将从这时起做匀速直线运动，故C正确， B、 D错．答案C10．在下边介绍的各样状况中，哪此状况将出现超重现象() ．①荡秋千经过最低点的儿童；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的仪器．A．①②B．①③C．①④D．③④分析儿童荡秋千经最低点时，受重力和拉力作用，有－＝v2， > ，处于超重状态，F mg m R F mg汽车过凸形桥时，有向下的加快度，处于失重状态；汽车过凹形桥时，有向下的加快度，处于超重状态，做匀速圆周运动的飞船中的仪器重力供给向心力，所以处于完整失重状态，所以应选 B.答案B综合提高11．如图 5-7-12 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，正确的说法是 ()．图 5-7-12A ．小球在圆周最高点时所受的向心力必定为重力B ．小球在最高点时绳索的拉力有可能为零C ．若小球恰巧能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为零D ．小球经过最低点时绳索的拉力必定大于小球重力2分析设在最高点小球受的拉力为1，最低点遇到的拉力为2，则在最高点1＋＝ v 1，FFFmg m L 即向心力由拉力1与的协力供给， A 错．当v 1＝gL 时， 1＝0， B 对． v 1＝为球经FmgFgL2最高点的最小速度，即小球在最高点的速率不行能为0，C 错．在最低点，2－＝ v 2 ，F mg m L2v 2F 2＝ mg ＋ m L ，所以经最低点时，小球遇到绳索的拉力必定大于它的重力，D 对．答案 BD12．某人为了测定一个凹形桥的半径，在乘汽车经过凹形桥最低点时，他注意到车上的速度计示数为 72 km/h ，悬挂 1 kg 钩码的弹簧测力计的示数为 11.8 N ，则桥的半径为多大？( g 取 9.8 m/s 2 )分析 v ＝ 72 km/h ＝ 20 m/s对钩码由牛顿第二定律得－＝ v 2F mg m R21× 20 2所以 R ＝ mvm ＝ 200 m.＝－ 9.8F － mg 11.8答案200 m13．铁路转弯的圆弧半径是300 m ，轨距是 1 435 mm ，规定火车经过这里的速度是 72 km/h ，内外轨的高度差该是多大时才能使铁轨不受轮缘的挤压？分析火车在转弯时所需的向心力在“临界”状况时由火车所受的重力和轨道对火车的支持力的协力供给，如下图，图中h 为内外轨的高度差， d 为轨距．v 2v 2F ＝ mg tan α＝ m r tan α＝grh因为轨道平面与水平面间的夹角一般很小，能够近似地以为tan α≈ sinα＝ d ，代入上h v2v2d202×1.435式得d＝rg，所之内外轨的高度差为h＝rg＝300× 9.8m＝0.195 m.答案 0.195 m14．如图 5-7-13 所示，一圆滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口飞出时，对轨道的压力恰巧为零，则小球落地址 C距 A 处多远？图 5-7-13分析小球在 B点飞出时，2v B对轨道压力为零，由mg＝m R，得 v B＝ gR，小球从 B 点飞出做平抛运动t ＝2h4R g＝g，水平方向的位移大小BgR·4Rx＝ v t ＝g＝ 2R.答案2R。

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

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B. 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，当车的速度大小为时，车对桥面的压力是车重的，则当车对桥面的压力为零时，车的速度大小是A. B. C. D.3.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B. 若，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，，，OC连线上各点均可钉钉子。

2020-2021学年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.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是()A. 如图甲，汽车通过凹形桥的最低点处于失重状态B. 如图乙，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，小球的过最高点的速度至少等于√gRC. 如图丙，用相同材料做成的A、B两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，m B=2m A，r A=2r B，转台转速缓慢加快时，物体A 最先开始滑动D. 如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对外轮缘会有挤压作用2.如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。

它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示。

在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点。

质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒定，当质点以速率v=√gR通过A点时，对轨道的压力为其重力的7倍(不计摩擦和空气阻力，质点质量为m，重力加速度为g)。

则()A. 质点在A点不脱离轨道即可做完整的圆周运动B. 强磁性引力大小为F=8mgC. 若质点能做完整的圆周运动，则质点对A、B两点的压力差恒为5mgD. 若磁性引力恒为3F，为确保质点做完整的圆周运动，则质点通过B点的最大速率为v Bm=2√5gR3.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.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。

2020学年高中物理第五章第7节生活中的圆周运动练习(含解析)新人教版必修2(最新整理)

生活中的圆周运动［随堂检测]1．洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是( )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．靠近中心的衣物的脱水效果不如周边的衣物的脱水效果好解析：选 B.水滴依附衣物的附着力是一定的，当水滴做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，B项错误；脱水过程中,衣物做离心运动而甩向桶壁，A项正确；角速度增大,水滴所需向心力增大，脱水效果更好，C项正确；周边的衣物因圆周运动的半径R更大,在ω一定时,所需向心力比中心的衣物大,脱水效果更好，D项正确．2．(多选）如图所示为赛车场的一个水平“梨形"赛道，两个弯道分别为半径R＝90 m的大圆弧和r＝40 m的小圆弧，直道与弯道相切．大、小圆弧圆心O、O′距离L＝100 m．赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2．25倍．假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动．要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度g＝10 m/s2，π＝3．14），则赛车（）A．在绕过小圆弧弯道后加速B．在大圆弧弯道上的速率为45 m/sC．在直道上的加速度大小为5．63 m/s2D．通过小圆弧弯道的时间为5．58 s解析：选AB.因赛车在圆弧弯道上做匀速圆周运动，由向心力公式有F＝m错误!，则在大小圆弧弯道上的运动速率分别为v大＝错误!＝错误!＝45 m/s，v小＝错误!＝错误!＝30 m/s，可知赛车在绕过小圆弧弯道后做加速运动，则A、B项正确；由几何关系得直道长度为d ＝错误!＝50错误! m，由运动学公式v错误!－v错误!＝2ad，得赛车在直道上的加速度大小为a ＝6.50 m/s2，则C项错误;赛车在小圆弧弯道上运动时间t＝错误!＝2。

79 s,则D项错误．3．（多选）一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则下列说法错误的是( )A．小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零B．小球过最高点的最小速度是零C．小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而增大D．小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小解析:选CD。

高中物理第五章曲线运动第7节生活中的圆周运动练习新人教版必修2(2021年最新整理)

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生活中的圆周运动一、单项选择题1。

洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上,如图所示．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. mgB. m错误!C. mg－m错误! D。

mg＋m错误!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做是半径为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（g取10 m/s2）( ）A. 650 NB. 1 300 NC。

1 800 N D. 1 950 N5。

高中物理第五章曲线运动检 7 生活中的圆周运动练习(含解析)新人教版必修2-新人教版高中必修2物

7 生活中的圆周运动记一记生活中的圆周运动知识体系4个实例——铁路的弯道、拱形桥、航天器中的失重现象、离心运动辨一辨1.铁路的弯道处，内轨高于外轨．(×)2．汽车行驶至凸形桥顶部时，对桥面的压力等于车重．(×)3．汽车行驶至凹形桥底部时，对桥面的压力大于车重．(√)4．绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员处于完全失重状态，故不再具有重力．(×)5．航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零．(×)6．做离心运动的物体可以沿半径方向运动．(×)想一想1.铁路拐弯处，为什么外轨要高于内轨？提示：列车转弯处做圆周运动，由于列车质量较大，因而需要很大的向心力作用．假设内、外轨同高，如此向心力需外轨的压力充当向心力，这样外轨会受到很大的水平向外的压力而容易产生脱轨事故．当外轨高于内轨一定的角度，列车以特定的速度转弯时，可由垂直于轨道平面的支持力与列车重力的合力充当向心力，而不挤压内轨和外轨，以保证行车安全．2．物体做离心运动时是否存在离心力作用？提示：当向心力消失或合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时，物体便做离心运动，其实质是物体惯性的一种表现，根本不存在离心力．3．为什么桥梁多设计成凸形拱桥而不设计成凹形桥？提示：由向心力合成，对凸形拱桥有：mg －F N ＝m v 2R ，所以F N ＝mg －m v 2R <mg ，而凹形桥如此为：F N －mg ＝m v 2R 所以F N ＝mg ＋m v 2R>mg .可知凸形拱桥所受压力小而不易损坏．思考感悟：练一练 1.[2019·福建省普通高中考试]如下列图，质量为m 的汽车保持恒定的速率运动．假设通过凸形路面最高处时，路面对汽车的支持力为F 1，通过凹形路面最低处时，路面对汽车的支持力为F 2，重力加速度为g ，如此( )A ．F 1>mgB ．F 1＝mgC ．F 2>mgD ．F 2＝mg答案：C2．[2019·广东省普通高中考试]如下列图，用一根细绳拴住一小球在直平面内圆周运动，不计空气阻力，如此( )A ．小球过最高点的速度可以等于零B ．小球在最低点的速度最大C ．小球运动过程中加速度不变D ．小球运动过程中机械能不守恒答案：B3．[2019·贵州省普通高中考试]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．赛车行驶到弯道时，运动员未能与时转动方向盘B．赛车行驶到弯道时，没有与时加速C．赛车行驶到弯道时，没有与时减速D．在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小答案：C4.[2019·人大附中高一月考](多项选择)如下列图，质量为m的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，重力加速度为g，如下说法正确的答案是( )A．假设小球刚好能做圆周运动，如此它通过最高点时的速度为gRB．假设小球刚好能做圆周运动，如此它通过最高点时的速度为零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答案：BD要点一铁路的弯道1.[2019·忻州高一检测](多项选择)火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动．当火车以规定速度行驶时，内外轨道均不受侧向挤压．现要降低火车转弯时的规定速度，须对铁路进展改造，从理论上讲以下措施可行的是( )A．减小内外轨的高度差B．增加内外轨的高度差C．减小弯道半径D．增大弯道半径解析：当火车以规定速度通过弯道时，火车的重力和支持力的合力提供向心力，如下列图：即F n mg tan θ，而F n ＝m v 2R，故v ＝gR tan θ.假设使火车经弯道时的速度v 减小，如此可以减小倾角θ，即减小内外轨的高度差，或者减小弯道半径R ，故A 、C 两项正确，B 、D 两项错误．答案：AC 2.铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如下列图，弯道处的圆弧半径为R ，假设质量为m 的火车转弯时速度等于gR tan θ，如此( )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mg cos θ D ．这时铁轨对火车的支持力大于mgcos θ解析：由牛顿第二定律F 合＝m v 2R，解得F 合＝mg tan θ，此时火车受到的重力和铁路轨道的支持力的合力提供向心力，如下列图，F N cos θ＝mg ，如此F N ＝mgcos θ，故C 项正确，A 、B 、D 三项错误．答案：C要点二竖直面内的圆周运动3.(多项选择)如下列图，通过做实验来研究汽车通过桥的最高点时对桥的压力．在较大的平整木板上相隔一定的距离钉4个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉内，三合板上外表事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具车就可以在桥面上跑起来了．把这套装置放在电子秤上，关于玩具车在拱桥顶端时电子秤的示数，如下说法正确的答案是( ) 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小一些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)，示数越小解析：电子秤的示数大小为装置所受的重力加上玩具车对装置的压力，玩具车的速度越大，对装置的压力越小，所以电子秤的示数越小．B、D两项正确．答案：BD4．长度为0.5 m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量m＝2 kg 的小球．求在下述的两种情况下，通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向(g取10 m/s2)：(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0 r/s；(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s.解析：假设小球在最高点的受力如下列图．(1)杆的转速为2.0 r/s时，ω＝2πn＝4π rad/s由牛顿第二定律得：F＋mg＝mLω2故小球所受杆的作用力F＝mLω2－mg＝2×(0.5×42×π2－10)N≈138 N即杆对小球提供了138 N的拉力由牛顿第三定律知，小球对杆的拉力大小为138 N ，方向竖直向上． (2)杆的转速为0.5 r/s 时，ω′＝2 πn ′＝π rad/s 同理可得小球所受杆的作用力F ＝mLω′2－mg ＝2×(0.5×π2－10) N≈－10 N.力F 为负值表示它的方向与受力分析中所假设的方向相反，故小球对杆的压力大小为10 N ，方向竖直向下．答案：见解析5．如下列图，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60 m ，如果桥面承受的压力不超过3.0×105N ，如此：(1)汽车允许的最大速率是多少？(2)假设以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g 取10 m/s 2)解析：汽车驶至凹形桥面的底部时，合力向上，此时车对桥面压力最大；汽车驶至凸形桥面的顶部时，合力向下，此时车对桥面的压力最小．(1)汽车在凹形桥面的底部时，由牛顿第三定律可知，桥面对汽车的最大支持力F N1＝3.0×105N ，根据牛顿第二定律得F N1－mg ＝m v 2r即v ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫F N1m －g r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3.0×1052.0×104－10×60 m/s ＝10 3 m/s<gr ＝10 6 m/s ，故汽车在凸形桥最高点上不会脱离桥面，所以最大速率为10 3 m/s.(2)汽车在凸形桥面的顶部时，由牛顿第二定律得mg －F N2＝mv 2r，如此F N2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫g －v 2r ＝2.0×104×⎝ ⎛⎭⎪⎫10－30060 N＝1.0×105N由牛顿第三定律得，在凸形桥面顶部汽车对桥面的压力为1.0×105N. 答案：(1)10 3 m/s (2)1.0×105N要点三离心运动 6.如下列图，小球从“离心轨道〞上滑下，假设小球经过A 点时开始脱离圆环，如此小球将做( )A ．自由落体运动B ．平抛运动C ．斜上抛运动D ．竖直上抛运动解析：小球在脱离轨道时的速度是沿着轨道的切线方向的，即斜向上．当脱离轨道后小球只受重力，所以小球将做斜上抛运动．答案：C 7.如下列图，光滑的水平面上，小球m 在拉力F 作用下做匀速圆周运动，假设小球到达P 点时F 突然发生变化，如下关于小球运动的说法正确的答案是( )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：假设F 突然消失，小球所受合力突变为零，将沿切线方向匀速飞出，A 项正确；假设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 项错误；假设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：A 8.如下列图，水平转盘上放有一质量为m 的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳子长为r ，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求：(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度． (2)当角速度为3μg2r时，绳子对物体拉力的大小．解析：(1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零时转速达到最大，设此时转盘转动的角速度为ω0，如此μmg ＝mω20r ，得ω0＝μg r. (2)当ω＝3μg2r时，ω>ω0，所以绳子的拉力F 和最大静摩擦力共同提供向心力，此时，F ＋μmg ＝mω2r ，即F ＋μmg ＝m ·3μg2r ·r ，得F ＝12μmg .答案：(1) μg r (2)12μmg根底达标1.[2019·黑龙江哈尔滨六中期中考试](多项选择)火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定，假设在某转弯处规定行驶速度为v，如此如下说法正确的答案是( )A．当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力B．当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C．当速度大于v时，轮缘挤压外轨D．当速度小于v时，轮缘挤压外轨解析：当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力应正好等于向心力，当速度大于v时，火车重力与轨道面支持力的合力小于转弯所需向心力，此时轮缘挤压外轨，外轨对轮缘产生弹力，当速度小于v时，火车重力与轨道面支持力的合力大于转弯所需向心力，此时轮缘挤压内轨，故AC两项正确，BD项错误．答案：AC2.在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛．比赛过程中运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线．如下列图，圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路线，Oa为运动员在O点时的速度方向(研究时可将运动员看做质点)．如下论述正确的答案是( )A．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力C．假设在O点发生侧滑，如此滑动的方向在Oa左侧D．假设在O点发生侧滑，如此滑动的方向在Oa右侧与Ob之间解析：发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，而运动员受到的合力小于所需要的向心力，受到的合力方向指向圆弧内侧，故AB项错误；运动员在水平方向不受任何外力时沿Oa 方向做离心运动，实际上运动员受到的合力方向指向圆弧Ob 内侧，所以运动员滑动的方向在Oa 右侧与Ob 之间，故C 项错误，D 项正确．答案：D 3.[2019·山西高平一中期中考试](多项选择)如下列图，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，如此如下说法正确的答案是 ( )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不可能为零C ．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力D ．假设小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，如此其在最高点的速率为gL 解析：在最高点，假设向心力完全由重力提供，即球和细绳之间没有相互作用力，此时有mg ＝m v 20L，解得v 0＝gL ，此时小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，假设v >gL ，如此小球对细绳有拉力，假设v <gL ，如此小球不能在竖直平面内做圆周运动，所以在最高点，充当向心力的不一定是重力，在最低点，细绳的拉力和重力的合力充当向心力，故有T －mg ＝m v 21L ，即T ＝m v 21L＋mg ，如此小球过最低点时细绳的拉力一定大于小球重力，故CD 正确，AB 错误．答案：CD 4.[2019·湖北武汉华中师大一附中期中考试]如下列图，光滑管形圆轨道半径为R (管径远小于R )，小球a 、b 大小一样，质量均为m ，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动．两球先后以一样速度v 通过轨道最高点，且当小球a 在最低点时，小球b 在最高点，如下说法正确的答案是(重力加速度为g )( )A ．小球b 在最高点一定对外轨道有向上的压力B ．小球b 在最高点一定对内轨道有向下的压力C ．速度v 至少为gR ，才能使两球在管内做圆周运动D ．小球a 在最低点一定对外轨道有向下的压力解析：当小球在最高点对轨道无压力时，重力提供向心力，mg ＝m v 2R，v ＝gR ，小球在最高点速度小于gR 时，内轨道可以对小球产生向上的支持力，大于gR 时，外轨道可以对小球产生向下的压力，故小球在最高点速度只要大于零就可以在管内做圆周运动，ABC 三项错误．在最低点外轨道对小球有向上的支持力，支持力和重力的合力指向圆心，提供小球做圆周运动的向心力，选项D 项正确．答案：D 5.如下列图，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，如下说法错误的答案是( )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 ．增大脱水桶转动角速度，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解析：脱水过程中，衣物做离心运动而被甩向桶壁，故A 项正确．水滴的附着力是一定的，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 项错误．F ＝mω2R ，ω增大，所需向心力F 增大，会有更多水滴被甩出去，故C 正确．中心的衣服，R 比拟小，角速度ω一样，所需向心力小，脱水效果较差，故D 项正确．答案：B 6.如下列图的陀螺，是我们很多人小时候喜欢玩的玩具．从上往下看(俯视)，假设陀螺立在某一点顺时针匀速转动，此时滴一滴墨水到陀螺，如此被甩出的墨水径迹可能是如下的( )解析：做曲线运动的墨水，所受陀螺的束缚力消失后，水平面内(俯视)应沿轨迹的切线飞出，AB两项错误，又因陀螺顺时针匀速转动，故C错误，D正确．答案：D7.物体m用线通过光滑的水平板间的小孔与钩码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如下列图，如果减小M的重量，如此物体m的轨道半径r，角速度ω，线速度v的大小变化情况是( )A．r不变，v变小 B．r增大，ω减小C．r减小，v不变 D．r减小，ω不变解析：物体做匀速圆周运动，线的拉力提供向心力，稳定时线的拉力等于M的重力，如果减小M的重量，拉力不足以提供物体做圆周运动的向心力，物体会出现离心现象，导致半径r变大，速度v减小，角速度减小，所以B项正确，ACD三项错误．答案：B8．[2019·江苏扬州中学期中考试]有关圆周运动的根本模型，如下说法正确的答案是( )A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，如此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 位置分别做匀速圆周运动，如此在A 、B 两位置小球的角速度与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解析：汽车通过拱桥的最高点时加速度向下，故处于失重状态，选项A 错误；圆锥摆的向心力为mg tan θ，高度h 不变，其轨道半径为h tan θ，由牛顿第二定律得mg tan θ＝mω2h tanθ，易得ω＝gh，角速度与角度θ无关，B 项正确；题图c 中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A 、B 位置分别做匀速圆周运动，如此小球的向心力F ＝mgtan θ＝mω2r ，如此在A 、B 两位置小球的向心力一样，但A 位置的转动半径较大，故角速度较小，小球所受筒壁的支持力大小为F N ＝mgsin θ，故支持力相等，C 错误；火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用，选项D 错误．答案：B 9.[2019·山东枣庄三中期中考试]摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如下列图．当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，抵消离心力的作用，行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁〞一样．假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360 km/h 的速度拐弯，拐弯半径为1 km ，如此质量为50 kg 的乘客在拐弯过程中所受到的列车给他的作用力大小为(g ＝10 m/s 2)( )A ．0B ．500 NC ．1 000 ND ．500 2 N解析：列车以360 km/h 的速度拐弯，拐弯半径为1 km ，如此向心加速度为a ＝v 2r＝10 m/s 2，列车上的乘客在拐弯过程中受到的列车给他的作用力垂直于列车底部向上，大小为N ，还受到重力，其合力F 指向圆心，如此F ＝ma ＝500 N ，而乘客的重力与合力F 大小相等，那么作用力与向心力的夹角为45°，如此列车给乘客的作用力大小为N ＝F cos 45°＝50022N ＝500 2 N ，故D 项正确．答案：D 10.[2019·广东广雅中学期中考试]如下列图，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，如下说法正确的答案是( )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，人就会掉下来B ．人在最高点时对座椅不可能产生大小为mg 的压力C ．人在最低点时对座椅的压力等于mgD ．人在最低点时对座椅的压力大于mg解析：设座椅对人的作用力为F ，人在最高点时，由牛顿第二定律和向心力公式可得F＋ mg ＝m v 2R，由此可知，当v ＝gR 时，人只受重力作用；当v >gR 时，重力和座椅对人向下的压力提供向心力；当v <gR 时，除受重力外，人还受保险带向上的拉力，A 项错误．当v ＝2gR 时，座椅对人向下的压力等于重力mg ，由牛顿第三定律知，人对座椅的压力等于mg ，选项B 错误．人在最低点时，受到重力和支持力，由牛顿第二定律和向心力公式可得F －mg ＝m v 2R ，即F ＝mg ＋m v 2R>mg ，故C 项错误，D 项正确．答案：D 11.[2019·某某交大附中期中考试]“东风〞汽车公司在湖北某地有一试车场，其中有一检测汽车在极限状态下车速的试车道，该试车道呈碗状，如下列图．有一质量为m ＝1 t 的小汽车在A 车道上飞驰，该车道转弯半径R 为150 m ，路面倾斜角为θ＝45°(与水平面夹角)，路面与车胎间的动摩擦因数μ为0.25，重力加速度g ＝10 m/s 2，求汽车所能允许的最大车速．解析：以汽车为研究对象，其极限状态下的受力分析如下列图．当摩擦力达到最大时，速度最大，在竖直方向上有F N sin 45°－F f cos 45°－mg ＝0根据牛顿第二定律，在水平方向上有F N cos 45°＋F f sin 45°＝m v 2R又F f ＝μF N联立并将数据代入，解得v ＝50 m/s 即汽车所能允许的最大车速为50 m/s. 答案：50 m/s 12.如下列图，质量为m ＝0.2 kg 的小球固定在长为L ＝0.9 m 的轻杆的一端，杆可绕O 点的水平转轴在竖直平面内转动．(g ＝10 m/s 2)(1)当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？(2)当小球在最高点的速度分别为6 m/s 和1.5 m/s 时，求球对杆的作用力的大小与方向．解析：(1)小球在最高点对轻杆作用力为零时，其所受重力恰好提供小球绕O 点做圆周运动所需的向心力，故有mg ＝m v 2L代入数据得v ＝3 m/s(2)当小球在最高点速度为v 1＝6 m/s 时，设轻杆对小球的作用力为F 1，取竖直向下为正，由牛顿第二定律得F 1＋mg ＝m v 21L代入数据得F 1＝6 N由牛顿第三定律知小球对轻杆的作用力大小为6 N ，方向竖直向上当小球在最高点速度为v 2＝1.5 m/s 时，设轻杆对小球的作用力为F 2，仍取竖直向下为正，由牛顿第二定律得F 2＋mg ＝m v 22L代入数据得F 2＝－1.5 N由牛顿第三定律知小球对轻杆的作用力大小为1.5 N ，方向竖直向下答案：(1)3 m/s (2)速度为6 m/s 时，作用力大小为6 N ，方向竖直向上速度为1.5m/s 时，作用力大小为1.5 N ，方向竖直向下能力达标 13.[2019·广东中山一中期末考试]如下列图，两物块A 、B 套在水平粗糙的CD 杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD 中点的轴OO ′转动，两物块质量相等，杆CD 对物块A 、B 的最大静摩擦力大小相等，开始时轻绳处于自然长度(轻绳恰好伸直但无弹力)，物块A 到OO ′轴的距离为物块B 到OO ′轴距离的2倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，从轻绳处于自然长度到两物块A 、B 即将滑动的过程中，如下说法正确的答案是( )A ．B 受到的静摩擦力一直增大 B ．B 受到的静摩擦力先增大后减小C ．A 受到的静摩擦力先增大后减小D ．A 受到的合外力一直在增大解析：解答此题的疑难在于对A 、B 运动过程的动态分析．由于A 的半径比B 的大，根据向心力公式F 向＝mω2R ，A 、B 的角速度一样，可知A 所需向心力比B 大，两物块的最大静摩擦力相等，所以A 的静摩擦力会先不足以提供向心力而使轻绳产生拉力，之后随着速度的增大，静摩擦力已达最大不变了，轻绳拉力不断增大来提供向心力，所以物块A 所受静摩擦力是先增大后不变的，C 错误；根据向心力公式F 向＝m v 2R，在发生相对滑动前物块A 的半径是不变的，质量也不变，随着速度的增大，向心力增大，而向心力就是物块A 的合力，故D 项正确；因为是A 先使轻绳产生拉力的，所以当轻绳刚好产生拉力时B 受静摩擦力作用且未达到最大静摩擦力，此后B 的向心力一局部将会由轻绳拉力来提供，静摩擦力会减小，而在产生拉力前B 的静摩擦力是一直增大的，易知B 所受静摩擦力是先增大后减小再增大的，故A 、B 项错误．答案：D14．[2019·四川广元中学期末考试]如下列图，一根长为l ＝1 m 的细线一端系一质量为m ＝1 kg 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T .(g ＝10 m/s 2,sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，结果可用根式表示)(1)假设小球即将离开锥面，如此小球的角速度ω0为多大？(2)假设细线与竖直方向的夹角为60°，如此小球的角速度ω′为多大？(3)细线的张力T与小球匀速转动的角速度ω有关，请在坐标纸上画出ω的取值范围在0到ω′之间时的T—ω2的图象．(要求标明关键点的坐标值)解析：(1)小球即将离开锥面时，小球只受到重力和拉力作用，小球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得mg tan θ＝mω20l sin θ解得ω0＝gl cos θ＝12.5 rad/s(2)当细线与竖直方向成60°角时，由牛顿第二定律得mg tan 60°＝mω′2l sin 60°解得ω′＝gl cos 60°＝20 rad/s(3)当ω＝0时，T＝mg cos θ＝8 N当0<ω<12.5 rad/s时T sin θ－N cos θ＝mω2l sin θT cos θ＋N sin θ＝mg解得T＝mg cos θ＋mlω2sin2θω＝12.5 rad/s时，T＝12.5 N当12.5 rad/s<ω≤20 rad/s时，小球离开锥面，设细线与竖直方向夹角为β，如此T sinβ＝mω2l sin β解得T＝mlω2ω＝20 rad/s时，T＝20 N画出T—ω2图象如下列图答案：(1)12.5 rad/s (2)20 rad/s (3)如解析图所示。

(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.。

高中物理第五章曲线运动第七节生活中的圆周运动训练含解析新人教版必修212131132

高中物理第五章曲线运动第七节生活中的圆周运动训练含解析新人教版必修212131132A 级抓基础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 ．无法确定解析：试管快速摆动，试管中的水和浸在水中的蜡块都有做离心运动的趋势(尽管试管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)，但因为蜡块的密度小于水的密度，蜡块被水挤压向下运动．只要摆动速度足够大且时间足够长，蜡块就能一直运动到手握的A 端，故C 正确．答案：C2.飞行中的鸟要改变飞行方向时，鸟的身体要倾斜，如图所示．与车辆不同的是，鸟转弯所需的向心力由重力和空气对它们的作用力的合力来提供．质量为m 的飞鸟，以速率v 在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动，则飞鸟受到的合力的大小等于(重力加速度为g )( )A ．mg 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫v 2R 2B.mv 2RC ．m⎝ ⎛⎭⎪⎫v 2R 2－g 2 D ．mg解析：飞鸟做圆周运动，受到的合力提供向心力，则F ＝mv 2R ，故合力为mv 2R，故B 项正确．答案：B3．某人为了测定一个凹形桥的半径，在乘汽车通过凹形桥最低点时，他注意到车上的速度计示数为72 km/h ，悬挂1 kg 钩码的弹簧测力计的示数为11.8 N ，g 取9.8 m/s 2，则桥的半径为( )A ．100 mB ．150 mC ．200 mD ．250 m解析：v ＝72 km/h ＝20 m/s ，对钩码列牛顿第二定律，得F －mg ＝m ·v 2R ，所以R ＝mv 2F －mg＝1×20211.8－9.8m ＝200 m ．故选项C 正确．答案：C4.一辆卡车匀速行驶，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 处解析：卡车在a 、c 处行驶，向心加速度向下，处于失重状态，爆胎可能性较小；卡车在b 、d 处行驶，向心加速度向上，处于超重状态，又因为F N －mg ＝m v 2r ，F N ＝mg ＋m v 2r.由题图知r b ＞r d ，所以F Nb ＜F Nd ，因此在d 处爆胎可能性最大．答案：D5.长度为L ＝0.50 m 的轻质细杆OA ，A 端有一质量m ＝3.0 kg 的小球，如图所示，小球以O 点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速度是2.0 m/s ，不计空气阻力，g 取10 m/s 2，则此时细杆OA 受到( )A ．6.0 N 的拉力B ．6.0 N 的压力C ．24 N 的拉力D ．24 N 的压力解析：设杆对小球的作用力为F N ，方向竖直向下其受力如图所示，由牛顿第二定律，得F N ＋mg ＝m v 2L，则F N ＝m v 2L －mg ＝3.0×2.020.50N －3.0×10 N ＝－6.0 N ，负号说明F N 的方向与假设方向相反，即竖直向上，为支持力．由牛顿第三定律知小球对细杆OA 的压力为6.0 N. 答案：B6.(多选)铁路在弯道处的内、外轨道高低是不同的，已知内、外轨道面对水平面倾角为θ(如图所示)，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Rg tan θ，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mg cos θD ．这时铁轨对火车的支持力小于mgcos θ解析：若火车以规定速度v 0行驶，则火车的向心力等于它所受到的重力mg 与支持力F N的合力，即mg tan θ＝m v 20R ，所以v 0＝Rg tan θ.若车速小于v 0，则内轨对内侧轮产生侧压力F ，如图所示．此时F sin θ＋F N cos θ＝mg ，即F N cos θ＜mg ，所以F N ＜mgcos θ，综上所述，选项A 、D 正确．答案：AD7.如图所示，竖直平面内有两个半径分别为r 1和r 2的圆形过山车轨道N 、P .若过山车在两个轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零，则过山车在N 、P 最高点的速度比v 1v 2为( )A.r 1r 2B.r 1r 2 C.r 2r 1 D.r 2r 1解析：在最高点过山车对轨道的压力为零时，重力提供向心力，有mg ＝mv 2r.代入题中数据可得过山车在N 、P 最高点的速度分别为：v 1＝gr 1，v 2＝gr 2.故v 1v 2＝r 1r 2，故选B. 答案：B8.如图所示，一辆质量为2 000 kg 的汽车匀速经过一半径为50 m 的凸形桥(g 取10 m/s 2)．求：(1)汽车若能安全驶过此桥，它的速度范围是多少？(2)若汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半，求此时汽车的速度多大？解析：(1)当支持力为零时，根据mg ＝m v 2R，得最高点的最大速度为v ＝gR ＝10×50 m/s＝10 5 m/s ，则速度的范围为v <10 5 m/s. (2)根据牛顿第二定律，得mg －F N ＝m v 2R，又F N ＝12mg ，解得v ＝12gR ＝ 12×10×50 m/s ＝510 m/s. 答案：(1)v <10 5 m/s (2)510 m/sB 级提能力9．(多选)如图所示，质量为m 的小球置于正方体的光滑盒子中，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，已知重力加速度为g ，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则( )A ．在最高点小球的速度水平，小球既不超重也不失重B ．小球经过与圆心等高的位置时，处于超重状态C ．盒子在最低点时对小球弹力大小等于2mg ，方向向上D ．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2πR g解析：在最高点小球的加速度为g ，处于完全失重状态，选项A 错误；小球经过与圆心等高的位置时，竖直加速度为零，既不超重也不失重，选项B 错误；在最低点时，盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动的向心力，由F －mg ＝m v 2R ，解得F ＝2mg ，选项C 正确；在最高点有mg ＝m v 2R，解得该盒子做匀速圆周运动的速度v ＝gR ，该盒子做匀速圆周运动的周期为T ＝2πRv＝2πRg，选项D 正确．答案：CD10.(多选)如图所示，木板B 托着木块A 在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是( )A ．从水平位置a 到最高点b 的过程中A 的向心加速度越来越大B ．从水平位置a 到最高点b 的过程中B 对A 的摩擦力越来越小C ．在a 处时A 对B 的压力等于A 的重力，A 所受的摩擦力达到最大值D ．在过圆心的水平线以下A 对B 的压力一定大于A 的重力解析：由于木块A 在竖直平面内做匀速圆周运动，A 的向心加速度大小不变，A 错误；从水平位置a 到最高点b 的过程中，A 的向心加速度沿水平方向的分量逐渐减小，即此过程B 对A 的摩擦力越来越小，B 正确；在a 处时A 的向心加速度水平向左，竖直方向上A 处于平衡，A 对B 的压力等于A 的重力，A 所受的摩擦力达到最大值，C 正确；在过圆心的水平线以下有向上的加速度的分量，此时A 处于超重状态，B 对A 的支持力大于A 的重力，D 正确．答案：BCD11．振动电机实际上是一个偏心轮，简化模型如图甲所示，一轻杆一端固定在O 点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R 的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力的大小为F N ，小球在最高点的速度大小为v ，F N v 2图象如图乙所示．下列说法正确的是( )图甲图乙A ．小球的质量为abRB ．当v ＝b 时，球对杆有向下的压力C ．当v ＜b 时，球对杆有向上的拉力D ．若c ＝2b ，则此时杆对小球的弹力大小为2a解析：在最高点，若v ＝0，则F N ＝mg ＝a ；当F N ＝0时，则有mg ＝m v 2R ＝m b R ，解得g ＝bR ，m ＝aRb ，故A 正确；当v 2＝b 时，即v ＝b 时，杆对球的作用力为零，故B 错误；当v 2＜b ，即v ＜b 时，杆对球表现为支持力，则球对杆有向下的压力，故C 错误；当v 2＝c ＝2b 时，杆对球表现为拉力，根据牛顿第二定律，得F ＋mg ＝m 2bR，解得F ＝mg ＝a ，故D 错误．答案：A12.小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m 的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d 后落地，如图所示．已知握绳的手离地面高度为d ，手与球之间的绳长为34d ，重力加速度为g ，忽略手的运动半径和空气阻力．(1)求绳断时球的速度大小v 1和球落地时的速度大小v 2； (2)问绳能承受的最大拉力为多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？解析：(1)设绳断后小球飞行的时间为t ，落地时小球的竖直分速度为v y ，根据平抛运动的规律，有水平方向：d ＝v 1t ，竖直方向：14d ＝12gt 2，v y ＝gt ，解得v 1＝2gd ，v y ＝gd2，所以小球落地时的速度大小为v 2＝v 21＋v 2y ＝52gd . (2)设绳能承受的最大拉力大小为F T ，这也是小球受到绳的最大拉力．小球做圆周运动的半径为R ＝34d ，根据牛顿第二定律，有F T －mg ＝m v 21R ，解得F T ＝113mg .(3)设绳长为l ，绳断时球的速度大小为v 3，绳能承受的最大拉力不变，则有F T －mg ＝m v 23l，解得v 3＝83gl .绳断后小球做平抛运动，竖直方向的位移为(d －l )，设水平方向的位移为x ，飞行时间为t 1，则有d －l ＝12gt 21，x ＝v 3t 1，解得x ＝ 4l （d －l ）3，当l ＝d 2时，x 有极大值，此时x max ＝233d .答案：(1)v 1＝2gd v 2＝ 52gd (2)113mg (3)d 2 233d。

高中物理人教版必修2习题：第五章曲线运动第7节生活中的圆周运动2 含答案

第7节生活中的圆周运动（满分100分，60分钟完成）班级_______姓名_______ 第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得6分，对而不全得3分。

选错或不选的得0分。

1．轻绳的一端系重物，手执另一端使重物在光滑水平面上做匀速圆周运动，下述说法正确的是（）①角速度一定时，线长易断 ②线速度一定时，线长易断 ③周期一定，线长易断 ④向心加速度一定，线短易断 A ．①③ B ．①④C ．②③D ．②④2．长度为L ＝0.50 m 的轻质细杆OA ，A 端有一质量为m ＝3.0 k g 的小球，如图1所示，小球以O 点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，小球的速率是v ＝2.0 m/s ，g 取10 m/s 2，则细杆此时受到（） A ．6.0 N 拉力 B ．6.0 N 压力C ．24 N 拉力D ．24 N 压力3．做离心运动的物体，它的速度变化情况（） ①速度大小不变，方向改变 ②速度大小改变，方向不变 ③速度大小和方向可能都改变 ④速度大小和方向可能都不变A ．①②B ．②③C ．③④D ．④①4．在一个内壁光滑的圆锥桶内，两个质量相等的小球A 、B 紧贴着桶的内壁分别在不同高度的水平面内做匀速圆周运动，如图2所示，则以下说法中正确的是（）①两球对筒壁的压力相等②A 球的线速度一定大于B 球的线速度 ③A 球的角速度一定大于B 球的角速度 ④两球的周期相等 A ．①② B ．②③C ．①④D ．②④5．下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动（）A ．汽车转弯时要限制速度图1图2B ．转速很高的砂轮半径不能做得太大C ．在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨D ．离心泵工作时6．关于离心现象下列说法正确的是（） 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7．铁路在转弯处外轨略高于内轨的原因是（） ①减轻轮缘对外轨的挤压 ②减轻轮缘与内轨的挤压③火车按规定的速度转弯，外轨就不受轮缘的挤压 ④火车无论以多大速度转弯，内外轨都不受轮缘挤压 A ．①③ B ．①④C ．②③D ．②④8．汽车在半径为r 的水平弯道上转弯，如果汽车与地面的动摩擦因数为μ，那么不使汽车发生滑动的最大速率是（）A ．rgB ．rg μC ．g μD ．mg μ第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共5小题，每小题5分，共25分。

2019_2020学年高中物理第五章曲线运动检7生活中的圆周运动练习含解析新人教版必修2

7 生活中的圆周运动记一记生活中的圆周运动知识体系4个实例——铁路的弯道、拱形桥、航天器中的失重现象、离心运动辨一辨1.铁路的弯道处，内轨高于外轨．(×)2．汽车行驶至凸形桥顶部时，对桥面的压力等于车重．(×)3．汽车行驶至凹形桥底部时，对桥面的压力大于车重．(√)4．绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员处于完全失重状态，故不再具有重力．(×)5．航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零．(×)6．做离心运动的物体可以沿半径方向运动．(×)想一想1.铁路拐弯处，为什么外轨要高于内轨？提示：列车转弯处做圆周运动，由于列车质量较大，因而需要很大的向心力作用．若内、外轨同高，则向心力需外轨的压力充当向心力，这样外轨会受到很大的水平向外的压力而容易产生脱轨事故．当外轨高于内轨一定的角度，列车以特定的速度转弯时，可由垂直于轨道平面的支持力及列车重力的合力充当向心力，而不挤压内轨和外轨，以保证行车安全．2．物体做离心运动时是否存在离心力作用？提示：当向心力消失或合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时，物体便做离心运动，其实质是物体惯性的一种表现，根本不存在离心力．3．为什么桥梁多设计成凸形拱桥而不设计成凹形桥？提示：由向心力合成，对凸形拱桥有：mg －F N ＝m v 2R ，所以F N ＝mg －m v 2R <mg ，而凹形桥则为：F N －mg ＝m v 2R 所以F N ＝mg ＋m v 2R>mg .可知凸形拱桥所受压力小而不易损坏．思考感悟：练一练 1.[2019·福建省普通高中考试]如图所示，质量为m 的汽车保持恒定的速率运动．若通过凸形路面最高处时，路面对汽车的支持力为F 1，通过凹形路面最低处时，路面对汽车的支持力为F 2，重力加速度为g ，则( )A ．F 1>mgB ．F 1＝mgC ．F 2>mgD ．F 2＝mg答案：C2．[2019·广东省普通高中考试]如图所示，用一根细绳拴住一小球在直平面内圆周运动，不计空气阻力，则( )A ．小球过最高点的速度可以等于零B ．小球在最低点的速度最大C ．小球运动过程中加速度不变D ．小球运动过程中机械能不守恒答案：B3．[2019·贵州省普通高中考试]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 ．赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘B ．赛车行驶到弯道时，没有及时加速C ．赛车行驶到弯道时，没有及时减速D ．在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小答案：C[2019·人大附中高一月考](多选)如图所示，质量为m 的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )A ．若小球刚好能做圆周运动，则它通过最高点时的速度为gRB ．若小球刚好能做圆周运动，则它通过最高点时的速度为零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答案：BD要点一铁路的弯道1.[2019·忻州高一检测](多选)火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动．当火车以规定速度行驶时，内外轨道均不受侧向挤压．现要降低火车转弯时的规定速度，须对铁路进行改造，从理论上讲以下措施可行的是( )A ．减小内外轨的高度差B ．增加内外轨的高度差C ．减小弯道半径D ．增大弯道半径解析：当火车以规定速度通过弯道时，火车的重力和支持力的合力提供向心力，如图所示：即F n mg tan θ，而F n ＝m v 2R，故v ＝gR tan θ.若使火车经弯道时的速度v 减小，则可以减小倾角θ，即减小内外轨的高度差，或者减小弯道半径R ，故A 、C 两项正确，B 、D 两项错误．答案：AC铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R ，若质量为m 的火车转弯时速度等于gR tan θ，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mg cos θD ．这时铁轨对火车的支持力大于mgcos θ解析：由牛顿第二定律F 合＝m v 2R，解得F 合＝mg tan θ，此时火车受到的重力和铁路轨道的支持力的合力提供向心力，如图所示，F N cos θ＝mg ，则F N ＝mgcos θ，故C 项正确，A 、B 、D 三项错误．答案：C要点二竖直面内的圆周运动 3.(多选)如图所示，通过做实验来研究汽车通过桥的最高点时对桥的压力．在较大的平整木板上相隔一定的距离钉4个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉内，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具车就可以在桥面上跑起来了．把这套装置放在电子秤上，关于玩具车在拱桥顶端时电子秤的示数，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小一些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)，示数越小解析：电子秤的示数大小为装置所受的重力加上玩具车对装置的压力，玩具车的速度越大，对装置的压力越小，所以电子秤的示数越小．B、D两项正确．答案：BD4．长度为0.5 m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量m＝2 kg 的小球．求在下述的两种情况下，通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向(g取10 m/s2)：(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0 r/s；(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s.解析：假设小球在最高点的受力如图所示．(1)杆的转速为2.0 r/s时，ω＝2πn＝4π rad/s由牛顿第二定律得：F＋mg＝mLω2故小球所受杆的作用力F＝mLω2－mg＝2×(0.5×42×π2－10)N≈138 N即杆对小球提供了138 N的拉力由牛顿第三定律知，小球对杆的拉力大小为138 N，方向竖直向上．(2)杆的转速为0.5 r/s时，ω′＝2 πn′＝π rad/s同理可得小球所受杆的作用力F＝mLω′2－mg＝2×(0.5×π2－10) N≈－10 N.力F为负值表示它的方向与受力分析中所假设的方向相反，故小球对杆的压力大小为10 N，方向竖直向下．答案：见解析5．如图所示，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60 m，如果桥面承受的压力不超过3.0×105 N，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10 m/s 2)解析：汽车驶至凹形桥面的底部时，合力向上，此时车对桥面压力最大；汽车驶至凸形桥面的顶部时，合力向下，此时车对桥面的压力最小．(1)汽车在凹形桥面的底部时，由牛顿第三定律可知，桥面对汽车的最大支持力F N1＝3.0×105N ，根据牛顿第二定律得F N1－mg ＝m v 2r即v ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫F N1m －g r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3.0×1052.0×104－10×60 m/s ＝10 3 m/s<gr ＝10 6 m/s ，故汽车在凸形桥最高点上不会脱离桥面，所以最大速率为10 3 m/s.(2)汽车在凸形桥面的顶部时，由牛顿第二定律得mg －F N2＝mv 2r，则F N2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫g －v 2r ＝2.0×104×⎝ ⎛⎭⎪⎫10－30060 N＝1.0×105N由牛顿第三定律得，在凸形桥面顶部汽车对桥面的压力为1.0×105N. 答案：(1)10 3 m/s (2)1.0×105N要点三离心运动 6.如图所示，小球从“离心轨道”上滑下，若小球经过A 点时开始脱离圆环，则小球将做( )A ．自由落体运动B ．平抛运动C ．斜上抛运动D．竖直上抛运动解析：小球在脱离轨道时的速度是沿着轨道的切线方向的，即斜向上．当脱离轨道后小球只受重力，所以小球将做斜上抛运动．答案：C7.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，小球所受合力突变为零，将沿切线方向匀速飞出，A项正确；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项错误；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：A8.如图所示，水平转盘上放有一质量为m的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳子长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求：(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度．(2)当角速度为3μg2r时，绳子对物体拉力的大小．解析：(1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零时转速达到最大，设此时转盘转动的角速度为ω0，则μmg＝mω20r，得ω0＝μg r.(2)当ω＝3μg2r时，ω>ω0，所以绳子的拉力F 和最大静摩擦力共同提供向心力，此时，F ＋μmg ＝mω2r ，即F ＋μmg ＝m ·3μg2r ·r ，得F ＝12μmg .答案：(1) μg r (2)12μmg基础达标1.[2019·黑龙江哈尔滨六中期中考试](多选)火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定，若在某转弯处规定行驶速度为v ，则下列说法正确的是( )A ．当以v 的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力B ．当以v 的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C ．当速度大于v 时，轮缘挤压外轨D ．当速度小于v 时，轮缘挤压外轨解析：当以v 的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力应正好等于向心力，当速度大于v 时，火车重力与轨道面支持力的合力小于转弯所需向心力，此时轮缘挤压外轨，外轨对轮缘产生弹力，当速度小于v 时，火车重力与轨道面支持力的合力大于转弯所需向心力，此时轮缘挤压内轨，故AC 两项正确，BD 项错误．答案：AC 2.在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛．比赛过程中运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线．如图所示，圆弧虚线Ob 代表弯道，即正常运动路线，Oa 为运动员在O 点时的速度方向(研究时可将运动员看做质点)．下列论述正确的是( )A ．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B ．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力C ．若在O 点发生侧滑，则滑动的方向在Oa 左侧D ．若在O 点发生侧滑，则滑动的方向在Oa 右侧与Ob 之间解析：发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，而运动员受到的合力小于所需要的向心力，受到的合力方向指向圆弧内侧，故AB 项错误；运动员在水平方向不受任何外力时沿Oa 方向做离心运动，实际上运动员受到的合力方向指向圆弧Ob 内侧，所以运动员滑动的方向在Oa 右侧与Ob 之间，故C 项错误，D 项正确．答案：D 3.[2019·山西高平一中期中考试](多选)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，则下列说法正确的是 ( )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不可能为零C ．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力D ．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gL解析：在最高点，若向心力完全由重力提供，即球和细绳之间没有相互作用力，此时有mg ＝m v 20L，解得v 0＝gL ，此时小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，若v >gL ，则小球对细绳有拉力，若v <gL ，则小球不能在竖直平面内做圆周运动，所以在最高点，充当向心力的不一定是重力，在最低点，细绳的拉力和重力的合力充当向心力，故有T －mg ＝m v 21L ，即T ＝mv 21L＋mg ，则小球过最低点时细绳的拉力一定大于小球重力，故CD 正确，AB 错误．答案：CD 4.[2019·湖北武汉华中师大一附中期中考试]如图所示，光滑管形圆轨道半径为R (管径远小于R )，小球a 、b 大小相同，质量均为m ，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动．两球先后以相同速度v 通过轨道最高点，且当小球a 在最低点时，小球b 在最高点，下列说法正确的是(重力加速度为g )( )A ．小球b 在最高点一定对外轨道有向上的压力B ．小球b 在最高点一定对内轨道有向下的压力C ．速度v 至少为gR ，才能使两球在管内做圆周运动D ．小球a 在最低点一定对外轨道有向下的压力解析：当小球在最高点对轨道无压力时，重力提供向心力，mg ＝m v 2R，v ＝gR ，小球在最高点速度小于gR 时，内轨道可以对小球产生向上的支持力，大于gR 时，外轨道可以对小球产生向下的压力，故小球在最高点速度只要大于零就可以在管内做圆周运动，ABC 三项错误．在最低点外轨道对小球有向上的支持力，支持力和重力的合力指向圆心，提供小球做圆周运动的向心力，选项D 项正确．答案：D 5.如图所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法错误的是( ) 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 ．增大脱水桶转动角速度，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解析：脱水过程中，衣物做离心运动而被甩向桶壁，故A 项正确．水滴的附着力是一定的，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 项错误．F ＝mω2R ，ω增大，所需向心力F 增大，会有更多水滴被甩出去，故C 正确．中心的衣服，R 比较小，角速度ω一样，所需向心力小，脱水效果较差，故D 项正确．答案：B 6.如图所示的陀螺，是我们很多人小时候喜欢玩的玩具．从上往下看(俯视)，若陀螺立在某一点顺时针匀速转动，此时滴一滴墨水到陀螺，则被甩出的墨水径迹可能是下列的( )解析：做曲线运动的墨水，所受陀螺的束缚力消失后，水平面内(俯视)应沿轨迹的切线飞出，AB两项错误，又因陀螺顺时针匀速转动，故C错误，D正确．答案：D7.物体m用线通过光滑的水平板间的小孔与钩码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减小M的重量，则物体m的轨道半径r，角速度ω，线速度v的大小变化情况是( )A．r不变，v变小 B．r增大，ω减小C．r减小，v不变 D．r减小，ω不变解析：物体做匀速圆周运动，线的拉力提供向心力，稳定时线的拉力等于M的重力，如果减小M的重量，拉力不足以提供物体做圆周运动的向心力，物体会出现离心现象，导致半径r变大，速度v减小，角速度减小，所以B项正确，ACD三项错误．答案：B8．[2019·江苏扬州中学期中考试]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时处于超重状态B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，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位置分别做匀速圆周运动，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解析：汽车通过拱桥的最高点时加速度向下，故处于失重状态，选项A错误；圆锥摆的向心力为mg tan θ，高度h不变，其轨道半径为h tan θ，由牛顿第二定律得mg tan θ＝mω2h tanθ，易得ω＝gh，角速度与角度θ无关，B项正确；题图c中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置分别做匀速圆周运动，则小球的向心力F＝mgtan θ＝mω2r，则在A、B 两位置小球的向心力相同，但A位置的转动半径较大，故角速度较小，小球所受筒壁的支持力大小为F N＝mgsin θ，故支持力相等，C错误；火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用，选项D错误．答案：B9.[2019·山东枣庄三中期中考试]摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图所示．当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，抵消离心力的作用，行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样．假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度拐弯，拐弯半径为1 km，则质量为50 kg的乘客在拐弯过程中所受到的列车给他的作用力大小为(g＝10 m/s2)( )A．0 B．500 NC．1 000 N D．500 2 N解析：已知列车以360 km/h的速度拐弯，拐弯半径为1 km，则向心加速度为a＝v2r＝10 m/s2，列车上的乘客在拐弯过程中受到的列车给他的作用力垂直于列车底部向上，大小为N，还受到重力，其合力F指向圆心，则F＝ma＝500 N，而乘客的重力与合力F大小相等，那么作用力与向心力的夹角为45°，则列车给乘客的作用力大小为N＝Fcos 45°＝50022N＝500 2 N，故D项正确．答案：D10.[2019·广东广雅中学期中考试]如图所示，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 ．人在最高点时处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B ．人在最高点时对座椅不可能产生大小为mg 的压力C ．人在最低点时对座椅的压力等于mgD ．人在最低点时对座椅的压力大于mg解析：设座椅对人的作用力为F ，人在最高点时，由牛顿第二定律和向心力公式可得F＋ mg ＝m v 2R，由此可知，当v ＝gR 时，人只受重力作用；当v >gR 时，重力和座椅对人向下的压力提供向心力；当v <gR 时，除受重力外，人还受保险带向上的拉力，A 项错误．当v ＝2gR 时，座椅对人向下的压力等于重力mg ，由牛顿第三定律知，人对座椅的压力等于mg ，选项B 错误．人在最低点时，受到重力和支持力，由牛顿第二定律和向心力公式可得F －mg ＝m v 2R ，即F ＝mg ＋m v 2R>mg ，故C 项错误，D 项正确．答案：D 11.[2019·上海交大附中期中考试]“东风”汽车公司在湖北某地有一试车场，其中有一检测汽车在极限状态下车速的试车道，该试车道呈碗状，如图所示．有一质量为m ＝1 t 的小汽车在A 车道上飞驰，已知该车道转弯半径R 为150 m ，路面倾斜角为θ＝45°(与水平面夹角)，路面与车胎间的动摩擦因数μ为0.25，重力加速度g ＝10 m/s 2，求汽车所能允许的最大车速．解析：以汽车为研究对象，其极限状态下的受力分析如图所示．当摩擦力达到最大时，速度最大，在竖直方向上有F N sin 45°－F f cos 45°－mg ＝0根据牛顿第二定律，在水平方向上有F N cos 45°＋F f sin 45°＝m v 2R又F f ＝μF N联立并将已知数据代入，解得v ＝50 m/s 即汽车所能允许的最大车速为50 m/s. 答案：50 m/s 12.如图所示，质量为m ＝0.2 kg 的小球固定在长为L ＝0.9 m 的轻杆的一端，杆可绕O 点的水平转轴在竖直平面内转动．(g ＝10 m/s 2)(1)当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？(2)当小球在最高点的速度分别为6 m/s 和1.5 m/s 时，求球对杆的作用力的大小与方向．解析：(1)小球在最高点对轻杆作用力为零时，其所受重力恰好提供小球绕O 点做圆周运动所需的向心力，故有mg ＝m v 2L代入数据得v ＝3 m/s(2)当小球在最高点速度为v 1＝6 m/s 时，设轻杆对小球的作用力为F 1，取竖直向下为正，由牛顿第二定律得F 1＋mg ＝m v 21L代入数据得F 1＝6 N由牛顿第三定律知小球对轻杆的作用力大小为6 N ，方向竖直向上当小球在最高点速度为v 2＝1.5 m/s 时，设轻杆对小球的作用力为F 2，仍取竖直向下为正，由牛顿第二定律得F 2＋mg ＝m v 22L代入数据得F 2＝－1.5 N由牛顿第三定律知小球对轻杆的作用力大小为1.5 N ，方向竖直向下答案：(1)3 m/s (2)速度为6 m/s 时，作用力大小为6 N ，方向竖直向上速度为1.5 m/s 时，作用力大小为1.5 N ，方向竖直向下能力达标 13.[2019·广东中山一中期末考试]如图所示，两物块A 、B 套在水平粗糙的CD 杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD 中点的轴OO ′转动，已知两物块质量相等，杆CD 对物块A 、B 的最大静摩擦力大小相等，开始时轻绳处于自然长度(轻绳恰好伸直但无弹力)，物块A 到OO ′轴的距离为物块B 到OO ′轴距离的2倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，从轻绳处于自然长度到两物块A 、B 即将滑动的过程中，下列说法正确的是( )A ．B 受到的静摩擦力一直增大B ．B 受到的静摩擦力先增大后减小C ．A 受到的静摩擦力先增大后减小D ．A 受到的合外力一直在增大解析：解答本题的疑难在于对A 、B 运动过程的动态分析．由于A 的半径比B 的大，根据向心力公式F 向＝mω2R ，A 、B 的角速度相同，可知A 所需向心力比B 大，两物块的最大静摩擦力相等，所以A 的静摩擦力会先不足以提供向心力而使轻绳产生拉力，之后随着速度的增大，静摩擦力已达最大不变了，轻绳拉力不断增大来提供向心力，所以物块A 所受静摩擦力是先增大后不变的，C 错误；根据向心力公式F 向＝m v 2R，在发生相对滑动前物块A 的半径是不变的，质量也不变，随着速度的增大，向心力增大，而向心力就是物块A 的合力，故D 项正确；因为是A 先使轻绳产生拉力的，所以当轻绳刚好产生拉力时B 受静摩擦力作用且未达到最大静摩擦力，此后B 的向心力一部分将会由轻绳拉力来提供，静摩擦力会减小，而在产生拉力前B 的静摩擦力是一直增大的，易知B 所受静摩擦力是先增大后减小再增大的，故A 、B 项错误．答案：D14．[2019·四川广元中学期末考试]如图所示，一根长为l ＝1 m 的细线一端系一质量为m ＝1 kg 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T .(g ＝10 m/s 2,sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，结果可用根式表示)(1)若小球即将离开锥面，则小球的角速度ω0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？(3)细线的张力T 与小球匀速转动的角速度ω有关，请在坐标纸上画出ω的取值范围在0到ω′之间时的T —ω2的图象．(要求标明关键点的坐标值)解析：(1)小球即将离开锥面时，小球只受到重力和拉力作用，小球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得mg tan θ＝mω20l sin θ解得ω0＝gl cos θ＝12.5 rad/s(2)当细线与竖直方向成60°角时，由牛顿第二定律得mg tan 60°＝mω′2l sin 60°解得ω′＝gl cos 60°＝20 rad/s(3)当ω＝0时，T＝mg cos θ＝8 N当0<ω<12.5 rad/s时T sin θ－N cos θ＝mω2l sin θT cos θ＋N sin θ＝mg解得T＝mg cos θ＋mlω2sin2θω＝12.5 rad/s时，T＝12.5 N当12.5 rad/s<ω≤20 rad/s时，小球离开锥面，设细线与竖直方向夹角为β，则T sinβ＝mω2l sin β解得T＝mlω2ω＝20 rad/s时，T＝20 N画出T—ω2图象如图所示答案：(1)12.5 rad/s (2)20 rad/s (3)如解析图所示。

高中物理人教版必修2习题：第五章曲线运动第7节生活中的圆周运动3 含答案

第7节生活中的圆周运动（满分100分，60分钟完成）班级_______姓名______ 第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题：本大题共6小题，每小题8分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得8分，对而不全得4分。

选错或不选的得0分。

1．如图1所示，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要滑动尚未发生滑动的状态时，烧断细线，则两物体的运动情况是（）图1A ．两物体均沿切线方向滑动B ．两物体均沿半径方向做远离圆心的运动C ．两物体随盘一起做匀速圆周运动，不发生滑动D ．物体A 随盘一起做匀速圆周运动，不发生滑动；物体B 将沿一条曲线运动，离圆心越来越远2．如图2所示，物体P 用两根长度相等不可伸长的细线系于竖直杆上，它随杆转动，若转动角速度为ω，则（） A ．ω只有超过某一值时，绳子AP 才有拉力 B ．绳子BP 的拉力随ω的增大而增大 C ．绳子BP 的张力一定大于绳子AP 的张力D ．当ω增大到一定程度时，绳AP 的张力大于BP 的张力3．汽车在倾斜的弯道上拐弯，如图3所示，弯道的倾角为θ，半径为r ，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是（提示：转弯半径是水平的）（）图3A B ωA ．θsin grB ．θcos grC ．θtan grD ．θcot gr4．如图4所示，轻杆的一端固定一小球，另一端有光滑的水平固定轴O ，现给小球一初速度，使球和杆一起绕O 轴在竖直平面内转动，不计空气阻力，当小球到达最高点时杆对球的作用力（）A ．一定是拉力B ．一定等于零C ．一定是推力D ．可能是推力，可能是拉力，也可能等于零5．如图5所示，小物块位于半径为R 的半球顶端，若给小物块以水平初速度v 0时，物块对球恰无压力，则下列说法不正确．．．的是（） A ．物块立即离开球面做平抛运动 B ．物块落地时水平位移为2R C ．初速度v 0＝gRD ．物块落地速度方向与地面成45º角6．飞机驾驶员最多可承受9倍的重力加速度带来的影响，当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲时速度为v ，则圆弧的最小半径为（）A ．g v 92B ．g v 82C ．g v 72D ．gv 2第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共3小题，每小题8分，共24分。

人教版高一物理必修2第五章5.7 生活中的圆周运动练习解析版11

○…………订…_班级：___________考号：○…………订…绝密★启用前人教版高一物理必修2第五章5.7 生活中的圆周运动练习解析版注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题)请点击修改第I 卷的文字说明一、单选题1．如图所示，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，使小球在竖直平面内做圆周运动，小球过最高点的速度为v ，下列叙述中不正确的是( )A ．v 的值可以小于√glB ．当v 由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大C ．当v 由√gl 值逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大D ．当v 由√gl 值逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小【答案】D 【解析】细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点的最小速度为零．故A 正确．根据F 向=m v 2L 知，速度增大，向心力增大．故B 正确．当v =√gl ，杆子的作用力为零，当v ＞√gl 时，杆子表现为拉力，速度增大，拉力增大．故C 正确．当v ＜√gl 时，杆子表现为支持力，速度减小，支持力增大．故D 错误．本题选错误的，故选D ．2．如图为一种“滚轮--平盘无级变速器”的示意图,它由固定在主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成,由于摩擦的作用,当平盘转动时,滚轮就会跟随转动,如果认为滚轮不会打滑,那么主动轴的转速1n ，从动轴的转速2n ，滚轮半径r 以及滚轮中心距离试卷第2页，总12页…○…………装………线…………○…※※请※※不※※要…○…………装………线…………○…主动轴轴线的距离x 之间的关系是A ．12n r n x =B ．21n r n x =C ．2212n r n x = D ．2221n r n x =【答案】B 【解析】【分析】滚轮不会打滑，滚轮边缘与主动轮接触处的线速度大小相等．滚轮边缘的线速度大小为v 1=2πn 2r ，滚轮与主动轮接触处的线速度大小v 2=2πn 1x ，联立求解n 1、n 2、r 以及x 之间的关系．【详解】从动轴的转速n 2、滚轮半径r ，则滚轮边缘的线速度大小为v 1=2πn 2r ，滚轮与主动轮接触处的线速度大小v 2=2πn 1x 。

人教版高一物理必修2第五章5.7 生活中的圆周运动练习解析版12

…○……学校:_____…○……绝密★启用前人教版高一物理必修2第五章5.7 生活中的圆周运动练习解析版2注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题)请点击修改第I 卷的文字说明一、单选题19．冰面对溜冰运动员的最大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，若依靠摩擦力充当向心力，其安全速度为( ) A ．v =k √Rg B ．v ≤√kRg C ．v ≤√2kRg D ．v ≤√Rgk【答案】B 【解析】由题意可知，最大静摩擦力为重力的k 倍，所以最大静摩擦力等于kmg ，设运动员的最大的速度为V ，则kmg=m V 2R ，解得 V=√kgR ，所以B 正确．故选B ．思路分析：运动员在水平面上做圆周运动的向心力是由运动员受到的冰给运动员的最大静摩擦力提供的，根据向心力的公式可以计算出此时的最大速度试题点评：本题考查向心力的来源，能够提供的最大的向心力就是最大静摩擦力，此时的速度就是最大的速度．20．如图所示，质量相等的A 、B 两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，则两物块（）A ．线速度相同B ．角速度相同C ．向心加速度相同D ．向心力相同【答案】B 【解析】【详解】AB 、由于A 、B 在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相等，它们与转轴的距离不同，由v=ωr ，可知线速度不同，故A 错误，B 正确；C 、根据a=ω2r ，可知角速度相等，半径不同则向心加速度不同，故C 错误；试卷第2页，总8页…………装…线………※请※※不※※要※…………装…线………D 、根据F=mω2r 可知，质量相等，角速度相等，半径不同则向心力不同，故D 错误． 21．一辆载重车在丘陵地带行驶，地形如图所示，轮胎已经很旧，为防止爆胎，车在经过何处时应减速行驶：A ．A 处B ．B 处C ．C 处D ．D 处【答案】C 【解析】在A 处，重力和支持力相等；在B 、D 处，根据牛顿第二定律得：mg-N=m v 2r ，解得：N=mg-m v 2r＜mg ，知支持力小于重力；在C 处，根据牛顿第二定律得：N −mg ＝m v 2r，解得：N=mg +m v 2r＞mg ，可知在C 处支持力最大，轮胎受到的压力最大，所以在C 处应该减速行驶比较安全．故答案为C ．点睛：本题关键运用超重和失重的观点分析卡车经过圆弧的最高点和最低点处地面的作用力与重力的关系．当物体的加速度方向向下时，物体处于失重状态，当加速度方向向上时，处于超重状态．22．如图所示的是表演“水流星”节目的示意图，拴杯子的绳子长为l ，绳子能够承受的最大拉力是杯子和杯内水重力的8 倍，要使绳子不断，节目获得成功，则杯子通过最高点时速度的最小值和通过最低点时速度的最大值分别为（）A ．√gl √7glB ．√7gl √glC ．0 √glD ．0 √7gl 【答案】A 【解析】【分析】把水和杯子看成一个整体，做圆周运动，通过最高点时，当绳子的拉力为零时，速度最小；最低点，当绳子的拉力最大时，速度最大。

人教版高中物理必修2 第五章第7节生活中的圆周运动同步练习(含解析)

人教版高中物理必修2第五章第7节生活中的圆周运动同步练习一、单选题（本大题共15小题）1.如图所示。

小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动。

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、与运动方向相反的摩擦力和向心力D. 受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力2.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，以下说法正确的是（）A. 游客在a处受的摩擦力向右B. 游客在b处受的支持力小于GC. 游客在c处受的摩擦力等零D. 游客在d处受的支持力大于G3.如图所示,小球m在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做半径为R的圆周运动,小球过最高点速度为V,则下列说法中正确的是( )A. V的最小值为B. V由逐渐减小,受到的管壁弹力也减小C. 小球通过最高点时一定受到向上的支持力D. 小球通过最低点时一定受到外管壁的向上的弹力4.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（）A. 车的加速度为零,受力平衡B. 车对桥的压力比汽车的重力大C. 车对桥的压力比汽车的重力小D. 车的速度越大,车对桥面的压力越小5.如图甲所示，轻杆一端固定在转轴0点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其图象如乙图所示则A. 时,杆对小球的弹力方向向上B. 当地的重力加速度大小为C. 小球的质量为D. 时,小球受到的弹力与重力大小不相等6.如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上．物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F．小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动．整个过程中，物块在夹子中没有滑动．小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g．下列说法正确的是( )A. 物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2FB. 小环碰到钉子P时,绳中的张力大于2FC. 物块上升的最大高度为D. 速度v不能超过7.如图所示,长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球,另一端可绕固定轴O转动,已知小球通过最高点P时速度为,不计一切阻力,则( )A. 小球在最高点P受到轻杆对它向下的弹力B. 小球在最低点Q受到轻杆对它的弹力大小为C. 小球在最低点Q和最高点P,轻杆中的弹力大小之差为5mgD. 小球从Q点到P点,其速度的增量为8.如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环可视为质点，从大环的最高处由静止滑下。

人教版必修二高一(下 )第五章 7.生活中的圆周运动强化练习

二、单选题
4. 山城重庆的轻轨交通颇有山城特色，由于地域限制，弯道半径很小，在某些弯道上行驶时列车的车身严重倾斜．每到这样的弯道乘客都有一种坐过山车的感觉，很是惊险刺激．假设某弯道铁轨是圆弧的一部分，转弯半径为R，重力加速度为g，列车转弯过程中倾角(车厢地面与水平面夹角)为θ，则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度(轨道不受侧向挤压)为( )
三、解答题
10. 汽车若在起伏不平的公路上行驶时，应控制车速，以避免造成危险。如图所示为起伏不平的公路简化的模型图：设公路为若干段半径r为50m 的圆弧相切连接，其中A、C为最高点，B、D为最低点，一质量为2000kg的汽车（作质点处理）行驶在公路上，（g=10m/s2）试求：
（1）当汽车保持大小为20m/s的速度在公路上行驶时，路面的最高点和最低点受到压力各为多大（2）速度为多大时可使汽车在最高点对公路的压力为零（3）简要回答为什么汽车通过拱形桥面时，速度不宜太大
8. 如图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
A．80m/s
B．100m/s
C．120m/s
D．140m/s
7. 如图所示，在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动．已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）
A．将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 B．运动员受到的合力为，是一个恒力 C．若运动员加速，则可能沿斜面上滑 D．若运动员减速，则一定加速沿斜面下滑

人教版高中物理必修二-第五章第七节生活中的圆周运动-测试题

第五章曲线运动第七节生活中的圆周运动A级抓基础1．在水平面上转弯的摩托车，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、牵引力的合力解析：摩托车转弯时，摩托车受重力、地面支持力和地面对它的摩擦力三个力的作用，重力和地面支持力沿竖直方向，二力平衡，由于轮胎不打滑，摩擦力为静摩擦力，来充当向心力．综上所述，选项B正确．答案：B2．(多选)宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态，下列说法正确的是( )A．宇航员仍受重力的作用B．宇航员受力平衡C．宇航员所受重力等于所需的向心力D．宇航员不受重力的作用解析：做匀速圆周运动的空间站中的宇航员，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，并非宇航员不受重力作用，A、C正确，B、D 错误．答案：AC3．(多选)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做近心运动解析：若拉力突然变大，则小球将做近心运动，不会沿轨迹Pb做离心运动，A错误．若拉力突然变小，则小球将做离心运动，但由于力与速度有一定的夹角，故小球将做曲线运动，B正确，D错误．若拉力突然消失，则小球将沿着P点处的切线运动，C正确．答案：BC4．(多选)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压力D．当火车的速率v＜v0时，火车对内轨有向内侧的压力解析：在转弯处，火车以规定速度行驶时，在水平面内做圆周运动，重力与支持力的合力充当向心力，沿水平面指向圆心，选项A正确．当火车的速率v＞v0时，火车重力与支持力的合力不足以提供向心力，火车对外轨有向外的侧向压力；当火车的速率v＜v0时，火车重力与支持力的合力大于火车所需的向心力，火车对内轨有向内的侧向压力，选项B、D正确．答案：ABD5.如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为m 的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口飞出时，轨道的压力恰好为零，则：(1)小球在B点的速度是多少？(2)小球落地点C距B处的水平距离是多少？解析：(1)当小球在B点时，由牛顿第二定律可得：mg＝m v2BR，解得：v B＝gR.(2)小球从B 点飞出后，做平抛运动，运动的时间是t ：由2R ＝12gt 2，解得：t ＝2R g，小球落地点到A 点的距离：x ＝v B t ＝gR ×2R g＝2R . 答案：(1)gR (2)2R 6．(多选)如图所示，质量为m 的小球置于正方体的光滑盒子中，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，已知重力加速度为g ，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则( )A ．在最高点小球的速度水平，小球既不超重也不失重B ．小球经过与圆心等高的位置时，处于超重状态C ．盒子在最低点时对小球弹力大小等于2mg ，方向向上D ．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2πR g解析：在最高点小球的加速度为g ，处于完全失重状态，A 错误；小球经过与圆心等高的位置时，竖直加速度为零，既不超重也不失重，B 错误；在最低点时，盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动的向心力，由F －mg ＝m v 2R ，解得F ＝2mg ，选项C 正确；在最高点有mg ＝m v 2R，解得该盒子做匀速圆周运动的速度v ＝gR ，该盒子做匀速圆周运动的周期为T ＝2πR v ＝2πR g，选项D 正确．答案：CDB 级提能力7．(多选)如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R ，小球半径为r ，则下列说法正确的是( )A ．小球通过最高点时的最小速度v min ＝g （R ＋r ）B ．小球通过最高点时的最小速度v min ＝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有作用力解析：小球沿管上升到最高点的速度可以为零，故选项A错误、选项B正确；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力F N与小球重力在背离圆心方向的分力F1的合力提供向心力，即：F N－F1＝m v2R＋r，因此，外侧管壁一定对小球有作用力，而内侧壁无作用力，选项C正确；小球在水平线ab 以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，选项D错误．答案：BC8.(多选)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C 点．如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向．当小球运动到图示位置时，绳b 被烧断的同时木架停止转动，则( )A．绳a对小球拉力不变B．绳a对小球拉力增大C．小球可能前后摆动D．小球不可能在竖直平面内做圆周运动解析：绳b烧断前，小球竖直方向的合力为零，即F a＝mg，烧断b后，小球在竖直面内做圆周运动，且F′a－mg＝m v2l，所以F′a＞F a，选项A错误、选项B正确；当ω足够小时，小球不能摆过AB所在高度，选项C正确；当ω足够大时，小球在竖直面内能通过AB上方的最高点而做圆周运动，选项D错误．答案：BC9．(多选)如图所示，木板B托着木块A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是( )A．从水平位置a到最高点b的过程中A的向心加速度越来越大B．从水平位置a到最高点b的过程中B对A的摩擦力越来越小C．在a处时A对B的压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值D．在过圆心的水平线以下A对B的压力一定大于A的重力解析：由于木块A在竖直平面内做匀速圆周运动，A的向心加速度大小不变，A错误；从水平位置a到最高点b的过程中，A的向心加速度沿水平方向的分量逐渐减小，即此过程B对A的摩擦力越来越小，B正确；在a处时A的向心加速度水平向左，竖直方向上A处于平衡，A对B的压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值，C正确；在过圆心的水平线以下有向上的加速度的分量，此时A处于超重状态，B对A的支持力大于A的重力，D正确．答案：BCD10．如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.5 mg.求：(1)小球从管口飞出时的速率；(2)小球落地点到P点的水平距离．解析：(1)分两种情况，当小球对管下部有压力时，则有mg－0.5mg＝mv21R，v1＝gR2.当小球对管上部有压力时，则有mg＋0.5mg＝mv22R，v2＝32gR.(2)小球从管口飞出做平抛运动，2R＝12gt2，t＝2Rg，x1＝v1t＝2R，x2＝v2t＝6R.答案：(1) gR2或32gR(2)2R或6R11．如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m＝50 kg的重锤(重锤可视为质点)绕转轴O匀速运动，重锤转动半径为R＝0.5 m．电动机连同打夯机底座的质量为M＝25 kg，重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？(2)若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？解析：(1)当拉力大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面：有：F T＝Mg.对重锤有：mg＋F T＝mω2R.解得：ω＝（M＋m）gmR＝30 rad/s.(2)在最低点，对重锤有：F′T－mg＝mω2R.则：F′T＝Mg＋2mg.对打夯机有：F N＝F′T＋Mg＝2(M＋m)g＝1 500 N.由牛顿第三定律得F′N＝F N＝1 500 N.答案：(1)30 rad/s (2)1 500 N。