高中物理必修二-圆周运动练习题
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(每日一练)高中物理必修二圆周运动经典大题例题单选题1、以A、B为轴的圆盘,A以线速度v转动,并带动B转动,A、B之间没有相对滑动则()A.A、B转动方向相同,周期不同B.A、B转动方向不同,周期不同C.A、B转动方向相同,周期相同D.A、B转动方向不同,周期相同答案:A解析:两轮接触位置没有相对滑动,所以两轮边缘线速度相同,根据题意可知,转动方向相同,均为逆时针;根据周期公式T=2πr v可知,线速度大小相同,而半径不同,所以周期不同,BCD错误,A正确。
故选A。
2、如图所示为大小不同的两个转轮,两转轮边缘接触,且接触点无打滑现象。
A点位于大转轮内,B点位于小转轮边缘,两点到各自圆心的距离相等。
当两轮转动时,关于A、B两点周期、线速度及角速度等物理量的关系正确的是()A.T A>T B,v A<v BB.T A=T B,v A<v BC.ωA>ωB,v A<v BD.ωA<ωB,v A=v B答案:A解析:因为轮边缘无打滑,则两轮边缘的线速度相同,设大轮边缘有一点C,则有v B=v C由v=ωR而R C>R B所以ωC<ωB又由ω=2πT则T C>T B点A与点C同轴,则有ωA=ωC,T A=T C所以T A>T B,ωA<ωB又由R A<R C,ωA=ωC由v=ωR则v A<v C所以v A<v B故A正确,BCD错误;故选A。
3、2022年的北京冬奥会,任子威获得短道速滑1000米项目的金牌,如图是他比赛中正沿圆弧形弯道匀速率滑行,则他()A.所受的合力为零,做匀速运动B.所受的合力恒定,做匀加速运动C.所受的合力变化,做变加速运动D.所受的合力恒定,做变加速运动答案:C解析:根据题意可知,运动员做匀速圆周运动。
合力大小不变,但方向改变,合力变化,做变加速运动。
故选项C正确。
4、如图将红、绿两种颜色石子放在水平圆盘上,围绕圆盘中心摆成半径不同的两个同心圆圈。
(每日一练)高中物理必修二圆周运动真题单选题1、关于运动,下列说法正确的是()A.运动的物体,一定受到力的作用B.只有曲线运动,才能分解为两个直线运动来研究C.抛体运动一定是匀变速运动D.匀速圆周运动是线速度和角速度都不变的运动答案:C解析:A.物体运动不一定受到力的作用。
物体不受力和受平衡力时,都保持原来的静止状态或匀速运动状态。
力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因,故A错误;B.物体做直线运动时,也能将这个运动分解为两个分运动,如竖直上抛运动可以分解成向上的匀速直线运动和向下的自由落体运动,故B错误;C.抛体运动的物体仅受重力,加速度的大小与方向都不变,一定做匀变速运动,故故C正确;D.匀速圆周运动是线速度的大小不变,方向时刻改变,故D错误。
故选C。
2、如图甲所示是“探究向心力大小”实验时的照片,图乙是传动部分示意图,左侧自上而下三轮的半径分别为1.5r、2.4r、3r,右侧自上而下三轮的半径分别为1.5r,1.2r,r,现皮带安装在两侧第二个轮上,A、B是左侧第二个轮边缘上的两点,C是右侧最上面轮边缘上的点()A.本实验采用了等效替代的科学方法B.图甲中两球质量相同,此时可探究“向心力大小与运动半径的关系”C.图乙中B、C两点的线速度相同D.图乙中A、C两点角速度之比为1:2答案:D解析:A.本实验采用了控制变量法,故A错误;B.甲图中两小球半径相同,质量相同,此时可探究“向心力大小与角速度的关系”,故B错误;CD.图乙中皮带连接的左右两轮边缘的线速度大小相等,右侧三个轮的角速度相等,由v=ωR两轮的角速度之比为ωB:ωC=1.2r:2.4r=1:2所以A、C两点角速度之比也为1:2;则B、C两点的线速度大小之比为v B v C =ωB⋅2.4rωC⋅1.5r=45图乙中B、C两点的线速度不相同,故C错误,D正确。
故D正确。
3、关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是变速运动C.匀速圆周运动的线速度不变D.做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态答案:B解析:ABC.匀速圆周运动过程,线速度大小保持不变,方向时刻改变,故匀速圆周运动是变速运动,AC错误,B正确;D.做匀速圆周运动的物体,所受合外力作为向心力,没有处于平衡状态,D错误。
高中物理必修二第六章圆周运动考点精题训练单选题1、一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内作半径为R的圆周运动,如图所示,则()A.小球过最高点时,杆所受弹力一定不为零B.小球过最高点时的最小速度是√gRC.小球过最高点时,杆的弹力可以向上,此时杆对球的作用力一定不大于重力D.小球过最高点时,杆对球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反答案:CA.小球过最高点时,若只靠小球重力提供向心力时,杆所受弹力为零,故A错误;B.由于小球连接的轻杆,所以小球过最高点时的最小速度可以为零,故B错误;C.当小球过最高点,杆的弹力可以向上时,杆对小球的作用力反向向下,此时重力和杆的弹力的合力提供向心力,即mg−F=m v2 RF=mg−m v2 R此时杆对球的作用力小于或者等于重力,故C正确;D.当小球过最高点时的速度v>√gR时,此时合外力提供向心力,即F 合=mv2R>mg此时杆对球的作用力与小球的重力方向相同,故D错误。
故选C。
2、如图所示,质量相同的质点A、B被用轻质细线悬挂在同一点O,在同一水平面内做匀速圆周运动,则()A.A的线速度一定比B的线速度大B.A的角速度一定比B的角速度大C.A的向心力一定比B的向心力小D.A所受细线的拉力一定比B所受细线的拉力小答案:AAB.设细线与竖直方向的夹角为θ,根据mgtanθ=mLsinθ⋅ω2=mv2 L sinθ得v=√gLsinθtanθω=√gL cosθA球细线与竖直方向的夹角较大,则线速度较大,两球L cosθ相等,则两球的角速度相等,故A正确,B错误;C.向心力F n=mgtanθA球细线与竖直方向的夹角较大,则向心力较大,故C错误;D.根据竖直方向上受力平衡有Fcosθ=mgA球与竖直方向的夹角较大,则A球所受细线的拉力较大,故D错误。
故选A。
3、如图所示为走时准确的时钟面板示意图,M、N为秒针上的两点。
以下判断正确的是()A.M点的周期比N点的周期大B.N点的周期比M点的周期大C.M点的角速度等于N点的角速度D.M点的角速度大于N点的角速度答案:C由于M、N为秒针上的两点,属于同轴转动的两点,可知M与N两点具有相同的角速度和周期。
一、选择题1.如图所示,一个小球在F作用下以速率v做匀速圆周运动,若从某时刻起,小球的运动情况发生了变化,对于引起小球沿a、b、c三种轨迹运动的原因,下列说法正确的是()A.沿a轨迹运动,可能是F减小了一些B.沿b轨迹运动,一定是v增大了C.沿b轨迹运动,可能是F减小了D.沿c轨迹运动,一定是v减小了2.如图所示,竖直平面上的光滑圆形管道里有一个质量为m可视为质点的小球,在管道内做圆周运动,管道的半径为R,自身质量为3m,重力加速度为g,小球可看作是质点,管道的内外径差别可忽略。
已知当小球运动到最高点时,管道刚好能离开地面,则此时小球的速度为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR3.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.关于做匀速圆周运动物体的线速度、角速度、周期的关系,下列说法中正确的是()A.线速度大的角速度一定大B.线速度大的周期一定小C.角速度大的周期一定小D.角速度大的半径一定小5.火车转弯时,如果铁路弯道的内、外轨一样高,则外轨对轮缘(如左图所示)挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力(如图中所示),但是靠这种办法得到向心力,铁轨和车轮极易受损。
在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨(如右图所示),当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,以下说法中正确的是()A.该弯道的半径R=2 v gB.当火车质量改变时,规定的行驶速度也将改变C.当火车速率大于v时,外轨将受到轮缘的挤压D.按规定速度行驶时,支持力小于重力6.一个圆锥摆由长为l的摆线、质量为m的小球构成,小球在水平面内做匀速圆周运动,摆线与竖直方向的夹角为θ,如图所示。
⼈教版新版⾼中物理必修⼆第六章圆周运动训练题(35)必修⼆第六章圆周运动训练题 (35)⼀、单选题(本⼤题共3⼩题,共12.0分)1.长为L的细绳,⼀端系⼀质量为m的⼩球,另⼀端固定于某点。
当绳竖直时⼩球静⽌,再给⼩球⼀⽔平初速度v0,使⼩球在竖直平⾯内做圆周运动。
关于⼩球的运动下列说法正确的是( )A. ⼩球过最⾼点时的最⼩速度为零B. ⼩球开始运动时绳对⼩球的拉⼒为m v02LC. ⼩球过最⾼点时速度⼤⼩⼀定为√gLD. ⼩球运动到与圆⼼等⾼处时向⼼⼒由细绳的拉⼒提供2.如图所⽰,⼀质量为m的⼩球⽤长度为l的细线悬挂于O点,已知细线能够承受的最⼤张⼒为7mg重⼒加速度为g,在最低点给⼩球⼀个初速度,让⼩球在竖直平⾯内绕O点做完整的圆周运动,下列说法正确的是A. ⼩球通过最低点的最⼩速度为√7glB. ⼩球通过最低点的最⼤速度为√7glC. ⼩球通过最⾼点的最⼤速度为√2glD. ⼩球通过最⾼点的最⼩速度为03.如图所⽰,某两相邻匀强磁场区域B1、B2以MN为分界线,⽅向均垂直于纸⾯。
有甲、⼄两个电性相同的粒⼦同时分别以速率v1和v2从边界的a、c点垂直于边界射⼊磁场,经过⼀段时间后甲、⼄粒⼦恰好在b相遇(不计重⼒及两粒⼦间的相互作⽤⼒),o1和o2分别位于所在圆的圆⼼,其中R1=2R2则()A. B1、B2的⽅向相反B. v2=2v1C. 甲、⼄两粒⼦做匀速圆周运动的周期不同D. 若B1=B2,则甲、⼄两粒⼦的荷质⽐相同⼆、多选题(本⼤题共3⼩题,共12.0分)4.若宇航员在⽉球表⾯附近⾃⾼h处以初速度v0⽔平抛出⼀个⼩球,测出⼩球的⽔平射程为L.已知⽉球半径为R,万有引⼒常量为G.则下列说法正确的是()A. ⽉球表⾯的重⼒加速度g⽉=2?v02L2B. ⽉球的质量m⽉=2?R2v02GL2C. ⽉球的⾃转周期T=2πRv0D. ⽉球的平均密度ρ=3?v022πGL25.质量为m的⼩球由轻绳a和b分别系于⼀轻质细杆的A点和B点,如图所⽰,绳a与⽔平⽅向成θ⾓,绳b在⽔平⽅向且长为l.当轻杆绕轴AB以⾓速度ω匀速转动时,⼩球在⽔平⾯内做匀速圆周运动.下列说法正确的是(重⼒加速度为g)()A. a绳的张⼒不可能为零B. a绳的张⼒随⾓速度ω的增⼤⽽增⼤C. 当⾓速度ω>√g,b绳中将出现张⼒ltan?θD. 若b绳突然被剪断,则a绳的张⼒⼀定发⽣变化6.如图所⽰如图,A、B、C三个物体放在旋转圆台上,它们与圆台之间的动摩擦因数均为µ,A的质量为2m,B、C质量均为m,A、B离轴⼼距离为R,C离轴⼼2R,则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动)A. 物体C的向⼼加速度最⼤B. 物体B受到的静摩擦⼒最⼤C. ω=√µg是C开始滑动的临界⾓速度2RD. 当圆台转速增加时,B⽐A先滑动三、填空题(本⼤题共1⼩题,共4.0分)7.有关圆周运动的基本模型,回答下列问题(1)如图a,汽车通过拱桥的最⾼点处于_______ (填“超重”或“失重”)状态(2)如图b所⽰是两个圆锥摆,增⼤θ,但保持圆锥的⾼度不变,则圆锥摆的⾓速度________(填“不变”、“增⼤”或“减⼩”)(3)如图c,同⼀⼩球在光滑⽽固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置⼩球的⾓速度ωA_____ωB(填>、=、<)四、计算题(本⼤题共13⼩题,共130.0分)8.如图所⽰,长度为L的绝缘细线将质量为m、电荷量为q的带正电⼩球悬挂于O点,整个空间(其中g为重⼒加速度)的匀强电场,⼩球可视为质点。
一、选择题1.如图所示,质量为m的小球在竖直平面内的固定光滑圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的临界速度为v,当小球以3v的速度经过最高点时,对轨道的压力大小是(重力加速度为g)()A.mg B.2mg C.4mg D.8mg2.下面说法正确的是()A.平抛运动属于匀变速运动B.匀速圆周运动属于匀变速运动C.圆周运动的向心力就是做圆周运动物体受到的合外力D.如果物体同时参与两个直线运动,其运动轨迹一定是直线运动3.如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,A、B间的动摩擦因数为0.5,B与盘之间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则下列说法正确的是()A.A对B的摩擦力指向圆心B.B运动所需的向心力大于A运动所需的向心力C.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍D.若缓慢增大圆盘的转速,A、B一起远离盘心4.如图所示,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.5.如图,甲是滚筒洗衣机滚筒的内部结构,内筒壁上有很多光滑的突起和小孔。
洗衣机脱水时,衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动,如图乙。
a、b、c、d分别为一件小衣物(可理想化为质点)随滚筒转动过程中经过的四个位置,a为最高位置,c为最低位置,b、d与滚筒圆心等高。
下面说法正确的是()A.衣物在b位置受到的摩擦力和在d位置受到的摩擦力方向相同B.衣物转到a位置时的脱水效果最好C.衣物对滚筒壁的压力在a位置比在c位置的大D.衣物在四个位置加速度相同6.两个质量相同的小球,在同一水平面内做匀速圆周运动,悬点相同,如图所示,A运动的半径比B的大,则()A.A所需的向心力比B的大B.B所需的向心力比A的大C.A的角速度比B的大D.B的角速度比A的大7.如图所示是两个圆锥摆,两个质量相等、可以看做质点的金属小球有共同的悬点,在相同的水平面内做匀速圆周运动,下面说法正确的是()A.A球对绳子的拉力较大B.A球圆周运动的向心力较大C.B球圆周运动的线速度较大D.B球圆周运动的周期较大8.如图甲,滚筒洗衣机脱水时,衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动.如图乙,一件小衣物(可理想化为质点)质量为m,滚筒半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置.下列说法正确的是()A.衣物所受合力的大小始终为mω2RB.衣物转到a位置时的脱水效果最好C.衣物所受滚筒的作用力大小始终为mgD.衣物在a位置对滚筒壁的压力比在b位置的大9.质量分别为M和m的A、B两物块放在水平转盘上,用细线系于圆盘转轴上的同一点,细线均刚好拉直,细线与转轴夹角θ>α,随着圆盘转动的角速度缓慢增大()A.A对圆盘的压力先减为零B.B对圆盘的压力先减为零C.A、B同时对圆盘的压力减为零D.由于A、B质量大小关系不确定,无法判断哪个物块对圆盘的压力先减为零L L=的细线拴在同一10.如图所示,两个质量相同的小球A、B,用长度之比为:3:2A B点,并在同一水平面内做匀速圆周运动,则它们的()ωω=A.角速度之比为:3:2A Bv v=B.线速度之比为:1:1A BC .向心力之比为:2:3A B F F =D .悬线的拉力之比为:3:2A B T T =11.下列关于运动和力的叙述中,正确的是( )A .做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的B .物体做圆周运动,所受的合力一定指向圆心C .物体所受合力方向与运动方向相反,该物体一定做直线运动D .物体运动的速率在增加,所受合力方向一定与运动方向相同12.顺时针摇动水平放置的轮子,图为俯视图。
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。
一、选择题1.自行车的发明使人们能够以车代步,既省力又提高了速度。
如图所示,自行车大、小齿轮的边缘上分别有A 、B 两点。
这两点以下物理量大小相同的是( )A .角速度B .线速度C .周期D .向心加速度2.光滑的圆锥漏斗的内壁,有两个质量相等的小球A 、B ,它们分别紧贴漏斗,在不同水平面上做匀速圆周运动,如图所示,则下列说法正确的是:( )A .小球A 的速率等于小球B 的速率 B .小球A 的速率小于小球B 的速率C .小球A 对漏斗壁的压力等于小球B 对漏斗壁的压力D .小球A 的转动周期小于小球B 的转动周期3.如图所示,一小球质量为m ,用长为L 的悬线固定在O 点,在悬点O 的正下方2L 处有一颗钉子D 。
现将悬线拉直后,使小球从A 点静止释放,当悬线碰到钉子后的瞬间,下列说法错误的是( )A .小球的线速度没有变化B .小球的角速度突然增大到原来的2倍C .小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D .悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍4.有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )A.如图a,汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B.如图b所示是一圆锥摆,增大θ,若保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变C.如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速度圆周运动,则在A、B两位置小球的角速度相等D.如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速度圆周运动,则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小不相等5.如图甲,滚筒洗衣机脱水时,衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动.如图乙,一件小衣物(可理想化为质点)质量为m,滚筒半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置.下列说法正确的是()A.衣物所受合力的大小始终为mω2RB.衣物转到a位置时的脱水效果最好C.衣物所受滚筒的作用力大小始终为mgD.衣物在a位置对滚筒壁的压力比在b位置的大6.质量分别为M和m的A、B两物块放在水平转盘上,用细线系于圆盘转轴上的同一点,细线均刚好拉直,细线与转轴夹角θ>α,随着圆盘转动的角速度缓慢增大()A.A对圆盘的压力先减为零B.B对圆盘的压力先减为零C.A、B同时对圆盘的压力减为零D.由于A、B质量大小关系不确定,无法判断哪个物块对圆盘的压力先减为零7.有关圆周运动的基本模型,下列说法不正确的是(已知重力加速度为g)()A.如图1,汽车通过拱桥(半径为R)的最高点处最大速度不能超过gRB.如图2所示是一圆锥摆,小球与悬点的竖直距离为h,则圆锥摆的周期h Tgπ=C.如图3,两相同小球A、B受筒壁的支持力相等D.如图4,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对轮缘会有挤压作用8.顺时针摇动水平放置的轮子,图为俯视图。
一、选择题1.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量不相等的小球A和B,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,关于球A和球B以下物理量的大小相等的是()A.线速度B.角速度C.向心加速度D.对内壁的压力2.甲(质量为80kg)、乙(质量为40kg)两名溜冰运动员,面对面拉着轻弹簧做圆周运动的溜冰表演,如图所示,此时两人相距0.9m且弹簧秤的示数为6N,下列说法正确的是()A.甲的线速度为0.4m/sB.乙的角速度为2rad/s 3C.两人的运动半径均为0.45mD.甲的运动半径为0.3m3.如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,A、B间的动摩擦因数为0.5,B与盘之间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则下列说法正确的是()A.A对B的摩擦力指向圆心B.B运动所需的向心力大于A运动所需的向心力C.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍D.若缓慢增大圆盘的转速,A、B一起远离盘心4.热衷于悬浮装置设计的国外创意设计公司Flyte,又设计了一款悬浮钟。
这款悬浮时钟外观也十分现代简约,仅有一块圆形木板和悬浮的金属小球,指示时间时仅由小球显示时钟位置。
将悬浮钟挂在竖直墙面上,并启动秒针模式后,小球将以60秒为周期在悬浮钟表面做匀速圆周运动。
不计空气阻力的情况下,下列说法正确的是( )A .小球运动到最高点时,处于失重状态B .小球运动到最低点时,处于平衡状态C .悬浮钟对小球的作用力大于小球对悬浮钟的作用力D .小球受到的重力和悬浮钟对小球的作用力是一对平衡力5.自行车的发明使人们能够以车代步,既省力又提高了速度。
如图所示,自行车大、小齿轮的边缘上分别有A 、B 两点。
这两点以下物理量大小相同的是( )A .角速度B .线速度C .周期D .向心加速度 6.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。
⼈教版新版⾼中物理必修⼆第六章圆周运动训练题(18)必修⼆第六章圆周运动训练题 (18)⼀、单选题(本⼤题共6⼩题,共24.0分)1.利⽤探测器探测某⾏星,探测器在距⾏星表⾯⾼度为?1的轨道上做匀速圆周运动时,测得周期为T1;探测器在距⾏星表⾯⾼度为?2的轨道上做匀速圆周运动时,测得周期为T2,万有引⼒常量为G,根据以上信息不能求出的是()A. 该⾏星的质量B. 该⾏星的密度C. 该⾏星的第⼀宇宙速度D. 探测器贴近⾏星表⾯飞⾏时⾏星对它的引⼒2.关于物体做匀速圆周运动,说法正确的是()A. 线速度不变B. 加速度不变C. 向⼼⼒不变D. 周期不变3.2018年5⽉4⽇0点6分,我国使⽤长征三号⼄(CZ?3B)运载⽕箭,在西昌卫星发射中⼼成功发射了⼀颗亚太6C同步通信卫星。
它的发射正为国家“⼀带⼀路”倡议提供更多⽀持。
关于这颗卫星下列说法正确的是()A. 在轨速度等于第⼀宇宙速度B. 加速度等于地⾯重⼒加速度C. 可以通过江苏淮安的正上⽅D. 运⾏周期等于地球的⾃转周期4.如图所⽰,质点a、b在同⼀平⾯内绕质点c沿逆时针⽅向做匀速圆周运动,它们的周期之⽐T a∶T b=1∶k(k>1,为正整数)。
从图⽰位置开始,在b运动⼀周的过程中()A. a、b距离最近的次数为k次B. a、b距离最近的次数为k+1次C. a、b、c共线的次数为2k次D. a、b、c共线的次数为2k?2次5.如图所⽰,转动⾃⾏车的脚踏板时,关于⼤齿轮、⼩齿轮、后轮边缘上的A、B、C三点的向⼼加速度的说法正确的是()A. 由于a=rω2,所以A点的向⼼加速度⽐B的点⼤B. 由于a=v2,所以B点的向⼼加速度⽐C的点⼤rC. 由于a=ωv,所以A点的向⼼加速度⽐B的点⼩D. 以上三种说法都不正确6.半径为R的光滑半圆球固定在⽔平⾯上,顶部有⼀⼩物体m,如图所⽰,今给⼩物体⼀个⽔平初速度v0=√gR,则物体将()A. 沿球⾯滑⾄m点B. 先沿球⾯滑⾄某点N再离开球⾯做斜下抛运动C. 按半径⼤于R的新圆弧轨道运动D. ⽴即离开半球⾯作平抛运动⼆、多选题(本⼤题共6⼩题,共24.0分)7.如图所⽰,在⼀根可绕O点⾃由转动的轻杆的中点B拴⼀细绳,绕过不计⼤⼩的定滑轮悬挂⼀重物A,开始时轻杆平放在⽔平地⾯上,O点恰好位于滑轮正下⽅,轻杆总长为2L。
一、选择题1.如图所示,质量为m的小球在竖直平面内的固定光滑圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的临界速度为v,当小球以3v的速度经过最高点时,对轨道的压力大小是(重力加速度为g)()A.mg B.2mg C.4mg D.8mg2.市面上有一种自动计数的智能呼拉圈深受女士喜爱。
如图甲,腰带外侧带有轨道,将带有滑轮的短杆穿过轨道,短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳,其模型简化如图乙所示。
已知配重质量0.5kg,绳长为0.4m,悬挂点到腰带中心的距离为0.2m。
水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重做水平匀速圆周运动,计数器显示在1min内显数圈数为120,此时绳子与竖直方向夹角为θ。
配重运动过程中腰带可看做不动,g=10m/s2,sin37°=0.6,下列说法正确的是()A.匀速转动时,配重受到的合力恒定不变B.若增大转速,腰受到腰带的弹力变大C.配重的角速度是120rad/s D.θ为37°3.一个风力发电机叶片的转速为19~30转每分钟,转子叶片的轴心通过低速轴跟齿轮箱连接在一起,再通过齿轮箱把高速轴的转速提高到低速轴转速的50倍左右,最后由高速轴驱动发动机工作。
即使风力发电机的叶片转得很慢也依然可以发电。
如图所示为三级[一级增速轴(Ⅱ轴)、二级增速轴(Ⅲ轴)、输出轴(Ⅳ轴)]增速箱原理图,已知一级增速轴(Ⅱ轴)与输入轴(Ⅰ轴)的速比为3.90,二级增速轴(Ⅲ轴)与一级增速轴(Ⅱ轴)的速比为3.53,输出轴(Ⅳ轴)与二级增速轴(Ⅲ轴)的速比为3.23(速比=输出轴转速输入轴转速)。
若该风力发电机叶片的转速为20转每分钟,则()A.输出轴(Ⅳ轴)的转速为1500转每分钟B.一级增速轴(Ⅱ轴)与输入轴(Ⅰ轴)接触部分的半径之比为3.90:1C.一级增速轴(Ⅱ轴)与输入轴(Ⅰ轴)接触部分的线速度之比为1:3.90D.一级增速轴(Ⅱ轴)与输入轴(Ⅰ轴)接触部分的向心加速度之比为3.90:14.中国选手王峥在第七届世界军人运动会上获得链球项目的金牌。
一、选择题1.如图所示,质量为m的小球在竖直平面内的固定光滑圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的临界速度为v,当小球以3v的速度经过最高点时,对轨道的压力大小是(重力加速度为g)()A.mg B.2mg C.4mg D.8mg2.如图所示,竖直平面上的光滑圆形管道里有一个质量为m可视为质点的小球,在管道内做圆周运动,管道的半径为R,自身质量为3m,重力加速度为g,小球可看作是质点,管道的内外径差别可忽略。
已知当小球运动到最高点时,管道刚好能离开地面,则此时小球的速度为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR3.如图,铁路转弯处外轨应略高于内轨,火车必须按规定的速度行驶,则转弯时()A.火车所需向心力沿水平方向指向弯道外侧B.弯道半径越大,火车所需向心力越大C.火车的速度若小于规定速度,火车将做离心运动D.火车若要提速行驶,弯道的坡度应适当增大4.火车转弯时,如果铁路弯道的内、外轨一样高,则外轨对轮缘(如左图所示)挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力(如图中所示),但是靠这种办法得到向心力,铁轨和车轮极易受损。
在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨(如右图所示),当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,以下说法中正确的是()A.该弯道的半径R=2 v gB.当火车质量改变时,规定的行驶速度也将改变C.当火车速率大于v时,外轨将受到轮缘的挤压D.按规定速度行驶时,支持力小于重力5.用手掌平托一苹果,保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。
关于苹果从最低点a到最高点c的运动过程,下列说法中正确的是()A.苹果在a点处于超重状态B.苹果在b点所受摩擦力为零C.手掌对苹果的支持力越来越大D.苹果所受的合外力保持不变6.如图所示,a、b两物块放在水平转盘中,与转盘保持相对静止地一起绕转盘中轴线做匀速度圆周运动。
已知物块a的质量是b的2倍,物块a与转盘面间的动摩擦因数是b的2倍,物块a离中轴线的距离是b的2倍,物块a、b与转盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
一、选择题1.如图所示,水平桌面上放了一个小型的模拟摩天轮模型,将一个小物块置于该模型上某个吊篮内,随模型一起在竖直平面内沿顺时针匀速转动,二者在转动过程中保持相对静止()A.物块在d处受到吊篮的作用力一定指向圆心B.整个运动过程中桌面对模拟摩天轮模型的摩擦力始终为零C.物块在a处可能处于完全失重状态D.物块在b处的摩擦力可能为零2.如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,A、B间的动摩擦因数为0.5,B与盘之间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则下列说法正确的是()A.A对B的摩擦力指向圆心B.B运动所需的向心力大于A运动所需的向心力C.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍D.若缓慢增大圆盘的转速,A、B一起远离盘心3.如图所示,一圆筒绕其中心轴匀速转动,圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,相对筒无滑动,物体所受向心力是()A.物体的重力B.筒壁对物体的弹力C.筒壁对物体的静摩擦力D.物体所受重力与弹力的合力4.火车转弯处的外轨略高于内轨,若火车以理想的设计车速行驶时,则提供向心力的外力是下列各力中的()A.外轨对轮的侧向压力B.内外轨对轮的侧向压力C.火车的重力D.内外轨对轮的支持力5.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1v和2v,经时间t乙第一次追上甲,则该圆的直径为()A.()212t v vπ-B.()122t v vπ+C.()21t v vπ-D.()12t v vπ+6.2018年2月22日晚7时,平昌冬奥会短道速滑男子500米决赛正式开始,中国选手武大靖以39秒584的成绩打破世界记录强势夺冠,为中国代表团贏得平昌冬奥会首枚金牌,也是中国男子短道速滑队在冬季奥运会上的首枚金牌。
一、选择题1.如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面与水平面的夹角为15,盘面上离转轴距离为1m r =处有一质量1kg m =的小物体,小物体与圆盘始终保持相对静止,且小物体在最低点时受到的摩擦力大小为6.6N 。
若重力加速度g 取l0m/s 2,sin150.26=,则下列说法正确的是( )A .小物体做匀速圆周运动线速度的大小为2m/sB .小物体受到合力的大小始终为4NC .小物体在最高点受到摩擦力大小为0.4N ,方向沿盘面指向转轴D .小物体在最高点受到摩擦力大小为1.4N ,方向沿盘面背离转轴2.如图所示,一个小球在F 作用下以速率v 做匀速圆周运动,若从某时刻起,小球的运动情况发生了变化,对于引起小球沿a 、b 、c 三种轨迹运动的原因,下列说法正确的是( )A .沿a 轨迹运动,可能是F 减小了一些B .沿b 轨迹运动,一定是v 增大了C .沿b 轨迹运动,可能是F 减小了D .沿c 轨迹运动,一定是v 减小了 3.光滑水平面上有一质量为2kg 的物体,在五个恒定的水平共点力的作用下处于平衡状态,现同时撤去大小分别为8N 和16N 的两个水平力而其余力保持不变,关于此后物体的运动情况的说法中正确的是( )A .可能做匀加速直线运动,加速度大小可能是23m/sB .一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是24m/sC .可能做匀速圆周运动,向心加速度大小可能是28m/sD.一定做匀变速运动,加速度大小可能是26m/s4.如图所示,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.5.如图所示,光滑的半圆环沿竖直方向固定,M点为半圆环的最高点,N点为半圆环上与半圆环的圆心等高的点,直径MH沿竖直方向,光滑的定滑轮固定在M处,另一质量为m 的小圆环穿过半圆环用质量不计的轻绳拴接并跨过定滑轮。
一、选择题1.下列关于圆周运动的说法中正确的是()A.匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动B.广州随地球自转的线速度大于北京的线速度C.图中转盘上跟随水平转盘匀速转动的物块收到重力支持力、静摩擦力和向心力共4个力的作用D.时针与分针的角速度之比为1∶602.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量不相等的小球A和B,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,关于球A和球B以下物理量的大小相等的是()A.线速度B.角速度C.向心加速度D.对内壁的压力3.关于铁道转弯处内外轨道的高度关系,下列说法正确的是()A.内外轨道一样高时,外轨对轮缘的弹力提供火车转弯的向心力B.因为列车转弯处有向内倾倒可能,故一般使内轨高于外轨C.外轨略低于内轨,这样可以使列车顺利转弯,减少车轮与铁轨的挤压D.铺设轨道时内外轨道的高度关系由具体地形决定,与行车安全无关4.甲(质量为80kg)、乙(质量为40kg)两名溜冰运动员,面对面拉着轻弹簧做圆周运动的溜冰表演,如图所示,此时两人相距0.9m且弹簧秤的示数为6N,下列说法正确的是()A .甲的线速度为0.4m/sB .乙的角速度为2rad/s 3C .两人的运动半径均为0.45mD .甲的运动半径为0.3m5.如图是自行车传动结构的示意图,其中I 是半径为r 1的大齿轮,Ⅱ是半径为r 2的小齿轮,Ⅲ是半径为r 3的后轮。
假设脚踏板的转速为n (r/s ),则自行车前进的速度为( )A .231nr r r π B .132nr r r π C .2312nr r r π D .1322nr r r π 6.如图所示,铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨组成的轨道平面与水平面的夹角为θ,弯道处的圆弧半径为R ,若质量为m 的火车以速度v 通过某弯道时,内外轨道均不受侧压力作用,下面分析正确的是( )A .sin v gR θ=B .若火车速度小于v 时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向内C .若火车速度大于v 时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向外D .无论火车以何种速度行驶,对内侧轨道都有压力7.汽车在水平地面上转弯时,地面的摩擦力达到最大,当汽车速率增为原来的2倍时,则汽车拐弯的半径必须( )A .减为原来的12倍 B .减为原来的14倍 C .增为原来的2倍 D .增为原来的4倍 8.下列关于运动和力的叙述中,正确的是( ) A .做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的 B .物体做圆周运动,所受的合力一定指向圆心C .物体所受合力方向与运动方向相反,该物体一定做直线运动D .物体运动的速率在增加,所受合力方向一定与运动方向相同9.顺时针摇动水平放置的轮子,图为俯视图。
一、选择题1.市面上有一种自动计数的智能呼拉圈深受女士喜爱。
如图甲,腰带外侧带有轨道,将带有滑轮的短杆穿过轨道,短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳,其模型简化如图乙所示。
已知配重质量0.5kg ,绳长为0.4m ,悬挂点到腰带中心的距离为0.2m 。
水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重做水平匀速圆周运动,计数器显示在1min 内显数圈数为120,此时绳子与竖直方向夹角为θ。
配重运动过程中腰带可看做不动,g =10m/s 2,sin37°=0.6,下列说法正确的是( )A .匀速转动时,配重受到的合力恒定不变B .若增大转速,腰受到腰带的弹力变大C .配重的角速度是120rad /sD .θ为37°B解析:BA .匀速转动时,配重受到的合力大小不变,方向时刻指向圆心,因此是变力,故A 错误;B .若增大转速,配重做匀速圆周运动的半径变大,绳与竖直方向的夹角θ将增大,由cos mg T θ=sin n T F θ=可知配重在竖直方向平衡,拉力T 变大,向心力F n 变大,对腰带分析如图可得cos f Mg T Mg mg θ=+=+sin n N T F θ==故腰受到腰带的摩擦力不变,腰受到腰带的弹力增大,则B 正确; C .计数器显示在1mi n 内显数圈数为120,可得周期为1min0.5120T s ==24rad /s Tπωπ== C 错误;D .配重构成圆锥摆,受力分析,如图可得224tan mg m r Tπθ=而圆周的半径为0sin r r L θ=+联立解得θ不等于37°,故D 错误; 故选B 。
2.下面说法正确的是( ) A .平抛运动属于匀变速运动 B .匀速圆周运动属于匀变速运动C .圆周运动的向心力就是做圆周运动物体受到的合外力D .如果物体同时参与两个直线运动,其运动轨迹一定是直线运动A 解析:AA .做平抛运动的物体只受重力作用,加速度恒等于重力加速度g ,属于匀变速运动,A 正确;B .匀速圆周运动的加速度方向是变化的,不属于匀变速运动,B 错误;C .只有匀速圆周运动的向心力才是做圆周运动物体受到的合外力,C 错误;D .如果物体同时参与两个直线运动,轨迹也可能是曲线,比如抛体运动,D 错误。
圆周运动一、单项选择题1.(2012·上海奉贤区调研)在相等的两段时间内物体速度的变化量不同的运动是( )A .自由落体运动B .平抛运动C .匀速圆周运动D .匀减速直线运动 2.如图所示为一种“滚轮——平盘无级变速器”的示意图,它由固定于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,那么主动轴转速n 1、从动轴转速n 2、滚轮半径r 以及滚轮距离主动轴中心的距离x 之间的关系是( )A .n 2=n 1x rB .n 2=n 1r xC .n 2=n 1x 2r 2D .n 2=n 1x r3.(2012·河北正定中学月考)如图所示,质量为m 的物体从半径为R 的半球形碗边向碗底滑动,滑到最低点时的速度为v 。
若物体滑到最低点时受到的摩擦力是F f ,则物体与碗的动摩擦因数为( )A.F f mgB.F f mg +m v 2RC.F f mg -m v 2RD.F f m v 2R4.上海磁悬浮线路需要转弯的地方有三处,其中设计的最大转弯处半径达到8 000 m ,用肉眼看几乎是一条直线,而转弯处最小半径也达到1 300 m 。
一个质量50 kg 的乘客坐在以360 km/h 不变速率驶过半径2 500 m 弯道的车厢内,下列说法不正确的是( )A .乘客受到来自车厢的力,大小约为200 NB .乘客受到来自车厢的力,大小约为539 NC .弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时舒适一些D .弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度5.一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。
如图(a)所示,曲线上的A 点的曲率圆定义为:通过A 点和曲线上紧邻A 点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A 点的曲率圆,其半径ρ叫做A 点的曲率半径。
现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v 0抛出,如图(b)所示。
则在其轨迹最高点P 处的曲率半径是( )图(a)图(b) A.v 20gB.v 20sin 2αgC.v 20cos 2αg D .v 20cos 2αg sin α6.(2012·浙江浙大附中期中)在粗糙水平木板上放一物块,沿如图所示的逆时针方向在竖直平面内做匀速圆周运动,圆半径为R,速率v<Rg,AC为水平直径,BD为竖直直径。
设运动中木板始终保持水平,物体相对于木板静止,则( )A.物块始终受两个力作用B.只有在A、B、C、D四点,物块受到的合外力才指向圆心C.从B运动到A,物块处于超重状态D.从A运动到D,物块处于超重状态7.如图所示,放置在水平地面上的支架质量为M,支架顶端用细线拴着的摆球质量为m,现将摆球拉至水平位置,而后释放,摆球运动过程中,支架始终不动,以下说法正确的是( )A.在释放前的瞬间,支架对地面的压力为(m+M)gB.在释放前的瞬间,支架对地面的压力为MgC.摆球到达最低点时,支架对地面的压力为(m+M)gD.摆球到达最低点时,支架对地面的压力为(5m+M)g二、非选择题8.如图所示,轮O1、O3固定在同一转轴上,轮O1、O2用皮带连接且不打滑。
在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C,已知三个轮的半径比r1∶r2∶r3=2∶1∶1,则A、B、C三点的线速度大小之比v A∶v B∶v C=_________;角速度之比ωA∶ωB∶ωC=__________;向心加速度大小之比a A∶a B∶a C=___________。
9.(2012·江西南昌联考)如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动,规定经过圆心O水平向右为x轴的正方向。
在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器,从t=0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动,速度大小为v。
已知容器在t=0时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水。
求:(1)每一滴水经多长时间滴落到盘面上?(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上,圆盘转动的角速度ω应为多大?(3)第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距离x 。
10.如图所示,质量为m 的小球置于方形的光滑盒子中,盒子的边长略大于小球的直径。
某同学拿着该盒子在竖直平面内以O 点为圆心做半径为R 的匀速圆周运动,已知重力加速度为g ,空气阻力不计。
求:(1)若要使盒子运动到最高点时与小球之间恰好无作用力,则该同学拿着盒子做匀速圆周运动的周期为多少?(2)若该同学拿着盒子以第(1)问中周期的12做匀速圆周运动,则当盒子运动到如图所示的位置(球心与O 点位于同一水平面上)时,小球对盒子的哪些面有作用力,作用力大小分别为多少?参考答案1.C 解析:在相等的两段时间内物体速度的变化量不同的运动是加速度时刻变化的运动,选项A 、B 、D 都是加速度恒定的运动,只有选项C 符合题意。
2.A 解析:由于主动轮和从动轮接触处线速度大小相等,所以2πn 1x =2πn 2r ,即n 2=n 1x r ,所以选项A 正确。
3.B 解析:设在最低点时,碗对物体的支持力为F ,则F -mg =m v 2R,解得F =mg +m v 2R 。
由F f =μF 解得μ=F f mg +m v 2R,选项B 正确。
本题选B 。
4.B 解析:乘客做匀速圆周运动的向心力由车厢弹力提供,即F =m v 2r =50×10022 500 N =200 N ,选项A 正确;半径越大,则弹力F 越小,乘客越舒适,选项C 正确;列车倾斜时,其重力和悬浮力的合力提供列车的向心力,若列车的倾角为θ,则有m v 2r=mg tan θ,半径越大,倾角越小,选项D 正确。
5.C 解析:物体抛出后在最高点的加速度为g ,水平速度为v 0cos α,由a =v 2R 得g =(v 0cos α)2ρ,故P 点曲率半径ρ=(v 0cos α)2g,C 项正确。
6.D 解析:因为物块做匀速圆周运动,合力提供向心力,所以其合力方向始终指向圆心,选项B 错误;在物块做匀速圆周运动的过程中,物块受到的竖直向下的重力和竖直向上的支持力的合力不可能始终指向圆心,所以它还可能受到木板对它的摩擦力的作用,选项A 错误;从B 运动到A ,物块的合外力始终指向圆心,加速度也指向圆心,所以加速度具有竖直向下的分量,物块处于失重状态,选项C 错误;同理可知,在物块从A 运动到D 的过程中,加速度方向也指向圆心,所以加速度具有竖直向上的分量,物块处于超重状态,选项D 正确。
7.B 解析:在释放前的瞬间绳拉力为零,对M :F N1=Mg ;当摆球运动到最低点时,由机械能守恒得mgR =m v 22,① 由牛顿第二定律得:F T -mg =m v 2R,② 由①②得绳对小球的拉力F T =3mg ,对支架M 由受力平衡,地面支持力F N =Mg +3mg ,由牛顿第三定律知,支架对地面的压力F N2=3mg +Mg ,故选项B 正确。
8.答案:2∶2∶1 1∶2∶1 2∶4∶1解析:(1)令v A =v ,由于转动时不打滑,所以v B =v 。
因ωA =ωC ,由公式v =ωr 知,当角速度一定时,线速度跟半径成正比,故v C =12v ,所以v A ∶v B ∶v C =2∶2∶1。
(2)令ωA =ω,由于共轴转动,所以ωC =ω。
因v A =v B ,由公式ω=v r知,当线速度一定时,角速度跟半径成反比,故ωB =2ω,所以ωA ∶ωB ∶ωC =1∶2∶1。
(3)令A 点向心加速度为a A =a ,因v A =v B ,由公式a =v 2r知,当线速度一定时,向心加速度跟半径成反比,所以a B =2a 。
又因为ωA =ωC ,由公式a =ω2r 知,当角速度一定时,向心加速度跟半径成正比,故a C =12a ,所以a A ∶a B ∶a C =2∶4∶1。
9.答案:(1)2h g (2)πg 2h(3)5v 2h g解析:(1)水滴在竖直方向上做自由落体运动,有h =12gt 2,得t =2h g 。
(2)分析题意可知,在相邻两滴水的下落时间内,圆盘转过的角度应为n π,所以角速度为ω=πt =πg 2h。
(3)第二滴水落在圆盘上的水平位移为x 2=v ·2t =2v 2h g,第三滴水落在圆盘上的水平位移为x 3=v ·3t =3v 2h g。
当第二与第三滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心两侧时,两点间的距离最大,则x =x 2+x 3=5v 2h g。
10.答案:(1)2πR g(2)小球对盒子的右侧面和下侧面有作用力,大小分别为4mg 和mg解析:(1)设盒子的运动周期为T 0。
因为在最高点时盒子与小球之间刚好无作用力,因此小球仅受重力作用,由重力提供向心力,根据牛顿运动定律得mg =mR (2πT 0)2 解之得T 0=2πR g。
(2)设此时盒子的运动周期为T 02,则小球的向心加速度为a 0=4π2T2R 由第(1)问知T 0=2πR g 且T =T 02由上述三式知a 0=4g设小球受盒子右侧面的作用力为F ,受上侧面的作用力为F N ,根据牛顿运动定律知,在水平方向上F =ma 0即F =4mg在竖直方向上F N +mg =0即F N =-mg因为F 为正值、F N 为负值,所以小球对盒子的右侧面和下侧面有作用力,大小分别为4mg 和mg 。