人教版高一下册物理 圆周运动单元测试卷 (word版,含解析)
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高一物理第二学期人教版(2019)必修二第六章圆周运动第3节向心加速度同步练习题▲不定项选择题1.关于向心加速度的物理意义,下列说法中正确的是()A.描述线速度的方向变化的快慢C.描述角速度变化的快慢B.描述线速度的大小变化的快慢D.描述向心力变化的快慢2.A、B、C三个物体放在旋转的水平圆台上,A的质量是2m,B、C质量各为m;C离轴心的距离是2r,A、B离轴心距离为r,当圆台匀速转动时,A、B、C都没发生滑动,则A、B、C三个物体的线速度、角速度、向心加速度和向心力的大小关系正确的是()A.ωA:ωB:ωC=1:1:2C.aA:aB:aC=2:2:1B.vA:vB:vC=1:1:1D.FA:FB:FC=2:1:23.一物体作匀速圆周运动,在其运动过程中,不发生变化的物理量是()A.线速度B.向心加速度C.合外力D.角速度4.在光滑的水平面上,一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动,小球运动的线速度为v,角速度为ω,则绳的拉力F大小为()v2A.rB.mω2rC.mω2r D.mv2r5.某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,如图所示,其半径分别为r1、r2、r3,若甲轮匀速转动的角速度为ω,三个轮相互不打滑,则丙轮边缘上各点的向心加速度大小为()r12ω2A.r3r32ω2B.2r1r33ω2C.2r1r1r2ω2D.r36.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度大小逐渐减小.汽车转弯时的加速度方向,可能正确的是A.B.C.D.7.关于质点做匀速圆周运动的下列说法中,正确的是()A.由ω=2π可知,ω与T成反比TB.由a=ω2r可知,a与r成正比2vC.由v=ωr可知,ω与r成反比,v与r成正比D.由a=可知,a与r成反比r8.荡秋千是人们平时喜爱的一项休闲娱乐活动,如图所示,某同学正在荡秋千,A和B分别为运动过程中的最低点和最高点,若忽略空气阻力,则下列说法正确的是()A.在B位置时,该同学速度为零,处于平衡状态B.在A位置时,该同学处于超重状态C.在A位置时,该同学对秋千踏板的压力大于秋千踏板对该同学的支持力,处于超重状态D.由B到A过程中,该同学向心加速度逐渐增大9.如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。
《圆周运动》练习题(一)1. A. 线速度不变2. A 和B A. 球A B. 球A C. 球A D. 球A3. 演,如图5A. B. C. D.4.A. B. C. D.5.如图1个质量为应为( )6.(M>m 连在一起。
A.mLgm M )(-μC.MLgm M )(+μ7. 如图3A. A 、B C. 若︒=30θ,则8. A. 木块A B. 木块A C. 木块A D. 木块A9. 如图5所示,质量为m 的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动。
圆半径为R ,小球经过A. B.C. D.10. 一辆质量为4t 车对桥面压力的0.0511.和60°,则A 、B12.如图所示,a 、b B r OC =(1)B C ωω:13. 转动时求杆OA 和AB14. 司机开着汽车在一宽阔的马路上匀速行驶突然发现前方有一堵墙,他是刹车好还是转弯好?(设转弯时汽车做匀速圆周运动,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。
)(1(21.解析:2. 解析:图4B A 比较线速度时,选用rv m F 2=分析得r 大,v 一定大,A 答案正确。
比较角速度时,选用r m F 2ω=分析得r 大,ω一定小,B 答案正确。
比较周期时,选用r Tm F 2)2(π=分析得r 大,T 一定大,C 答案不正确。
小球A 和B 受到的支持力N F 都等于αsin mg,D 答案不正确。
点评:①“向心力始终指向圆心”可以帮助我们合理处理物体的受力;② 根据问题讨论需要,解题时要合理选择向心力公式。
3. 解析:甲、乙两人做圆周运动的角速度相同,向心力大小都是弹簧的弹力,则有乙乙甲甲r M r M 22ωω=即乙乙甲甲r M r M =且m r r 9.0=+乙甲,kg M 80=甲,kg M 40=乙解得m r 3.0=甲,m r 6.0=乙由于甲甲r M F 2ω=所以)/(62.03.0802.9s rad r M F =⨯==甲甲ω而r v ω=,r 不同,v 不同。
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。
第六章圆周运动能力提升卷班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________(考试时间:60分钟试卷满分:100分)注意事项:1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。
答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,将答案填在选择题上方的答题表中。
3.回答第II卷时,将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(共12小题,每小题4分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)1.(2021·辽宁省朝阳市育英高中高三上学期第一次月考)有长短不同,材料相同的同样粗细的绳子,各栓着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,那么A. 两个小球以相同的线速度运动时,长绳易断B. 两个小球以相同的角速度运动时,长绳易断C. 两球以相同的周期运动时,短绳易断D. 不论如何,短绳易断【答案】B【解析】A.小球做圆周运动过程中,绳子的拉力充当向心力,向心力越大,绳子越容易断,当两个小球以相同的线速度运动时,根据公式可知,半径越小,向心力越大,绳子越容易断,A错误.B.当两小球以相同的角速度运动时,根据公式可知,绳子越长,向心力越大,绳子越容易断,B正确,CD.当两小球以相同的周期运动时,根据公式可知,绳子越长,向心力越大,绳子越容易断,故CD错误。
故选B2.(2021·山东省师大附中高三上学期二模)在光滑水平面上,一根原长为L的轻质弹簧的一端与竖直轴O连接,另一端与质量为m的小球连接,如图所示。
当小球以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v1时,弹簧的长度为1.5L;当它以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v2时,弹簧的长度为2.0L,则v1与v2的比值为( )A. B. C. D.【答案】C 【解析】设弹簧的劲度系数为k ,当小球以v 1做匀速圆周运动时,弹簧弹力提供向心力,可得21(1.5) 1.5mv k L L L-=当小球以v 2做匀速圆周运动时,弹簧弹力提供向心力,可得22(2.0) 2.0mv k L L L-=两式之比得故选C 。
高一物理必修第二册第六章圆周运动单元检测班级姓名学号分数(考试时间:90分钟试卷满分:100分)注意事项:1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。
答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,将答案填在选择题上方的答题表中。
3.回答第II卷时,将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(共12小题,每小题4分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一项符合题目要求,第9-12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)1.下列关于匀速圆周运动的说法正确的是()A.匀速圆周运动是匀加速曲线运动B.做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的C.做匀速圆周运动的物体所受合外力就是向心力D.随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力的作用2.如图是一种新概念自行车,它没有链条,共有三个转轮,A、B、C转轮半径依次减小。
轮C与轮A啮合在一起,骑行者踩踏板使轮C动,轮C驱动轮A转动,从而使得整个自行车沿路面前行。
对于这种自行车,下面说法正确的是()A.转轮A、B、C线速度v A、v B、v C之间的关系是v A>v B>v CB.转轮A、B、C线速度v A、v B、v C之间的关系是v A=v B>v CC.转轮A、B、C角速度ωA、ωB、ωC之间的关系是ωA<ωB<ωCD.转轮A、B、C角速度ωA、ωB、ωC之间的关系是ωA=ωB>ωC3.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的边缘上有A、B、C三点,向心加速度随半径变化图像如图所示,则()A.A、B两点加速度关系满足甲图线B.A、B两点加速度关系满足乙图线C.A、C两点加速度关系满足甲图线D.A、C两点加速度关系满足乙图线4.如图所示,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,当轻杆绕轴OO′以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,a绳与水平面成θ角,b 绳平行于水平面且长为l,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A .a 绳与水平方向夹角θ随角速度ω的增大而一直减小B .a 绳所受拉力随角速度的增大而增大C .当角速度ωtan g l θb 绳将出现弹力 D .若b 绳突然被剪断,则a 绳的弹力一定发生变化5.在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,如图所示,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挤压,设此时的速度大小为v ,重力加速度为g ,两轨所在面的倾角为θ,则( )A .当火车质量改变时,规定的行驶速度大小也随之改变B .当火车速率大于v 时,外轨将受到轮缘的挤压C .当火车速率大于v 时,内轨将受到轮缘的挤压D .该弯道的半径2sin v r g θ= 6.如图所示,质量为m 的物块从半径为R 的半球形碗边向碗底滑动,滑到最低点时的速度为v ,若物块滑到最低点时受到的摩擦力是f F ,则物块与碗的动摩擦因数为( )A .f F mgB .f 2F v mg m R+ C .f 2F v mg m R - D .f m F R7.我国短道速滑项目在北京冬奥会上获得 2 金 1 银 1 铜。
新人教版必修第二册高一物理第六章圆周运动单元测试卷本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 1.如图所示,底面半径为R的平底漏斗水平放置,质量为m的小球置于底面边缘紧靠侧壁,漏斗内表面光滑,侧壁的倾角为θ,重力加速度为g。
现给小球一垂直于半径向里的某一初速度v0,使之在漏斗底面内做圆周运动,则( )A.小球一定受到两个力的作用B.小球可能受到三个力的作用C.当v0<gR tanθ时,小球对底面的压力为零D.当v0=gR tanθ时,小球对侧壁的压力为零2.如图所示,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做半径为R的圆周运动,以下说法正确的是( )A.小球过最高点时,杆所受的弹力不能等于零B.小球过最高点时,速度至少为gRC.小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度的增大而增大D.若把题中的轻杆换为轻绳,其他条件不变,小球过最高点时,速度至少为gR3.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 .汽车对凹形桥的压力等于汽车的重力B .汽车对凹形桥的压力小于汽车的重力C .汽车的向心加速度大于重力加速度D .汽车的速度越大,对凹形桥面的压力越大4.杜杰老师心灵手巧,用细绳拴着质量为m 的小球,在竖直平面内做半径为R 的圆周运动,如图所示。
则下列说法正确的是( )A .小球通过最高点时,绳子张力不可以为0B .小球刚好通过最高点时的速度是gR2C .若小球做匀速圆周运动,则小球通过最低点和最高点,绳的张力差为2mgD .若小球做匀速圆周运动,则小球通过最低点和最高点,绳的张力差为4mg 5.下列关于匀速圆周运动的描述,正确的是( ) A .是匀速运动 B .是匀变速运动C .是加速度变化的曲线运动D .合力不一定时刻指向圆心6.如图所示,某游乐场的大型摩天轮半径为R ,匀速旋转一周需要的时间为t 。
人教版(2019)高中物理必修第二册第6章圆周运动测试卷一、选择题。
1、(多选)火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动,当火车以规定速度通过时,内、外轨道均不受侧向挤压,如图。
现要降低火车转弯时的规定速度,需对铁路进行改造,从理论上讲以下措施可行的是()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。
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2、(双选)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r1r2n D.从动轮的转速为r2r1n3、如图所示为“感受向心力”的实验,用一根轻绳,一端拴着一个小球,在光滑桌面上抡动细绳,使小球做圆周运动,通过拉力来感受向心力.下列说法正确的是()A.只减小旋转角速度,拉力增大B.只加快旋转速度,拉力减小C.只更换一个质量较大的小球,拉力增大D.突然放开绳子,小球仍做曲线运动4、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5、链球运动员在将链球抛掷出去之前,总要双手抓住链条,加速转动几圈,如图所示,这样可以使链球的速度尽量增大,抛出去后飞行更远,在运动员加速转动的过程中,能发现他手中与链球相连的链条与竖直方向的夹角θ将随链球转速的增大而增大,则以下几个图像中能描述ω与θ的关系的是()6、(多选)如图所示,一小物块以大小为a=4 m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径R=1 m。
第六章 圆周运动 单元测试B 卷本试卷共4页,15小题,满分100分,考试用时75分钟。
A 卷难度:★★一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示的皮带传动装置中,轮A 和B 同轴,A 、B 、C 分别是三个轮边缘的质点,且R A =R C =2R B ,则下列说法中正确的是( )A. 三质点的线速度之比v A :v B :v C =2:1:1B. 三质点的角速度之比ωA :ωB :ωC =2:1:1C. 三质点的周期之比T A :T B :T C =2:2:1D. 三质点的转速之比n A :n B :n C =1:1:22. 做匀速圆周运动的物体,下列哪些量是不变的( )A. 线速度B. 角速度C. 向心加速度D. 向心力3. 如图所示是一个玩具陀螺。
a ,b 和c 是陀螺上的三个点,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. c 的线速度比a ,b 的大C. a ,b 的角速度比c 的大D. a ,b 和c 三点的角速度相等4. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁做匀速圆周运动.图中的圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h.下列说法中正确的是( )A. h 越高,摩托车对侧壁的压力将越大B. h 越高,摩托车做圆周运动的向心力将越大C. h 越高,摩托车做圆周运动的周期将越小D. h 越高,摩托车做圆周运动的线速度将越大5. 如图所示,为一辆越野车在比赛时经过一段起伏路段,M 、N 分别为该路段的最高点和最低点,已知在最高点M 附近汽车所走过的那一小段圆弧可认为是圆周运动的一部分,其对应半径为R ,在最低点N 附近对应圆周运动的半径为23R ,假设汽车整个运动可近似认为速率不变,汽车经过最高点M 时对轨道的压力为汽车自重的0.9倍,那么汽车经过最低点N 时对轨道的压力为自重的( )A. 1.1倍B. 1.15倍C. 1.2倍D. 1.25倍6. 如图所示,A ,B 两个圆环套在粗细均匀的光滑水平直杆上,用绕过固定在竖直杆上光滑定滑轮的细线连接,现让水平杆随竖直杆匀速转动,稳定时,连接A 和B 的细线与竖直方向的夹角分别为α和θ,已知A 和B 的质量分别为m 1、m 2,则m 1m 2的值是( )A. cosαcosθB. sinαsinθC. tanαtanθD. tanθtanα7. 如下图所示,半径为r的圆筒,绕竖直中心轴OO′旋转,小物块a靠在圆筒的内壁上,它与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ。
第六章圆周运动测试一、选择题(本题共9小题,每小题3分,共27分)1.如图所示,小球在一细绳的牵引下,在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动.关于小球的受力情况,下列说法中正确的是() A.只受重力和支持力的作用B.只受重力和向心力的作用C.只受重力、支持力和拉力的作用D.只受重力、支持力、拉力和向心力的作用2.一辆轿车正在通过如图所示的路段,关于该轿车在转弯的过程中,下列说法正确的是()A.轿车的速度大小不一定变化B.轿车处于平衡状态C.轿车加速度的方向一定沿运动轨迹的切线方向D.轿车加速度的方向一定垂直于运动轨迹的切线方向3.市内公共汽车在到达路口转弯时,车内广播中就要播放录音:“乘客们请注意,前面车辆转弯,请拉好扶手”,这样可以() A.主要是提醒站着的乘客拉好扶手,以免车辆转弯时可能向转弯的内侧倾倒B.主要是提醒站着的乘客拉好扶手,以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒C.提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手,以免车辆转弯时可能向前倾倒D.提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手,以免车辆转弯时可能向后倾倒4.如图所示,小物块从半球形碗边的a点下滑到b点,碗内壁粗糙.物块下滑过程中速率不变,下列说法中正确的是()A.物块下滑过程中,所受的合力为0B.物块下滑过程中,所受的合力越来越大C.物块下滑过程中,加速度的大小不变,方向时刻在变D.物块下滑过程中,摩擦力大小不变5.如图所示,自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分,且半径R B=4R A、R C=8R A.当自行车正常骑行时,A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比a A:a B:a C等于()A.1:1:8B.4:1:4C.4:1:32 D.1:2:46.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动.当圆筒的角速度增大以后,物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动,则下列说法正确的是()A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大了B.物体所受弹力增大,摩擦力减小了C.物体所受弹力和摩擦力都减小了D.物体所受弹力增大,摩擦力不变7.如图所示,在光滑杆上穿着两个小球m1、m2,且m1=2m2,用细线把两球连起来,当杆匀速转动时,两小球刚好能与杆保持无相对滑动,此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为()A.1:1 B.1:2C.2:1 D.1:28.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与凸形桥面,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,g=10 m/s2,则汽车允许的最大速率是() A.10 3 m/s B.10 6 m/sC.30 m/s D.1015 m/s9.如图所示,质量为m的小球固定在杆的一端,在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动.当小球运动到最高点时,瞬时速度v=12Lg,L是球心到O点的距离,则球对杆的作用力是()A.12mg的拉力 B.12mg的压力C.零 D.32mg的压力二、实验题(本题共2小题,共14分)10.(6分)控制变量法是物理实验探究的基本方法之一.如图是用控制变量法探究向心力大小与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验情境图,其中:(1)探究向心力大小与质量m之间关系的是图________;(2)探究向心力大小与角速度ω之间关系的是图________.11.(8分)为了探究物体做匀速圆周运动时,向心力与哪些因素有关,某同学进行了如下实验:如图甲所示,绳子的一端拴一个沙袋,绳上离沙袋L处打一个绳结A,2L处打另一个绳结B.请一位同学帮助用秒表计时.如图乙所示,做了四次体验性操作.操作1:手握绳结A,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周,体验此时绳子拉力的大小.操作2:手握绳结B,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周,体验此时绳子拉力的大小.操作3:手握绳结A,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动2周,体验此时绳子拉力的大小.操作4:手握绳结A,沙袋的质量增大到原来的2倍,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周,体验此时绳子拉力的大小.(1)操作2与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;(2)操作3与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;(3)操作4与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;(4)总结以上四次体验性操作,可知物体做匀速圆周运动时,向心力大小与________有关.A.半径B.质量C.周期D.线速度的方向三、计算题(本题共2小题,共24分)12.(12分)如图所示,桥面为圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上,桥长L =200 m,桥高h=20 m,可认为桥两端A、B与水平路面的连接处是平滑的.一质量m=1 040 kg的小汽车冲上立交桥,到达桥顶时的速度为15 m/s.已知重力加速度g=10 m/s2.(1)求小汽车通过桥顶时对桥面的压力大小.(2)若小汽车通过桥顶处的速度为1026 m/s,则之后小汽车将做何种运动?13.(12分)如图所示,用一根长为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F T.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,结果可用根式表示)(1)若要小球离开锥面,则小球的角速度ω0至少为多大?(2)若细线与竖直方向的夹角为60°,则小球的角速度ω′为多大?14.(5分)(多选)如图所示,一个匀速转动的半径为r的水平圆盘上放着两个木块M和N,木块M放在圆盘的边缘处,木块N放在离圆心13r的地方,它们都随圆盘一起运动.比较两木块的线速度和角速度,下列说法正确的是()A.两木块的线速度相等B.两木块的角速度相等C.M的线速度是N的线速度的3倍D.M的角速度是N的角速度的3倍15.(5分)(多选)如图所示,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,细线AP才有拉力B.细线BP的拉力随ω的增大而不变C.细线BP的张力一定大于细线AP的张力D.当ω增大到一定程度时,细线AP的张力大于细线BP的张力16.(5分)(多选)如图所示,一个固定在竖直平面内的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后经过0.3 s又恰好垂直撞击倾角为45°的斜面,已知半圆形管道的半径为R=1 m,不计空气阻力,小球可看作质点且质量为m=1 kg,g取10 m/s2.则()A.小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.45 mB.小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9 mC.小球经过管道的B点时,小球对管道有向下的作用力D.小球经过管道的B点时,受到管道的作用力F N B的大小是1 N17.(9分)动画片《熊出没》中有这样一个情节:某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱,被挂在树上(如图甲所示),聪明的熊大想出了一个办法,让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救,其过程可简化为如图乙所示的模型,设悬点为O,离地高度为H=6 m,两熊可视为质点且总质量m=500 kg,重心为A,荡下过程重心到悬点的距离l=2 m且保持不变,绳子能承受的最大张力为F T=104 N,光头强位于距离O点水平距离s=5 m的B点处,不计一切阻力,设某次熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子恰好断裂,结果可以保留根号,重力加速度g取10 m/s2.求这个过程中:(1)绳子恰好断裂瞬间熊大和熊二的速度为多大?(2)它们的落地点离光头强的距离为多少?(3)它们落地时的速度为多大?18.(11分)如图所示,平台上的小球从A点水平抛出,恰能无碰撞地进入光滑的斜面BC,经C点进入光滑水平面CD时速率不变,最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内.已知小球质量为m,A、B两点高度差为h,BC斜面高为2h,倾角α=45°,悬挂弧筐的轻绳长为3h,小球看成质点,轻质筐的重力忽略不计,弧形轻质筐的大小远小于悬线长度,重力加速度为g,试求:(1)B点与抛出点A的水平距离;(2)小球运动到C点的速度大小;(3)小球进入轻质筐后瞬间,小球所受弹力的大小.解析:物体随圆筒一起匀速转动时,受到三个力的作用:重力G、筒壁对它13.解析:(1)若要小球刚好离开锥面,则小球只受到重力和细线的拉力,受力分析如图。
第六章圆周运动同步练习题一、选择题。
1、如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动,a和b是轮边缘上的两个点,则偏心轮转动过程中,a、b两点()A.角速度大小相同B.线速度大小相同C.周期大小不同D.转速大小不同2、关于向心力的说法正确的是()A.物体由于做圆周运动还受到一个向心力B.向心力可以是任何性质的力C.做匀速圆周运动的物体其向心力是恒力D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定指向圆心3、如图所示,M能在水平光滑杆上自由滑动,滑杆连架装在转盘上。
M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连。
当转盘以角速度ω转动时,M离轴距离为r,且恰能保持稳定转动。
当转盘转速增至原来的2倍,调整r使之达到新的稳定转动状态,则滑块M()A.所需要的向心力变为原来的4倍B.线速度变为原来的1 2C.半径r变为原来的12 D.M的角速度变为原来的124、(多选)一小球被细绳拴着,在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,向心加速度为a,那么()A.角速度ω=aR B.时间t内通过的路程s=t aRC.周期T=Ra D.时间t内可能发生的最大位移为2R5、如图所示,质量为m的小球固定在杆的一端,在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动。
当小球运动到最高点时,瞬时速度为v =12Lg ,L 是球心到O 点的距离,则球对杆的作用力是( )A.12mg 的拉力B.12mg 的压力C.零D.32mg 的压力6、(双选)下列说法正确的是( )A.匀速圆周运动是线速度不变的运动B.匀速圆周运动是角速度不变的运动C.匀速圆周运动是周期不变的运动D.做匀速圆周运动的物体经过相等时间的速度变化量相等7、(双选)变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度,如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A 轮有48齿,B 轮有42齿,C 轮有18齿,D 轮有12齿,则( )A .该车可变换两种不同挡位B .该车可变换四种不同挡位C .当A 轮与D 轮组合时,两轮的角速度之比ωA ∶ωD =1∶4D .当A 轮与D 轮组合时,两轮角速度之比ωA ∶ωD =4∶18、(双选)在光滑的水平面上,用长为l 的细线拴一质量为m 的小球,以角速度ω做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )A .l 、ω不变,m 越大线越易被拉断B .m 、ω不变,l 越小线越易被拉断C .m 、l 不变,ω越大线越易被拉断D .m 不变,l 减半且角速度加倍时,线的拉力不变9、(双选)如图所示:是甲、乙两球做圆周运动的向心加速度随半径变化的关系图像,下列说法中正确的是()A.甲球线速度大小保持不变B.乙球线速度大小保持不变C.甲球角速度大小保持不变D.乙球角速度大小保持不变10、(多选)如图所示,电风扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪30次,风扇转轴O 上装有3个扇叶,它们互成120°角,当风扇转动时,观察者感觉扇叶不动,则风扇转速可能是()A.600 r/minB.900 r/minC.1 200 r/minD.3 000 r/min11、(双选)一辆卡车在水平路面上行驶,已知该车轮胎半径为R,轮胎转动的角速度为ω,关于各点的线速度大小,下列说法正确的是()A.相对于地面,轮胎与地面的接触点的速度为ωRB.相对于地面,车轴的速度大小为ωRC.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为ωRD.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为2ωR*12、两个小球固定在一根长为L的杆的两端,且绕杆上的O点做匀速圆周运动,如图所示.当小球1的速度为v1,小球2的速度为v2时,则转轴O到小球2的距离为()A.v1v1+v2L B.v2v1+v2L C.v1+v2v1L D.v1+v2v2L13、如图所示,某物体沿14光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点的过程中,物体的速率逐渐增大,则()A.物体的合力为零B.物体的合力大小不变,方向始终指向圆心OC.物体的合力就是向心力D.物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外) 14、关于向心加速度,下列说法正确的是()A.向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量B.向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小C.向心加速度的大小恒定,方向时刻改变D.向心加速度是平均加速度,大小可用a=v-v0t来计算15、为了测定子弹的飞行速度,在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B,盘A、B平行且相距l=2 m,轴杆的转速为n=3 600 r/min。
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,有一可绕竖直中心轴转动的水平足够大圆盘,上面放置劲度系数为k 的弹簧,弹簧的一端固定于轴O 上,另一端连接质量为m 的小物块A (可视为质点),物块与圆盘间的动摩擦因数为μ,开始时弹簧未发生形变,长度为L ,若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,物块A 始终与圆盘一起转动。
则( )A .当圆盘角速度缓慢地增加,物块受到摩擦力有可能背离圆心B .当圆盘角速度增加到足够大,弹簧将伸长C gLμ D .当弹簧的伸长量为x mg kxmLμ+【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .开始时弹簧未发生形变,物块受到指向圆心的静摩擦力提供圆周运动的向心力;随着圆盘角速度缓慢地增加,当角速度增加到足够大时,物块将做离心运动,受到摩擦力为指向圆心的滑动摩擦力,弹簧将伸长。
在物块与圆盘没有发生滑动的过程中,物块只能有背离圆心的趋势,摩擦力不可能背离圆心,选项A 错误,B 正确;C .设圆盘的角速度为ω0时,物块将开始滑动,此时由最大静摩擦力提供物体所需要的向心力,有20mg mL μω=解得0gLμω=选项C 正确;D .当弹簧的伸长量为x 时,物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力,则有2mg kx m x L μω+=+()解得mg kxm x L μω+=+()选项D 错误。
故选BC 。
2.如图所示,叠放在水平转台上的物体 A 、B 及物体 C 能随转台一起以角速度 ω 匀速转动,A ,B ,C 的质量分别为 3m ,2m ,m ,A 与 B 、B 和 C 与转台间的动摩擦因数都为 μ ,A 和B 、C 离转台中心的距离分别为 r 、1.5r 。
设最大静摩擦力等于 滑动摩擦力,下列说法正确的是(重力加速度为 g )( )A .B 对 A 的摩擦力一定为 3μmg B .B 对 A 的摩擦力一定为 3m ω2rC .转台的角速度需要满足grμωD .转台的角速度需要满足23grμω 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB .对A 受力分析,受重力、支持力以及B 对A 的静摩擦力,静摩擦力提供向心力,有()()233f m r m g ωμ=故A 错误,B 正确;CD .由于A 、AB 整体、C 受到的静摩擦力均提供向心力,故对A 有()()233m r m g ωμ对AB 整体有()()23232m m r m m g ωμ++对物体C 有()21.52m r mg ωμ解得grμω故C 错误, D 正确。
故选BD 。
3.如图所示,可视为质点的、质量为m 的小球,在半径为R 的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列有关说法中正确的是( )A .小球能够到达最高点时的最小速度为0B gRC 5gR 为6mgD .如果小球在最高点时的速度大小为gR ,则此时小球对管道的外壁的作用力为3mg 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】A .圆形管道内壁能支撑小球,小球能够通过最高点时的最小速度为0,选项A 正确,B 错误;C .设最低点时管道对小球的弹力大小为F ,方向竖直向上。
由牛顿第二定律得2v F mg m R-=将5v gR =代入解得60F mg =>,方向竖直向上根据牛顿第三定律得知小球对管道的弹力方向竖直向下,即小球对管道的外壁有作用力为6mg ,选项C 正确;D .小球在最高点时,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有2v F mg m R'+=将2v gR =30F mg '=>,方向竖直向下根据牛顿第三定律知球对管道的外壁的作用力为3mg ,选项D 正确。
故选ACD 。
4.如图,质量为m 的物块,沿着半径为R 的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为v ,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时,下列说法正确的是( )A .滑块对轨道的压力为2v mg m R+B .受到的摩擦力为2v m RμC .受到的摩擦力为μmgD .受到的合力方向斜向左上方【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .根据牛顿第二定律2N v F mg m R-=根据牛顿第三定律可知对轨道的压力大小2NN v F F mg m R'==+ A 正确;BC .物块受到的摩擦力2N ()v f F mg m Rμμ==+BC 错误;D .水平方向合力向左,竖直方向合力向上,因此物块受到的合力方向斜向左上方,D 正确。
故选AD 。
5.如图所示,一个竖直放置半径为R 的光滑圆管,圆管内径很小,有一小球在圆管内做圆周运动,下列叙述中正确的是( )A .小球在最高点时速度v gRB .小球在最高点时速度v 由零逐渐增大,圆管壁对小球的弹力先逐渐减小,后逐渐增大C .当小球在水平直径上方运动时,小球对圆管内壁一定有压力D .当小球在水平直径下方运动时,小球对圆管外壁一定有压力 【答案】BD 【解析】 【分析】【详解】A.小球恰好通过最高点时,小球在最高点的速度为零,选项A错误;<,轨道对小球的作用力方向向上,有B.在最高点时,若v gR2v-=mg N mR可知速度越大,管壁对球的作用力越小;>,轨道对小球的作用力方向向下,有若v gR2vN mg m+=R可知速度越大,管壁对球的弹力越大。
选项B正确;C.当小球在水平直径上方运动,恰好通过最高点时,小球对圆管内外壁均无作用力,选项C错误;D.当小球在水平直径下方运动时,小球受竖直向下的重力,要有指向圆心的向心力,则小球对圆管外壁一定有压力作用,选项D正确。
故选BD。
6.如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则()A.球A的周期一定大于球B的周期B.球A的角速度一定大于球B的角速度C.球A的线速度一定大于球B的线速度D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力【答案】AC【解析】【分析】【详解】ABC.对小球受力分析,小球受到重力和支持力,它们的合力提供向心力,如图:根据牛顿第二定律,有22tan v F mg m mr rθω===解得tan v gr θ=tan g rθω=A 的半径大,则A 的线速度大,角速度小根据2Tπω=知A 球的周期大,选项AC 正确,B 错误; D .因为支持力cos mg N θ=知球A 对筒壁的压力一定等于球B 对筒壁的压力,选项D 错误。
故选AC 。
7.如图所示,在水平圆盘上放有质量分别为m 、m 、2m 的可视为质点的三个物体A 、B 、C ,圆盘可绕垂直圆盘间的动摩擦因数均为0.1μ=,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。
三个物体与中心轴O 处共线且0.2 m OA OB BC r ====。
现将三个物体用轻质细线相连,保持细线伸直且恰无张力。
若圆盘从静止开始转动,角速度ω极其缓慢地增大,重力加速度g 取210 m/s ,则对于这个过程,下列说法正确的是( )A .A 、B 两个物体同时达到最大静摩擦力 B .B 、C 两个物体所受的静摩擦力先增大后不变 C .当 5 rad/s ω>时整体会发生滑动D 2 rad/s 5 rad/s ω<<时,在ω增大的过程中B 、C 间细线的拉力不断增大 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】ABC .当圆盘转速增大时,由静摩擦力提供向心力。
三个物体的角速度相等,由2F m r ω=知,由于C 的半径最大,质量最大,故C 所需要的向心力增加得最快,最先达到最大静摩擦力,此时21222C mg m r μω⋅=⋅得1 2.5 rad/s 2grμω==当C 所受的摩擦力达到最大静摩擦力之后,BC 间细线开始提供拉力,B 的摩擦力增大,达到最大静摩擦力后,AB 间细线开始有力的作用,随着角速度增大,A 所受的摩擦力将减小到零然后反向增大,当A 与B 的摩擦力也达到最大值,且B 、C 间细线的拉力大于AB 整体的摩擦力时整体将会出现相对滑动,此时A 与B 还受到细线的拉力,对C 有22222T mg m r μω+⋅=⋅对AB 整体有2T mg μ=得2=grμω,当5 rad/s grμω>=时,整体会发生滑动。
故A 错误,BC 正确。
D .当 2.5 rad/s 5 rad/s ω<<时,在ω增大的过程中,BC 间细线的拉力逐渐增大。
故D 错误。
故选BC 。
8.如图所示,半径分别为R 和2R 的甲、乙两薄圆盘固定在同一转轴上,距地面的高度分别为2h 和h ,两物块a 、b 分别置于圆盘边缘,a 、b 与圆盘间的动摩擦因数μ相等,转轴从静止开始缓慢加速转动,观察发现,a 离开圆盘甲后,未与圆盘乙发生碰撞,重力加速度为g ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )A .动摩擦因数μ一定大于32R hB .离开圆盘前,a 所受的摩擦力方向一定指向转轴C .离开圆盘后,a 运动的水平位移大于b 运动的水平位移D .若52Rhμ=,落地后a 、b 1114【答案】ABD 【解析】【详解】A .由题意可知,两物块随圆盘转动的角速度相同,当最大静摩擦力提供物体向心力时,此时的角速度为物体随圆盘做圆周运动的最大角速度,为临界角速度,根据牛顿第二定律得2b b b 2m g m R μω=解得b 物体滑离圆盘乙的临界角速度为b ω=同理可得,a 物块的临界角速度为a ω=由几何知识知,物体a 滑离圆盘时,其位移的最小值为min x ==由题意知,其未与圆盘乙相碰,根据平抛运动规律可知a a min x R t R x ωω=⋅=>= 解得32R hμ>所以A 正确;B .离开圆盘前,a 随圆盘一起做匀速圆周运动,由静摩擦力来提供向心力,所以a 所受的摩擦力方向一定指向转轴,B 正确;C .由于b a ωω<所以一定是b 物块先离开圆盘,离开圆盘后,物块做平抛运动,对b 物体的水平位移为b b b 2x v t R ω===同理可得,a 物体的水平位移为a a a a x v t R t R ωω''==⋅==故离开圆盘后a 的水平位移等于b 的水平位移,所以C 错误; D .当52R hμ=时 a 的落地点距转轴的距离为1x ==同理,b的落地点距转轴的距离为222b(2)14x R x R=+=故121114xx=所以D正确。
故选ABD。
9.如图所示,在水平转台上放置有轻绳相连的质量相同的滑块1和滑块2,转台绕转轴OO′以角速度ω匀运转动过程中,轻绳始终处于水平状态,两滑块始终相对转台静止,且与转台之间的动摩擦因数相同,滑块1到转轴的距离小于滑块2到转轴的距离.关于滑块1和滑块2受到的摩擦力f1和f2与ω2的关系图线,可能正确的是A.B.C.D.【答案】AC【解析】【详解】两滑块的角速度相等,根据向心力公式F=mrω2,考虑到两滑块质量相同,滑块2的运动半径较大,摩擦力较大,所以角速度增大时,滑块2先达到最大静摩擦力.继续增大角速度,滑块2所受的摩擦力不变,绳子拉力增大,滑块1的摩擦力减小,当滑块1的摩擦力减小到零后,又反向增大,当滑块1摩擦力达到最大值时,再增大角速度,将发生相对滑动.故滑块2的摩擦力先增大达到最大值不变.滑块1的摩擦力先增大后减小,在反向增大.故A、C正确,B、D错误.故选AC.10.A、B、C三个物体放在旋转圆台上,它们由相同材料制成,A的质量为2m,B、C的质量各为m.如果OA=OB=R,OC=2R,则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动),下述结论中正确的是( )A .物体A 向心加速度最大B .B 物静摩擦力最小C .当圆台旋转转速增加时,C 比B 先开始滑动D .当圆台旋转转速增加时,A 比B 先开始滑动 【答案】BC 【解析】A 、三个物体都做匀速圆周运动,角速度相等,向心加速度2n a r ω=,可见,半径越大,向心加速度越大,所以C 物的向心加速度最大,A 错误; B 、三个物体的合力都指向圆心,对任意一个受力分析,如图支持力与重力平衡,由静摩擦力f 提供向心力,则得 f n F =. 根据题意,222C A B r r r R ===由向心力公式2m n F r ω=,得三个物体所受的静摩擦力分别为:()2222A f m R m R ωω==,2B f m R ω=.()2222C f m R m R ωω==,故B 物受到的静摩擦力最小,B 正确;C 、D 当ω变大时,所需要的向心力也变大,当达到最大静摩擦力时,物体开始滑动.当转速增加时,A 、C 所需向心力同步增加,且保持相等.B 所需向心力也都增加,A 和C 所需的向心力与B 所需的向心力保持2:1关系.由于B 和C 受到的最大静摩擦力始终相等,都比A 小,所以C 先滑动,A 和B 后同时滑动,C 正确;D 错误;故选BC .11.如图所示,放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R ,质量为m 的带孔小球穿于环上,同时有一长为R 的细绳一端系于球上,另一端系于圆环最低点,绳能承受的最大拉力为2mg .重力加速度的大小为g ,当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时,下列说法错误的是( )A .圆环角速度ωgR时,小球受到2个力的作用 B .圆环角速度ω2gRC .圆环角速度ω等于2gRD .圆环角速度ω6gR2个力的作用 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A 、B 、设角速度ω在0~ω1范围时绳处于松弛状态,球受到重力与环的弹力两个力的作用,弹力与竖直方向夹角为θ,则有mg tan θ=mR sin θ·ω2,即cos gR ωθ=,当绳恰好伸直时,θ=60°,对应12gRω=A 、B 正确. 设在ω1<ω<ω2时绳中有张力且小于2mg ,此时有F N cos 60°=mg +F T cos 60°,F N sin 60°+F T sin 60°=mω2R sin 60°,当F T 取最大值2mg 时代入可得26g R ω=,即当6g Rω>时绳将断裂,小球又只受到重力、环的弹力两个力的作用,C 错误,D 正确. 本题选错误的故选C. 【点睛】本题主要考查了圆周运动向心力公式的应用以及同学们受力分析的能力,要求同学们能找出临界状态并结合几何关系解题.12.如图甲,一长为R 且不可伸长的轻绳一端固定在O 点,另一端系住一小球,使小球在竖直面内圆周运动,小球经过最高点的速度大小为v ,此时绳子拉力大小为F ,拉力F 与速度的平方r 2的关系如图乙所示,以下说法正确的是( )A .利用该装置可以得出重力加速度R g a= B .利用该装置可以得出小球的质量aR mbC .小球质量不变,换绳长更长的轻绳做实验,图线a 点的位置不变D .绳长不变,用质量更大的球做实验,得到的图线斜率更大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .由图乙可知当2v a =时,此时绳子的拉力为零,物体的重力提供向心力,则2v mg m R=解得2v gR =所以a gR =则重力加速度a g R=A 错误;B .当22v a =时,对物体受力分析,有2v mg b m R+=解得小球的质量为b m g=B 错误;D .小球经过最高点时,根据牛顿第二定律有2T v mg F m R+=解得2T m F v mg R=- 所以图乙图线的斜率为m k R=所以绳长不变,用质量更大的球做实验,得到的图线斜率更大,D 正确; C .当0T F =时,有2v gR =所以小球质量不变,换绳长更长的轻绳做实验,图线a 点的位置将会发生变化,C 错误。