高中物理《圓周運(yùn)動(dòng)》同步練習(xí)4 新人教版必修2

1、圓周運(yùn)動(dòng)及應(yīng)用一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1如圖1所示，天車下吊著兩個(gè)質(zhì)量都是m的工件A和B，系A(chǔ)的吊繩較短，系B的吊繩較長(zhǎng)若天車運(yùn)動(dòng)到P處突然停止，則兩吊繩所受的拉力FA和FB的大小關(guān)系為()AFA>FBBFA<FB圖1CFAFBmg DFAFB>mg解析：天車運(yùn)動(dòng)到P處突然停止后，A、B各以天車上的懸點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，線速度相同而半徑不同，由Fmgm，得：Fmgm，因?yàn)閙相等，v相等，而LA<LB，所以FA>FB，A選項(xiàng)正確答案：A2如圖2所示，OO為豎直軸，MN為固定在OO上的水平光滑桿，有兩個(gè)質(zhì)量相同的金屬球A、B套在水平桿上，A

2、C和BC為抗拉能力相同的兩根細(xì)線，C端固定在轉(zhuǎn)軸OO上當(dāng)繩拉直時(shí)，A、B兩球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比恒為21，當(dāng)轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時(shí) () 圖2 AAC先斷 BBC先斷C兩線同時(shí)斷 D不能確定哪根線先斷解析：對(duì)A球進(jìn)行受力分析，A球受重力、支持力、拉力FA三個(gè)力作用，拉力的分力提供A球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，得：水平方向FAcosmrA2，同理，對(duì)B球：FBcosmrB2，由幾何關(guān)系，可知cos，cos.所以：.由于AC>BC，所以FA>FB，即繩AC先斷答案：A3(2010·臨沂模擬)如圖3所示，某同學(xué)用硬塑料管和一個(gè)質(zhì)量為m的鐵質(zhì)螺絲帽研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)，將螺絲帽套在塑料管上，手握塑

3、料管使其保持豎直并沿水平方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則只要運(yùn)動(dòng)角速度大小合適，螺絲帽恰好不下滑假設(shè)螺絲帽與塑料管間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，認(rèn)為最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力則在該同學(xué)手轉(zhuǎn)動(dòng)塑料管 圖3使螺絲帽恰好不下滑時(shí)，下述分析正確的是()A螺絲帽受的重力與最大靜摩擦力平衡B螺絲帽受到桿的彈力方向水平向外，背離圓心C此時(shí)手轉(zhuǎn)動(dòng)塑料管的角速度 D若桿的轉(zhuǎn)動(dòng)加快，螺絲帽有可能相對(duì)桿發(fā)生運(yùn)動(dòng)解析：由于螺絲帽做圓周運(yùn)動(dòng)過程中恰好不下滑，則豎直方向上重力與最大靜摩擦力平衡，桿對(duì)螺絲帽的彈力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有mgFfFNm2r，得 ，選項(xiàng)A正確、B、C錯(cuò)誤；桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度增大時(shí)，桿對(duì)螺絲帽的彈力增

4、大，最大靜摩擦力也增大，螺絲帽不可能相對(duì)桿發(fā)生運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：A4如圖4所示，靠摩擦傳動(dòng)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的大、小兩輪接觸面互不打滑，大輪半徑是小輪半徑的2倍A、B分別為大、小輪邊緣上的點(diǎn)，C為大輪上一條半徑的中點(diǎn)則 () 圖4A兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等B大輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是小輪的2倍C質(zhì)點(diǎn)加速度aA2aBD質(zhì)點(diǎn)加速度aB4aC解析：兩輪不打滑，邊緣質(zhì)點(diǎn)線速度大小相等，vAvB，而rA2rB，故AB，A、B錯(cuò)誤；由an得，C錯(cuò)誤；由an2r得2，則4，D正確答案：D5(2010·茂名模擬)如圖5所示，在傾角30°的光滑斜面上，有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)0.8 m的細(xì)繩，一端固定在O點(diǎn)，另一端系

5、一質(zhì)量為m0.2 kg的小球，小球沿斜面做圓周運(yùn)動(dòng)若要小球能通過最高點(diǎn)A，則小球在最低點(diǎn)B的最小速度是() 圖5A2 m/sB2 m/sC2 m/s D2 m/s解析：通過A點(diǎn)的最小速度為vA2 m/s，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mvB2mvA2mgL，解得vB2 m/s，即C選項(xiàng)正確答案：C二、雙項(xiàng)選擇題(本題共5小題，共35分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有兩個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得7分，只選一個(gè)且正確的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)6如圖6所示，一小物塊在開口向上的半圓形曲面內(nèi)以某一速率開始下滑，曲面內(nèi)各處動(dòng)摩擦因數(shù)不同，此摩擦作用使物塊下滑時(shí)速率保持不變，則下列說法正確的是 ()A因物塊下

6、滑速率保持不變，故加速度為零 圖6B物塊所受合外力大小不變，方向改變C在滑到最低點(diǎn)以前，物塊對(duì)曲面的壓力越來越大D在滑到最低點(diǎn)以前，物塊受到的摩擦力越來越大解析：物塊下滑速率不變，可理解為物塊的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，物塊所受合外力充當(dāng)所需的向心力，故合外力大小不變，而方向改變，向心加速度不為零；設(shè)下滑過程中物塊和圓心的連線與豎直方向的夾角為，對(duì)物塊進(jìn)行受力分析可得FNmgcosm，其中越來越小，所以FN越來越大；Ffmgsin，越來越小時(shí)Ff越來越小，故選項(xiàng)B、C正確答案：BC7如圖7所示，在雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中，有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員離開地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面，目測(cè)

7、體重為G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角約為30°，重力加速度為g，估算該女運(yùn)動(dòng)員() 圖7A受到的拉力為GB受到的拉力為2GC向心加速度為gD向心加速度為2g解析：設(shè)女運(yùn)動(dòng)員受到的拉力大小為F，分析女運(yùn)動(dòng)員受力情況可知，F(xiàn)sin30°G，F(xiàn)cos30°ma向，可得：F2G，a向g，故B、C正確答案：BC8(2010·惠州聯(lián)考)甲、乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員，面對(duì)面拉著彈簧測(cè)力計(jì)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖8所示已知M甲80 kg，M乙40 kg，兩人相距0.9 m，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為96 N，下列判斷中正確的是 () 圖8A兩人的線速度相同，約為40 m/sB兩人的

8、角速度相同，為2 rad/sC兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同，都是0.45 mD兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同，甲為0.3 m，乙為0.6 m解析：兩人旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相同，故兩人的角速度相同，兩人做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力相同，由Fm2r可知，旋轉(zhuǎn)半徑滿足：r甲r乙M乙M甲12，又r甲r乙0.9 m，則r甲0.3 m，r乙0.6 m.兩人的角速度相同，則v甲v乙12.由FM甲2r甲可得2 rad/s.故選項(xiàng)B、D正確答案：BD9(2010·陽(yáng)江模擬)如圖9所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，管道內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，則下列說法中正確的是()A小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin 圖9B小球通過

9、最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin0C小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無(wú)作用力D小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力解析：由于圓形管道可提供支持力，故小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度可以為零小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力方向豎直向下，而向心力指向圓心，故內(nèi)側(cè)管壁不會(huì)對(duì)小球有作用力，而在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果小球的速度較小，如在最高點(diǎn)的速度v時(shí)，最高點(diǎn)的外側(cè)管壁對(duì)小球無(wú)作用力，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤答案：BC10如圖10所示，放置在水平地面上的支架質(zhì)量為M，支架頂端用細(xì)線拴著的擺球質(zhì)量為m，現(xiàn)將擺球拉至水平位置，而后釋放，擺球運(yùn)動(dòng)過程中，支架

10、始終不動(dòng)，以下說法正確的是()A在釋放前的瞬間，支架對(duì)地面的壓力為(mM)gB在釋放前的瞬間，支架對(duì)地面的壓力為Mg 圖10C擺球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，支架對(duì)地面的壓力為(mM)gD擺球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，支架對(duì)地面的壓力為(3mM)g解析：在釋放前的瞬間繩拉力為零對(duì)M：FN1Mg；當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，由機(jī)械能守恒得mgR由牛頓第二定律得：FTmg由得繩對(duì)小球的拉力FT3mg對(duì)支架M由受力平衡，地面支持力FNMg3mg由牛頓第三定律知，支架對(duì)地面的壓力FN23mgMg，故選項(xiàng)B、D正確答案：BD三、非選擇題(本題共2小題，共30分)11(15分)(2009·廣東高考)如圖11所示，一個(gè)豎直放置的

11、圓錐筒可繞其中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊求：圖11(1)當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊靜止在筒壁A點(diǎn)受到的摩擦力和支持力的大??；(2)當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其所受到的摩擦力為零時(shí)，筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度解析：(1)物塊靜止時(shí)，對(duì)物塊進(jìn)行受力分析如圖所示，設(shè)筒壁與水平面的夾角為. 由平衡條件有FfmgsinFNmgcos由圖中幾何關(guān)系有cos ，sin故有Ff，F(xiàn)N(2)分析此時(shí)物塊受力如圖所示， 由牛頓第二定律有mgtanmr2.其中tan，r，可得 .答案：(1)(2) 12(15分)(2010·青島模擬)如圖1

12、2所示，一根長(zhǎng)0.1 m的細(xì)線，一端系著一個(gè)質(zhì)量為0.18 kg的小球，拉住線的另一端，使小球在光滑的水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，使小球的轉(zhuǎn)速很緩慢地增加，當(dāng)小球的轉(zhuǎn)速增加到開始時(shí)轉(zhuǎn)速的3倍時(shí)，細(xì)線斷開，線斷開前的瞬間線受到的拉力比開始時(shí)大 圖1240 N，求：(1)線斷開前的瞬間，線受到的拉力大??；(2)線斷開的瞬間，小球運(yùn)動(dòng)的線速度；(3)如果小球離開桌面時(shí)，速度方向與桌邊緣的夾角為60°，桌面高出地面0.8 m，求小球飛出后的落地點(diǎn)距桌邊緣的水平距離解析：(1)線的拉力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，設(shè)開始時(shí)角速度為0，向心力為F0，線斷開的瞬間，角速度為，線的拉力為FT.F0m02RFTm