圓周運(yùn)動(dòng)試題及參考答案

1、第（63）單元測(cè)試題一、單項(xiàng)選擇題1在某轉(zhuǎn)彎處，規(guī)定火車行駛的速率為V0,則下列說(shuō)法中正確的是（）A .當(dāng)火車以速率vo行駛時(shí)，火車的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向B .當(dāng)火車的速率v>vo時(shí)，火車對(duì)外軌有向外的側(cè)向壓力C.當(dāng)火車的速率v>vo時(shí)，火車對(duì)內(nèi)軌有向內(nèi)的擠壓力D .當(dāng)火車的速率v<vo時(shí)，火車對(duì)內(nèi)軌有向內(nèi)側(cè)的壓力2、一輛卡車在丘陵地勻速行駛，地形如圖所示，由于輪胎太舊，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段 應(yīng)是（）A . a處B. b處C. c處D . d處3、 一汽車通過(guò)拱形橋頂點(diǎn)時(shí)速度為 10 m/s,車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，如果要使汽車在橋頂對(duì)4橋面沒(méi)有壓

2、力，車速至少為（）A . 15 m/sB. 20 m/sC. 25 m/sD. 30 m/s4、 質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓形軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，若經(jīng)最高點(diǎn)不脫離軌道的臨界速度為v， 則當(dāng)小球以2v速度經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，小球?qū)壍缐毫Φ拇笮椋ǎ〢. 0 B . mgC . 3mg D . 5mg5、雜技演員在表演水流星節(jié)目時(shí)，盛水的杯子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)杯子到最高點(diǎn)時(shí)，里 面水也不流出來(lái)，這是因?yàn)椋ǎ〢 .水處于失重狀態(tài)，不受重力的作用了B.水受平衡力作用，合力為零C.水受的合力提供向心力，使水做圓周運(yùn)動(dòng)D .杯子特殊，杯底對(duì)水有吸力6把盛水的水桶拴在長(zhǎng)為L(zhǎng)的繩子一端，使水桶在豎直平面做圓

3、周運(yùn)動(dòng)，要使水在水桶轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí)不從水桶里流出來(lái)，這時(shí)水桶的線速度至少應(yīng)該是（）7、 在半徑為R的固定半球形碗內(nèi)，有一質(zhì)量為m的物體自碗邊向碗底滑動(dòng)，滑到最低點(diǎn)時(shí)速度為 v，若物體與碗的動(dòng)摩擦因數(shù)為 仏則物體在最低點(diǎn)受到的摩擦力大小是（）8、 如圖所示，一球質(zhì)量為m，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛于0點(diǎn)，在0點(diǎn)正下L/2處釘有一根長(zhǎng)釘，把 懸線沿水平方向拉直后無(wú)初速度釋放，當(dāng)懸線碰到釘子瞬間下列說(shuō)法正確的是（）A .小球的線速度突然加大B .小球的向心加速度突然減小C.小球的角速度突然減小D .懸線拉力突然增大9、如圖所示，用長(zhǎng)為I的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確 的是（）

4、A. 小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力B. 小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零C. 若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則其在最高點(diǎn)的速率為gLD. 小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球重力10、汽車駛向一凸形橋，為了在通過(guò)橋頂時(shí)，減小汽車對(duì)橋的壓力，司機(jī)應(yīng) （）A .以盡可能小的速度通過(guò)橋頂精心整理B 適當(dāng)增大速度通過(guò)橋頂C 以任何速度勻速通過(guò)橋頂D .使通過(guò)橋頂?shù)南蛐募铀俣缺M可能小11、圖8兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，懸點(diǎn)相同，如圖8所示，A運(yùn)動(dòng)的半徑比B的大，則（）A . A受到的向心力比B的大B . B受到的向心力比A的大C. A的角速度比B的大D . B

5、的角速度比A的大12、 關(guān)于鐵路轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌道間有高度差，下列說(shuō)法正確的是（）A .可以使列車順利轉(zhuǎn)彎，減小車輪與鐵軌間的側(cè)向擠壓B .因?yàn)榱熊囖D(zhuǎn)彎時(shí)要受到離心力的作用，故一般使外軌高于內(nèi)軌，以防列車翻倒C.因?yàn)榱熊囖D(zhuǎn)彎時(shí)有向內(nèi)側(cè)傾倒的可能，故一般使內(nèi)軌高于外軌，以防列車翻倒D .以上說(shuō)法都不正確13、在高速公路的拐彎處，路面造的外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右 側(cè)的要高一些，路面與水平面間的夾角為 9 .設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為 v時(shí)車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進(jìn)方向）摩擦力等于零，9應(yīng)等于（）A. arcs inB. arcta nI rC. arcs in

6、D. arccot14、冰面對(duì)溜冰運(yùn)動(dòng)員的最大靜摩擦力為運(yùn)動(dòng)員重力的k倍，在水平冰面上沿半徑為 R的圓周滑行的運(yùn)動(dòng)員，其安全速度為（）A . v=kB . v<C . v<D . v<15、圖3如圖3所示，光滑水平面上，小球 m在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若小球運(yùn)動(dòng)到 P 點(diǎn)時(shí)，拉力F發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法正確的是 （）A. 若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽E Pa做離心運(yùn)動(dòng)B. 若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽E Pa做離心運(yùn)動(dòng)C .若拉力突然變小，小球?qū)⒖赡苎剀壽E Pb做離心運(yùn)動(dòng)D. 若拉力突然變大，小球?qū)⒖赡苎剀壽E Pc做向心運(yùn)動(dòng)16、如圖4所示，圖4小球m在豎直放

7、置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A .小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是 v=B .小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為 0C .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)小球一定無(wú)作用力17、洗衣機(jī)的脫水筒在工作時(shí)，有一衣物附著在豎直的筒壁上，則此時(shí) （）A .衣物受重力、筒壁彈力和摩擦力作用B .衣物隨筒壁做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由摩擦力提供C. 筒壁的彈力隨筒轉(zhuǎn)速的增大而增大D .筒壁對(duì)衣物的摩擦力隨筒轉(zhuǎn)速的增大而增大18、鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r主要是根據(jù)地形決定的.彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外 軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r

8、有關(guān)，還與火車在彎道上的行駛速率 v有關(guān).下列說(shuō)法正確精心整理的是()A v 一定時(shí)，r越小則要求h越大B. v 一定時(shí)，r越大則要求h越大C. r 一定時(shí)，v越大則要求h越大D. r 一定時(shí)，v越小則要求h越大19、修鐵路時(shí)，兩軌間距是1435 mm,某處鐵路轉(zhuǎn)彎的半徑是 300 m,若規(guī)定火車通過(guò) 這里的速度是72 km/h.請(qǐng)你運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)計(jì)算一下，要想使內(nèi)外軌均不受輪緣的擠壓， 內(nèi)外軌的高度差應(yīng)是多大？20、如圖所示，半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管置于豎直平面內(nèi)， 兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B， 以不同的速度進(jìn)入管內(nèi)，A通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí)，對(duì)管壁上部的壓力為3mg，B通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí)，對(duì) 管

9、壁下部的壓力為0. 75mg，求A、B兩球落地點(diǎn)間的距離。21、如圖2所示，鏈球運(yùn)動(dòng)員在將鏈球拋擲出手之前，總要雙手拉著鏈條加速轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈， 這樣可以使鏈球速度盡量增大，拋擲出手后飛行得更遠(yuǎn).在運(yùn)動(dòng)員加速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中， 能發(fā)現(xiàn)他手中與鏈球相連的鏈條與豎直方向的夾角9將隨著鏈球轉(zhuǎn)速的增大而增大，試通過(guò)分析計(jì)算說(shuō)明：為什么9角隨鏈球轉(zhuǎn)速的增大而增大.圖2以下是答案一、單項(xiàng)選擇題I、ABD2、D3、B4、C5、C6、C7、B8、D9、CD 10、BII、A 小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由其所受重力和繩子的拉力的合力充當(dāng)向心力，設(shè)懸線與豎直方向夾角為9，則F = mgtan9 = mw2lsin 9 ， 9越大，

10、向心力F越大，所以A對(duì)，而w2=，故 兩者的角速度相同.12、A 鐵路彎道處外軌高于內(nèi)軌，目的是由支持力的水平分力提供向心力，從而減小了鐵 軌與輪邊緣間的側(cè)向擠壓力.13、B 本題主要考查的是圓周運(yùn)動(dòng)的向心力問(wèn)題.試題把情景設(shè)置在高速公路拐彎處，比較新穎，同時(shí)也考查考生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的處理能力.汽車向右拐彎時(shí)，受力如圖所示.汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心與 汽車在同一水平面上，當(dāng)支持力 N和重力G的合力剛好是汽車沿圓弧運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí)，汽車與路 面之間的橫向摩擦力就為 0，因此由mgtan9 = m可得9 = arctan,故本題應(yīng)選B.14、 B 運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由冰面對(duì)他的靜摩擦力提供，要想做

11、圓周運(yùn)動(dòng)，必須 滿足 f= m，而 fmax= kmg>f，解得 vW .二、多項(xiàng)選擇題15、 ACD 由卩=知，拉力變小，F(xiàn)不足以提供所需向心力、r變大、小球做離心運(yùn)動(dòng)；反之, F變大，小球做向心運(yùn)動(dòng).16、BC 小球沿管道做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力及管道對(duì)小球的支持力的合力沿半徑方向的分力提供.由于管道的內(nèi)、外壁都可以提供支持力，因此過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為0, A錯(cuò)誤，B正確；小球在水平線ab以下受外側(cè)管壁指向圓心的支持力作用，C正確；在ab線以上是否受外側(cè)管壁的作用力由速度大小決定，D錯(cuò)誤.17、AC 對(duì)衣物研究，豎直方向：f= mg.水平方向：N = mr w 2= mr(2 n n

12、)2.當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，摩 擦力f不變，彈力N增大.18、AC 火車轉(zhuǎn)彎時(shí)重力和支持力的合力提供向心力，則mgtan 9 = m, v=當(dāng)v 定時(shí)，r越小，9越大，而車軌間距恒定，故h越大，A對(duì)，B錯(cuò)；當(dāng)r 一定時(shí)，v越 大，9越大，同理h越大，C對(duì)，D錯(cuò).三、計(jì)算題19、0.195 m精心整理解析火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力由火車所受的重力和軌道對(duì)火車支持力的合力提供的，如圖所示，圖中h為兩軌高度差，d為兩軌間距，mgtana= m, tan a=，又由于軌道平面和水平面間 的夾角一般較小，可近似認(rèn)為：tanasin a=.因此：=，貝U h= = m= 0.195 m.點(diǎn)評(píng) 近似計(jì)算是本題關(guān)鍵的一步，即當(dāng)角度很小時(shí)sina 心tana .20