2022年人教版生活中的圓周運(yùn)動(dòng)達(dá)標(biāo)作業(yè)解析版

生活中的圓周運(yùn)動(dòng)達(dá)標(biāo)作業(yè)（解析版)1．假設(shè)在彎道上高速行駛的賽車，后輪突然脫離賽車。關(guān)于后輪之后的運(yùn)動(dòng)情況，以下說法正確的是（）A．仍然沿著汽車行駛的彎道運(yùn)動(dòng) B．沿著與彎道垂直的方向飛出C．沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng) D．上述情況都有可能2．一根細(xì)線一端系一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端固定在光滑圓錐頂上，如圖所示，設(shè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω，細(xì)線的張力為FT，則FT隨ω2變化的圖象是（）A． B． C． D．3．1924年瑞典的丁·斯韋德貝里設(shè)計(jì)了超速離心機(jī)，該技術(shù)可用于混合物中分離蛋白。如圖所示，用極高的角速度旋轉(zhuǎn)封閉的玻璃管一段時(shí)間后，管中的蛋白會(huì)按照不同的屬性而相互分離、分層，且密度大的出現(xiàn)在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的管底部。己知玻璃管穩(wěn)定地勻速圓周運(yùn)動(dòng)，管中兩種不同的蛋白P、Q相對(duì)于轉(zhuǎn)軸的距離分別為r和2r，則（）A．蛋白P受到的合外力為零 B．蛋白受到的力有重力、浮力和向心力C．蛋白P和蛋白Q的向心力之比為1:2 D．蛋白P和蛋白Q的向心加速度之比為1:24．如圖所示，有一個(gè)水平大圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，小強(qiáng)站在距圓心為r處的P點(diǎn)不動(dòng)，關(guān)于小強(qiáng)的受力下列說法正確的是()．A．小強(qiáng)在P點(diǎn)不動(dòng)，因此不受摩擦力作用B．若使圓盤以較小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小強(qiáng)在P點(diǎn)受到的摩擦力為零C．小強(qiáng)隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓盤對(duì)他的摩擦力充當(dāng)向心力D．如果小強(qiáng)隨圓盤一起做變速圓周運(yùn)動(dòng)，那么其所受摩擦力仍指向圓心5．用細(xì)繩拉著兩個(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的角速度比A的大6．如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑圓環(huán)，圓心為O，OA連線水平，AB為固定在A、B兩點(diǎn)間的光滑直桿，在直桿和圓環(huán)上分別套著一個(gè)相同的小球M、N．先后兩達(dá)讓小球M、N以角速度ω和2ω隨圓環(huán)一起繞豎直直徑BD做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．則A．小球M第二次的位置比第一次時(shí)離A點(diǎn)近B．小球M第二次的位置比第一次時(shí)離B點(diǎn)近C．小球N第二次的豎直位置比第一次時(shí)高D．小球N第二次的豎直位置比第一次時(shí)低7．如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放置有輕繩相連的質(zhì)量相同的滑塊1和滑塊2，轉(zhuǎn)臺(tái)繞轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，輕繩始終處于水平狀態(tài)，兩滑塊始終相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止，且與轉(zhuǎn)臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，滑塊1到轉(zhuǎn)軸的距離小于滑塊2到轉(zhuǎn)軸的距離．關(guān)于滑塊1和滑塊2受到的摩擦力f1和f2與ω2的關(guān)系圖線，可能正確的是A． B．C． D．8．如圖甲，小球與輕質(zhì)細(xì)桿連接后繞固定點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，此時(shí)輕桿的拉力大小為F，拉力F與速度的平方的關(guān)系如圖所示，圖象中的數(shù)據(jù)a、b及重力加速度g均為已知量，以下說法正確的是（）A．?dāng)?shù)據(jù)a與小球的質(zhì)量無關(guān)B．?dāng)?shù)據(jù)b與小球的質(zhì)量無關(guān)C．只與小球的質(zhì)量有關(guān)，與圓周軌道半徑無關(guān)D．利用數(shù)據(jù)a、b和g能夠求出小球的質(zhì)量和圓周軌道半徑9．如圖甲所示，不可伸長的輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端拴系小球，小球繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球通過最高點(diǎn)時(shí)速度為v，輕繩對(duì)小球的拉力F與v2的關(guān)系如圖乙所示.圖線與橫軸的交點(diǎn)為b，延長線與縱軸的交點(diǎn)為a，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，下列說法正確的是A．小球通過最高點(diǎn)的速度最小值為0B．小球的質(zhì)量C．輕繩的長度D．換用更長的輕繩做此實(shí)驗(yàn)，圖線與橫軸的交點(diǎn)b不變10．小球質(zhì)量為m，用長L的輕懸線固定于O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方處釘有一顆釘子P，把懸線沿水平方向拉直，如圖所示。若無初速度釋放小球，當(dāng)懸線碰到釘子后的瞬間（設(shè)線沒有斷）（）A．小球的角速度突然增大B．小球的線速度突然減小到零C．小球的向心加速度突然增大D．小球的線速度突然增大11．如圖所示，是一座半徑為40m的圓弧形拱形橋。一質(zhì)量為×103kg的汽車，行駛到拱形橋頂端時(shí)，汽車運(yùn)動(dòng)速度為10m/s，則此時(shí)汽車運(yùn)動(dòng)的向心加速度為多大？向心力為多大？汽車對(duì)橋面的壓力是多少？(取g＝10m/s12．某游樂場(chǎng)里的賽車場(chǎng)地為圓形，半徑為100m，一賽車和車手的總質(zhì)量為100kg，輪胎與地面間的最大靜摩擦力為600N。(g取10m/s2)(1)若賽車的速度達(dá)到72km/h，這輛車在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑？(2)若將場(chǎng)地建成外高內(nèi)低的圓形，且傾角為30°，賽車的速度多大時(shí)，車手感覺不到自己有相對(duì)車的側(cè)向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)？13．光滑水平面固定一邊長為0.3m的正三棱柱abc，俯視如圖，長1m的細(xì)線一端固定在a點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為0.5kg的小球，開始時(shí)把細(xì)線拉直在ca延長線上，給小球一個(gè)2m/s、垂直細(xì)線方向的水平速度，細(xì)線逐漸纏繞在棱柱上（不計(jì)能量損失）。若細(xì)線能承受的最大拉力為7N，從開始到細(xì)線斷裂時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為__________s，小球的位移大小為__________m。14．近年，我國的高鐵發(fā)展非常迅猛．為了保證行車安全，車輛轉(zhuǎn)彎的技術(shù)要求是相當(dāng)高的．如果在轉(zhuǎn)彎處鋪成如圖所示內(nèi)、外等高的軌道，則車輛經(jīng)過彎道時(shí)，火車的________（選填“外輪”、“內(nèi)輪”）對(duì)軌道有側(cè)向擠壓，容易導(dǎo)致翻車事故．為此，鋪設(shè)軌道時(shí)應(yīng)該把________（選填“外軌”、“內(nèi)軌”）適當(dāng)降低一定的高度．參考答案1．C【解析】【詳解】后輪未脫離賽車時(shí)，具有向前的速度，脫離賽車后，由于慣性，后輪保持原來向前的速度繼續(xù)前進(jìn)，所以沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng)，離開彎道，選項(xiàng)C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。2．C【解析】【詳解】由題知小球未離開圓錐表面時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，用L表示細(xì)線長度，小球離開圓錐表面前，細(xì)線的張力為FT，圓錐對(duì)小球的支持力為FN，根據(jù)牛頓第二定律有FTsinθ－FNcosθ＝mω2LsinθFTcosθ＋FNsinθ＝mg聯(lián)立解得FT＝mgcosθ＋ω2mLsin2θ小球離開圓錐表面后，設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為α，根據(jù)牛頓第二定律有FTsinα＝mω2Lsinα解得FT＝mLω2故C正確。故選C。3．D【解析】【詳解】A.蛋白P做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則合外力不為零，故A錯(cuò)誤；B.受力分析時(shí)不分析向心力，故B錯(cuò)誤；CD.由圓周運(yùn)動(dòng)公式可知，向心加速度與半徑成正比，因蛋白P和蛋白Q的半徑之比為1:2，則向心加速度之比為1:2；但向心力大小與質(zhì)量有關(guān)，因不知道兩蛋白質(zhì)量，則無法確定向心力之比；故C錯(cuò)誤D正確。故選D。4．C【解析】由于小強(qiáng)隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，一定需要向心力，該力一定指向圓心方向，而重力和支持力在豎直方向上，它們不能充當(dāng)向心力，因此他會(huì)受到摩擦力作用，且充當(dāng)向心力，A、B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)小強(qiáng)隨圓盤一起做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力不再指向圓心，則其所受的摩擦力不再指向圓心，D錯(cuò)．5．A【解析】試題分析：兩個(gè)小球均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)它們受力分析，找出向心力來源，可先求出角速度，再由角速度與線速度、向心加速度的關(guān)系公式求解．繩子的拉力和重力充當(dāng)向心力，故，為繩子與豎直方向的夾角，因?yàn)閵A角不同，所以向心力不同，夾角越大，向心力越大，故A受到的向心力比B大，A正確B錯(cuò)誤；根據(jù)公式，而，故有，故，兩者的角速度相等，CD錯(cuò)誤．6．BC【解析】【詳解】設(shè)AB與豎直方向夾角為θ，則mgtan450=mω2r，則當(dāng)ω變?yōu)?ω時(shí)，r變?yōu)樵瓉淼?/4，則小球M第二次的位置比第一次時(shí)離A點(diǎn)遠(yuǎn)，離B點(diǎn)近，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)放在N點(diǎn)的小球：mgtanα=mω2Rsinα，則，則當(dāng)ω越大，α越大，物體的位置越高，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選BC。7．AC【解析】【詳解】?jī)苫瑝K的角速度相等，根據(jù)向心力公式F=mrω2，考慮到兩滑塊質(zhì)量相同，滑塊2的運(yùn)動(dòng)半徑較大，摩擦力較大，所以角速度增大時(shí)，滑塊2先達(dá)到最大靜摩擦力．繼續(xù)增大角速度，滑塊2所受的摩擦力不變，繩子拉力增大，滑塊1的摩擦力減小，當(dāng)滑塊1的摩擦力減小到零后，又反向增大，當(dāng)滑塊1摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，再增大角速度，將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)．故滑塊2的摩擦力先增大達(dá)到最大值不變．滑塊1的摩擦力先增大后減小，在反向增大．故A、C正確，B、D錯(cuò)誤．故選AC．8．AD【解析】【詳解】ABCD.小球在最低點(diǎn)時(shí)，重力和桿的拉力提供向心力，則有該式變形得從乙圖由數(shù)學(xué)知識(shí)可知?jiǎng)t可知數(shù)據(jù)a與小球的質(zhì)量無關(guān)，數(shù)據(jù)b與小球的質(zhì)量有關(guān)，與小球的質(zhì)量和半徑有關(guān)，利用數(shù)據(jù)a、b和g能夠求出小球的質(zhì)量和圓周軌道半徑。故AD正確BC錯(cuò)誤。故選AD。9．BC【解析】【分析】本題考查繩模型下物體的圓周運(yùn)動(dòng)。【詳解】A．繩上的力不小于零，所以小球通過最高點(diǎn)向心力最小為重力，故不為零，A錯(cuò)誤；B．在最高點(diǎn)，繩的拉力與重力的合力提供向心力由圖得圖像的縱截距為a，所以B正確；C．圖像與橫軸相交時(shí)，有所以C正確；D．由C發(fā)現(xiàn)，l變化時(shí)，b一定變，D錯(cuò)誤；故選BC。10．AC【解析】【詳解】BD．由題意知，當(dāng)懸線運(yùn)動(dòng)到與釘子相碰時(shí)，懸線仍然豎直，小球在豎直方向仍然只受重力和懸線的拉力，故其運(yùn)動(dòng)方向不受力，線速度大小不變，選項(xiàng)BD錯(cuò)誤；AC．又，r減小，所以ω增大；，r減小，則a增大，故AC正確。故選AC。11．2.5m/s2×103N×103N【解析】【詳解】汽車的向心加速度汽車的向心力F＝ma＝×103×N＝×103N在橋的最高點(diǎn)，汽車的向心力由重力和橋的支持力的合力提供，如圖所示，F(xiàn)＝mg－FN則FN＝mg－F＝×103×10N－×103N＝×103N根據(jù)牛頓第三定律，汽車對(duì)橋的壓力F壓＝FN＝×103N12．(1)不會(huì)側(cè)滑(2)24m/s【解析】【詳解】（1）賽車在場(chǎng)地上做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由靜摩擦力提供。賽車做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力為F＝m＝400N<600N所以賽車在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)發(fā)生側(cè)滑。（2）由題意得車手不受座椅側(cè)向的摩擦力，于是車手只受支持力和重力，由牛頓第二定律知解得v＝≈24m/s。13．0.9m【解析】【詳解】[1]細(xì)線斷裂之前，繩子拉力與速度垂直，不做功，故小球的速度大小保持不變，繩子剛斷裂時(shí)，拉力大小為7N，由得，此時(shí)的半徑為：由于小球每轉(zhuǎn)120°半徑減小0.3m，則知小球剛好轉(zhuǎn)過一周，細(xì)線斷裂，則小球運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為：由題知r1=1m，r2=0.7m，r3=0.4m，v=2m/s，代入數(shù)據(jù)解得：[2]球每轉(zhuǎn)120°半徑減小0.3m，細(xì)線斷裂之前，小球運(yùn)動(dòng)的位移大小為：14．外輪；內(nèi)軌【解析】【分析】火車拐彎需要有指向圓心的向心力，若內(nèi)、外軌等高，則