生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 課后練習(xí) 高中物理新人教版必修第二冊(cè)

6.4生活中的圓周運(yùn)動(dòng)課后練習(xí)

1.一輛轎車正在通過如圖所示的路段，關(guān)于該轎車在轉(zhuǎn)彎的過程中，正確的是

()

Q瓜

表示轉(zhuǎn)彎的交通標(biāo)志

A.轎車的速度大小不一定變化

B.轎車處于平衡狀態(tài)

C.轎車加速度的方向一定沿運(yùn)動(dòng)路線的切線方向

D.轎車加速度的方向一定垂直于運(yùn)動(dòng)路線的切線方向

2.如圖所示,乘坐游樂園的翻滾過山車時(shí),質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)

旋轉(zhuǎn)，重力加速度大小為g,下列說法正確的是()

A.過山車在最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，沒有保險(xiǎn)帶，人就

會(huì)掉下來

B.人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位不可能產(chǎn)生大小為mg的壓力

C.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力等于mg

D.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于〃吆

3.擺式列車是集電腦、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車，如圖所

示.當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時(shí)，在電腦控制下，車廂會(huì)自動(dòng)傾斜，提供向心力；行走在直

線上時(shí)，車廂又恢復(fù)原狀，就像玩具"不倒翁"一樣.假設(shè)有一超高速列車在

水平面內(nèi)行駛，以360km/h的速度拐彎，拐彎半徑為1km,則質(zhì)量為50kg的

乘客，在拐彎過程中所受到的火車給他的作用力為()

A.500N

B.1000N

C.500V2N

D.0

4.如圖所示，在粗糙水平木板上放一個(gè)物塊，使水平木板和物塊一起在豎直平

面內(nèi)沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，必為水平直徑，〃為豎直直徑，在運(yùn)動(dòng)過

程中木板始終保持水平，物塊相對(duì)木板始終靜止，貝?。?)

A.物塊始終受到三個(gè)力作用

B.只有在a、b、c、d四點(diǎn)，物塊受到的合外力才指向圓心

C.從a到"物塊所受的摩擦力先增大后減小

D.從8到a,物塊處于超重狀態(tài)

5.宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中處于完全失重狀態(tài)，下列說法

正確的是（）

A.宇航員仍受重力的作用

B.宇航員受力平衡

C.宇航員所受重力等于所需的向心力

D.宇航員不受重力的作用

6.根據(jù)《日經(jīng)新聞》的報(bào)道，日本將在2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)開幕之前使"無人

駕駛"汽車正式上路并且投入運(yùn)營(yíng).高度詳細(xì)的3D地圖技術(shù)能夠?yàn)?無人駕

駛"汽車提供大量可靠的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以通過汽車內(nèi)部的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)

行全面的分析，以執(zhí)行不同的指令.如下圖所示為一段公路拐彎處的3D地

圖，你認(rèn)為以下說法正確的是（）

A.如果彎道是水平的，則"無人駕駛"汽車在拐彎時(shí)受到重力、支持力、摩

擦力和向心力

B.如果彎道是水平的，則"無人駕駛"汽車在拐彎時(shí)收到的指令應(yīng)讓車速小

一點(diǎn)，防止汽車作離心運(yùn)動(dòng)而發(fā)生側(cè)翻

C.如果彎道是傾斜的，3D地圖上應(yīng)標(biāo)出內(nèi)（東）高外（西）低

D.如果彎道是傾斜的，3D地圖上應(yīng)標(biāo)出外（西）高內(nèi)（東）低

7.如圖所示，小物體位于半徑為R的半球頂端，若給小物體以水平初速度V。

時(shí)，小物體對(duì)球頂恰好無壓力，則

—?^o

A.物體開始沿球面下滑

B.物體的初速度為%=標(biāo)

C.物體落地時(shí)的水平位移為0R

D.物體著地時(shí)速度方向與地面成45。角

8.火車以一定的速率在半徑一定的軌道上轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)外軌道恰好對(duì)火車沒有側(cè)

向作用力，不考慮摩擦和其它阻力，如果火車以原來速率的兩倍轉(zhuǎn)彎時(shí)

()

A.外側(cè)軌道受到擠壓

B.內(nèi)側(cè)軌道受到擠壓

C.為了保證軌道沒有側(cè)向作用力，內(nèi)外軌道的高度差變?yōu)樵瓉韮杀?/p>

D.軌道的作用力和重力的合力變?yōu)樵瓉淼?倍

9.用三合板模擬拱形橋來研究汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力.在拱橋上表

面事先鋪上一層牛仔布以增加摩擦，這樣玩具車就可以在橋面上跑起來了.把

這套系統(tǒng)放在電子秤上，關(guān)于電子秤的示數(shù)下列說法正確的是()

A.玩具車靜止在拱橋頂端時(shí)電子稱示數(shù)小一些

B.玩具車運(yùn)動(dòng)通過拱橋頂端時(shí)電子稱示數(shù)大一些

C.玩具車運(yùn)動(dòng)通過拱橋頂端時(shí)處于失重狀態(tài)

D.玩具車運(yùn)動(dòng)通過拱橋頂端時(shí)速度越大（未離開拱橋），電子稱示數(shù)越小

10.關(guān)于如圖所示的四種圓周運(yùn)動(dòng)模型，下列說法正確的是（）

圖a圖d

A.如圖a所示，汽車安全通過拱橋最高點(diǎn)時(shí)，車對(duì)橋面的壓力小于車的重力

B.如圖b所示，在光滑固定圓錐筒的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，受重

力、彈力和向心力

C.如圖c所示，輕質(zhì)細(xì)桿一端固定一小球，繞另一端。點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周

運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)小球所受的彈力方向一定向上

D.如圖d所示，火車以某速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時(shí)，車輪可能對(duì)內(nèi)外

軌均無側(cè)向壓力

11.如圖所示，光滑水平面上，小球〃?在拉力/作用下作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若小

球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，拉力廠發(fā)生變化，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是

A.若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽E&作離心運(yùn)動(dòng)

B.若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽E&作離心運(yùn)動(dòng)

C.若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽E即作近心運(yùn)動(dòng)

D.若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽E網(wǎng)"乍離心運(yùn)動(dòng)

12.如圖所示，洗衣機(jī)的脫水桶采用帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正

確的是（）

A.脫水過程中，衣物是緊貼桶壁的

B.水會(huì)從桶中甩出是因?yàn)樗问艿降南蛐牧艽蟮木壒?/p>

C.加快脫水桶轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，脫水效果會(huì)更好

D.靠近中心的衣物的脫水效果不如周邊的衣物的脫水效果好

B.有一種叫作"魔盤"的娛樂設(shè)施，如圖所示。當(dāng)"魔盤"轉(zhuǎn)動(dòng)得很慢時(shí)，

盤上的人都可以隨"魔盤"一起轉(zhuǎn)動(dòng)而不至于被甩開。當(dāng)"魔盤”的轉(zhuǎn)速增大

時(shí)，盤上的人逐漸向邊緣滑去，離轉(zhuǎn)動(dòng)中心越遠(yuǎn)的人，這種滑動(dòng)的趨勢(shì)越厲

害。設(shè)"魔盤"轉(zhuǎn)速為6r/min,一個(gè)體重為30kg的小孩坐在距離軸心1m處

（盤半徑大于1m）隨"魔盤"一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（沒有滑動(dòng)\問：

（1）小孩需要的向心力是由什么提供的？這個(gè)向心力是多少？

（2）假設(shè)人與"魔盤"間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=02,要使離軸心1m處的小孩不發(fā)

生滑動(dòng)，求"魔盤”轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度（取人與"魔盤”間的最大靜摩擦力等

于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g=10m/s2X（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

14.如圖所示為汽車在水平路面做半徑為R的大轉(zhuǎn)彎的后視圖，懸吊在車頂?shù)?/p>

燈左偏了維，貝U：

(2)車速是多少?

(3)若⑵中求出的速度正是汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)不打滑允許的最大速度，則車輪與地面的

動(dòng)摩擦因數(shù)〃是多少?

15.某電視臺(tái)正在策劃的"快樂向前沖”節(jié)目的場(chǎng)地設(shè)施，如圖所示，A3為水

平直軌道，上面安裝有電動(dòng)懸掛器，可以載人(人可看作質(zhì)點(diǎn))運(yùn)動(dòng)，下方水

面上漂浮著一個(gè)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑為R=lm鋪有海綿墊的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤軸心離平臺(tái)

的水平距離為L(zhǎng),平臺(tái)邊緣與轉(zhuǎn)盤平面的高度差H=32m。選手抓住懸掛器

后，按動(dòng)開關(guān)，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下從A點(diǎn)沿軌道做初速度為零，加速度為。=2

m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。起動(dòng)后2s懸掛器脫落。已知人與轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因

數(shù)為，HX2,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g=10m/s2.

⑴求人隨懸掛器水平運(yùn)動(dòng)的位移大小和懸掛器脫落時(shí)人的速率；

⑵若選手恰好落到轉(zhuǎn)盤的圓心上，求L的大??；

⑶假設(shè)選手落到轉(zhuǎn)盤上瞬間相對(duì)轉(zhuǎn)盤速度立即變?yōu)榱?，為保證他落在任何位置

都不會(huì)被甩下轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的角速度3應(yīng)限制在什么范圍？

參考答案

1.A

【詳解】

由圖可知汽車要繞轉(zhuǎn)盤做圓周運(yùn)動(dòng)，受力不平衡，可以是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也可

以是非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度的大小不一定變化，故A正確.由于速度方向一定

變化，速度在變化，所以轎車處于非平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤.若是勻速圓周運(yùn)

動(dòng)，則加速度方向指向圓心，不可能沿運(yùn)動(dòng)路線的切線方向；若不是勻速圓周

運(yùn)動(dòng),則加速度方向不指向圓心，故CD錯(cuò)誤.

故選A.

2.D

【詳解】

A.過山車在最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，但是向心力是靠重力與坐椅的支持力

提供，速度越大支持力越大，所以沒有保險(xiǎn)帶，人也不會(huì)掉下來，則A錯(cuò)誤；

B.人在最高點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律可得

當(dāng)速度為咤歷時(shí)，支持力為mg,由牛頓第三定律可得，人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座

位可以產(chǎn)生大小為mg的壓力，所以B錯(cuò)誤；

CD.人在最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律可得

則人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于〃吆,所以C錯(cuò)誤；D正確；

故選D。

3.C

【詳解】

360km/h=100m/s.根據(jù)牛頓第二定律知，七=加匕=50乂黑N=500N，根據(jù)平

r1UUU

行四邊形定則得，N=J七2+(sg)2=j50()2+50()2=500亞N.故C正確，ABD錯(cuò)

誤.

故選C.

4.D

【詳解】

A.在。、d兩點(diǎn)處，物塊只受重力和支持力，在其他位置處物塊受到重力、支

持力、靜摩擦力三個(gè)作用力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力提供向心力，所以合外力始終指向圓心，選

項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.從。運(yùn)動(dòng)到以物塊的加速度的方向始終指向圓心，水平方向的加速度先減

小后反向增大，根據(jù)牛頓第二定律知，物塊所受木板的摩擦力先減小后增大，

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.從匕運(yùn)動(dòng)到。，向心加速度有向上的分量，則物塊處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)D

正確。

故選D。

5.AC

【詳解】

BC.宇航員隨空間站做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力全部提供所需的向心力，不是平衡

狀態(tài)，故B錯(cuò)誤，C正確；

AD.宇航員處于完全的失重狀態(tài)時(shí)，其重力沒有消失，宇航員仍然受到重力的

作用，故A正確，D錯(cuò)誤.

故選AC.

6.BD

【詳解】

試題分析："無人駕駛"汽車在拐彎時(shí)受到重力、支持力、摩擦力，A錯(cuò)誤；如

果彎道是水平的，則靜摩擦力提供向心力，當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)對(duì)應(yīng)一最大

速度，超過這個(gè)速度，將發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)而側(cè)翻，B正確；如果彎道傾斜，則要

使重力的分力提供向心力，所以應(yīng)標(biāo)出外（西）高內(nèi)（東）低，C錯(cuò)誤：D正

確：

故選BD.

7.BC

【詳解】

A、物體僅受重力,有水平初速度，做平拋運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

BC、根據(jù)牛頓第二定律得，〃吆=吟,貝U%=廊.由尺=會(huì)產(chǎn)得:仁杼,

則水平位移x=W=府?愣=&R.故BC正確；

D、落地時(shí)豎直方向上的速度5=郎=師,設(shè)落地時(shí)速度與地面的夾角為6,

有tan"F=0，故D錯(cuò)誤.

故選BC。

8.AD

【詳解】

火車以一定的速率轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)外軌與車輪之間均沒有側(cè)壓力，此時(shí)火車拐彎的

向心力由重力和鐵軌的支持力的合力提供，火車速度加倍后，速度大于規(guī)定速

度，重力和支持力的合力不夠提供拐彎圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以此時(shí)外軌對(duì)火

車有指向圓心方向的支持力以補(bǔ)充拐彎的向心力，即此時(shí)外軌對(duì)火車車輪有側(cè)

壓力，故A正確，B錯(cuò)誤；火車以某一速度-通過某彎道時(shí)，內(nèi)、外軌道均不

受側(cè)壓力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，如圖所示，由圖可

F^=mgtan0,合力等于向心力，故得：mgtdnO=m^-,此時(shí)tan。々sin，=),聯(lián)

AL

立解得軌道高度差為：,當(dāng)速度變?yōu)?V后，若內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力

作用，所需的向心力為：F=,聯(lián)立以上可得：尸=4色tan。,根據(jù)牛頓

R

第二定律：/%gtan，=〃/2),此時(shí)tanWsin"：,聯(lián)立可得：,即

"=4/7,故C錯(cuò)誤，D正確.

故選AD.

9.CD

【詳解】

AB.玩具車靜止在拱橋頂端時(shí)壓力等于玩具車的重力，當(dāng)玩具車以一定的速度

通過最高達(dá)時(shí)，合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：mg-N=m^,解得

N=mg-m^<mg,所以玩具車運(yùn)動(dòng)通過拱橋頂端時(shí)的示數(shù)小，故AB錯(cuò)誤；

A

c.玩具運(yùn)動(dòng)通過拱橋頂端時(shí)，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，故c正確；

根

D.據(jù)N=〃吆可知，玩具運(yùn)動(dòng)通過拱橋頂端時(shí)速度越大（未離開拱橋）,示

數(shù)越小，故D正確.

故選CD。

10.AD

【詳解】

A.圖a汽車安全通過拱橋最高點(diǎn)時(shí)，重力和支持力的合力提供向心力，方向

豎直向下，所以支持力小于重力，根據(jù)牛頓第三定律，車對(duì)橋面的壓力小于車

的重力，故A正確；

B.圖b沿固定圓推筒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，受重力和彈力作用，向心力

是二者的合力，故B錯(cuò)誤；

C.圖c中輕質(zhì)細(xì)桿一端固定的小球，當(dāng)小球在最高點(diǎn)壓力為零時(shí)，重力提供

向心力，有

v2

tng=m~

解得「=病，當(dāng)速度小于V時(shí)，桿對(duì)小球有支持力，方向豎直向上；當(dāng)速度大

于V時(shí)，桿對(duì)小球有拉力，方向豎直向下，故c錯(cuò)誤；

D.圖d中火車以某速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時(shí)，受到的重力和軌道的支

持力的合力恰好等于向心力時(shí)，車輪對(duì)內(nèi)外軌均無側(cè)向壓力，故D正確。

故選AD。

11.AD

【詳解】

A.若拉力突然消失，小球做離心運(yùn)動(dòng)，因?yàn)椴皇芰Γ瑢⒀剀壽EPa運(yùn)動(dòng)，故A

正確；

BD.若拉力變小，拉力不夠提供向心力，做半徑變大的離心運(yùn)動(dòng)，即沿P力運(yùn)

動(dòng)，故B錯(cuò)誤，D正確；

C.若拉力變大，則拉力大于向心力，沿軌跡Pc做近心運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤。

故選ADO

12.ACD

【詳解】

A.脫水過程中，衣物做離心運(yùn)動(dòng)而甩向桶壁，所以衣物是緊貼桶壁的，故A

正確；

B.水滴依附的附著力是一定的，當(dāng)水滴因做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于該附

著力時(shí)，水滴被甩掉，故B錯(cuò)誤；

C.由Fn=mu/R,就曾大會(huì)使所需向心力及增大，直到水滴的附著力不足以提

供所需的向心力，水滴就會(huì)被甩出去，因此增大3,會(huì)使更多水滴被甩出去，

故C正確；

D.靠近中心的衣服，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑比較小，當(dāng)角速度”目同時(shí)所需的向心

力小，因此脫水效果差，故D正確。

故選ACD。

13.(1)靜摩擦力,H.8N;(2)1.41rad/s

【詳解】

(1)小孩隨"魔盤"一起做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孩受到重力、支持力和靜摩擦力作

用，小孩做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力是由小孩與"魔盤”之間的靜摩擦力提供。

〃魔盤〃轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度為

U)-2TUZ=0.2Tcrad/s

由牛頓第二定律可得向心力為

(2)小孩受到的最大靜摩擦力為

fmax=/Jmg

由牛頓第二定律可得

fmax-^lfCOmax

聯(lián)立可得

U)max=桓rad/su1.41rad/s

14.(1)向右轉(zhuǎn)彎；(2)同