生活中的圓周運動（培優(yōu)）練習(xí)（word版含答案）

2020-2021學(xué)年第二學(xué)期高一物理人教版（2019）必修第二冊生活中的圓周運動培優(yōu)練習(xí)一、單選題1．我國將在2022年舉辦冬季奧運會，屆時將成為第一個實現(xiàn)奧運“全滿貫”國家。圖示為某種滑雪賽道的一部分，運動員（可視為質(zhì)點）由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道。若運動員從圖中a點滑行到最低點b的過程中，由于摩擦力的存在，運動員的速率保持不變，對于這個過程，下列說法正確的是（）A．運動員受到的摩擦力大小不變B．運動員所受合外力始終等于零C．運動員先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)D．運動員進(jìn)入圓弧形滑道后處于超重狀態(tài)2．如圖所示，長均為L的兩根輕繩，一端共同系住質(zhì)量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點，A、B兩點間的距離也為L。重力加速度大小為g?，F(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)以AB為軸做圓周運動，若小球在最高點速率為v時，兩根繩的拉力恰好均為零，則小球在最高點速率為2v時，每根繩的拉力大小為（）A． B． C． D．3．“飛車走壁”雜技表演比較受青少年的喜愛，這項運動由雜技演員駕駛摩托車，沿表演臺的側(cè)壁做勻速圓周運動。簡化后的模型如圖所示，若表演時雜技演員和摩托車的總質(zhì)量不變，摩托車與側(cè)壁間沿側(cè)壁傾斜方向的摩擦力恰好為零，軌道平面離地面的高度為H，側(cè)壁傾斜角度α不變，摩托車做圓周運動的H越高，則（）A．運動的線速度越大 B．運動的向心加速度越大C．運動的向心力越大 D．對側(cè)壁的壓力越大4．如圖甲所示，質(zhì)量相等大小可忽略的a、b兩小球用不可伸長的等長輕質(zhì)細(xì)線懸掛起來，使小球a在豎直平面內(nèi)來回擺動，小球b在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，連接小球b的繩子與豎直方向的夾角和小球a擺動時繩子偏離豎直方向的最大夾角都為，運動過程中兩繩子拉力大小隨時間變化的關(guān)系如圖乙中c、d所示。則下列說法正確的是（）A．圖乙中直線d表示繩子對小球a的拉力大小隨時間變化的關(guān)系B．a(chǎn)球在最低點的速度大小跟b球速度大小相同C．的取值不是唯一的D．5．質(zhì)量為m的小球在半徑為R的光滑豎直圓環(huán)內(nèi)做圓周運動，重力加速度大小為g，不計空氣阻力。下列說法不正確的是（）A．小球經(jīng)過最高點的最小速度為B．小球經(jīng)過最低點的最小速度為C．圓環(huán)最低點和最高點對小球的壓力大小的差值為4mgD．圓環(huán)最低點和最高點對小球的壓力大小的差值為6mg6．一固定的水平細(xì)桿上套著一個質(zhì)量為m的圓環(huán)A（體積可以忽略）圓環(huán)通過一長度為L的輕繩連有一質(zhì)量也是m的小球B?，F(xiàn)讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，圓環(huán)與細(xì)桿之間的動摩擦因數(shù)為μ且始終沒有相對滑動。在此條件下，輕繩與豎直方向夾角的最大值是37°。（當(dāng)?shù)厍蛑亓铀俣葹間）則（）A．環(huán)對細(xì)桿的壓力等于B．環(huán)對細(xì)桿的壓力不可能大于C．小球做圓周運動的最大角速度為D．小球做圓周運動的最大角速度為7．如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定的角速度轉(zhuǎn)動，盤面與水平面的夾角為，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止，小物體的質(zhì)量為，小物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。則當(dāng)達(dá)最大值時，小物體運動到最高點時所受摩擦力的大小（取，，）（）A． B． C． D．8．如圖所示，在一水平圓盤上放一個小物體，現(xiàn)讓圓盤繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，小物體一直相對圓盤靜止。對于小物體隨圓盤勻速轉(zhuǎn)動時受力分析，下列正確的是（）A．重力和支持力 B．重力、支持力和靜摩擦力C．重力、支持力、靜摩擦力和動力 D．重力、支持力、靜摩擦力和向心力9．如圖所示，一個固定在豎直平面上的光滑圓形管道，管道里有一個直徑略小于管道內(nèi)徑的小球，小球在管道內(nèi)做圓周運動，下列說法中錯誤的是（）A．小球通過管道最低點時，小球?qū)艿赖膲毫ο蛳翨．小球通過管道最低點時，小球?qū)艿赖膲毫ο蛏螩．小球通過管道最高點時，小球?qū)艿赖膲毫赡芟蛏螪．小球通過管道最高點時，小球?qū)艿揽赡軣o壓力10．如圖所示，轉(zhuǎn)動軸垂直于光滑水平面，交點O的上方h（A點）處固定細(xì)繩的一端，細(xì)繩的另一端拴接一質(zhì)量為m的小球B，繩長l大于h，轉(zhuǎn)動軸帶動小球在光滑水平面上做圓周運動。當(dāng)轉(zhuǎn)動的角速度ω逐漸增大時，下列說法正確的是（）A．小球始終受三個力的作用B．細(xì)繩上的拉力始終保持不變C．要使球不離開水平面，角速度的最大值為D．若小球飛離了水平面，則角速度可能為11．汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎時，地面的摩擦力達(dá)到最大，當(dāng)汽車速率增為原來的2倍時，則汽車拐彎的半徑必須（）A．減為原來的倍 B．減為原來的倍C．增為原來的2倍 D．增為原來的4倍12．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個物體A和B，質(zhì)量都為m，它們分居圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為兩物體與盤間的動摩擦因數(shù)μ相同，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，下列說法正確的是（）A．此時細(xì)線張力為B．此時圓盤的角速度為C．此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓內(nèi)D．此時燒斷細(xì)線，A和B都將做離心運動13．甲、乙兩名溜冰運動員，質(zhì)量M甲=2M乙，面對面拉著彈簧秤繞空間某一點各自做圓周運動的溜冰表演，兩人的間距恒定，發(fā)現(xiàn)彈簧秤的示數(shù)始終恒定，如圖所示，下列判斷正確的是（）。A．甲和乙的線速度大小之比為1∶1B．甲和乙的線速度大小之比為2∶1C．甲和乙的線速度大小之比為1∶2D．甲和乙的線速度大小之比為1∶414．如圖所示，一小球質(zhì)量為m，用長為L的懸線固定在O點，在懸點O的正下方處有一顆釘子D?，F(xiàn)將懸線拉直后，使小球從A點靜止釋放，當(dāng)懸線碰到釘子后的瞬間，下列說法錯誤的是（）A．小球的線速度沒有變化B．小球的角速度突然增大到原來的2倍C．小球的向心加速度突然增大到原來的2倍D．懸線對小球的拉力突然增大到原來的2倍二、解答題15．如圖甲所示是某款名為“風(fēng)火輪”的玩具，其裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖乙虛線框內(nèi)所示。整個裝置放置于水平桌面上，小車（可視為質(zhì)點）從A點水平彈射出，沿直線軌道通過阻擋門（阻擋門的位置可在間調(diào)節(jié)）后經(jīng)回旋彎道的最低點B點選入豎真回旋彎道，再通過直線軌道從C點水平飛出，軌道各部分平滑連接，小車進(jìn)入得分區(qū)域則挑戰(zhàn)成功。已知A、B之間的距離，圓形回旋彎半徑，之間的距離，之間的高度差，水平距離．小車與直線軌道各部分之間的摩擦因數(shù)均為，其然阻為均忽略。小車質(zhì)量，經(jīng)過B點的速度與經(jīng)過彎道最高點的速度滿足關(guān)系。(1)若小車從C點飛出后恰好到達(dá)N點，求小車在C點的速度大??；(2)若小車恰好能夠過回旋彎道的最高點，通過計算分析小車能否進(jìn)入得分區(qū)域：(3)若小車經(jīng)過阻擋門前后瞬間的速度大小之此為，當(dāng)小車以的初速度彈出時，阻擋門距離A點多遠(yuǎn)距離時，小車能夠進(jìn)入得分區(qū)域。

16．質(zhì)量為800kg的小汽車在公路上行駛時對地面的壓力為多少？當(dāng)小汽車駛過一座半徑為50m的圓形拱橋，到達(dá)橋頂時的速度為5m/s，求此時汽車對橋的壓力多大？如果要求汽車到達(dá)橋頂時對橋的壓力為0，到達(dá)橋頂時的速度應(yīng)當(dāng)是多大？17．如圖所示為滑雪比賽的部分雪道，是傾角為的斜坡，是半徑為的圓弧，斜坡與圓弧在點相切，一位質(zhì)量為的滑雪者從高處平臺的點以一定初速度水平滑出，經(jīng)過時間，滑雪者剛好落在點，滑到圓弧最低點時，滑雪者的速度是在點滑出時速度的2倍，重力加速度為，，，滑板與雪道的動摩擦因數(shù)為，不計空氣阻力，求：（1）斜坡的長；（2）滑雪者在點滑出時的速度大小；（3）滑雪者運動到點時，滑板受到的摩擦力多大。18．如圖甲所示，一長L=1m的輕桿的一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上，另一端固定一質(zhì)量m=1kg的小球，小球隨輕桿繞轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)做線速度v=1m/s的勻速圓周運動，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。(1)小球運動到最高點時，求桿對球的作用力F1；(2)小球運動到水平位置A時，求桿對球的作用力大小F2；(3)若將輕桿換成輕繩，再將小球提至轉(zhuǎn)軸正上方的B點，此時繩剛好伸直且無張力，然后將球以水平