生活中的圓周運(yùn)動(dòng)同步練習(xí)-2022年【新教材】人教版高中物理必修

生活中的圓周運(yùn)動(dòng)一、單選題1．關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是（）A．物體一直不受外力作用時(shí)，可能做離心運(yùn)動(dòng)B．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在外界提供的向心力突然變大時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，只要受離心力作用便做離心運(yùn)動(dòng)D．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng)2．如圖，質(zhì)量為M的物體P內(nèi)有光滑圓形軌道，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小滑塊沿該圓形軌道在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。A、C點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，B、D點(diǎn)是與圓心O同一水平線上的點(diǎn)。小滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體P在地面上靜止不動(dòng)，則物體P對(duì)地面的壓力FN和地面對(duì)物體P的摩擦力有關(guān)說法正確的是（重力加速度為g）（）A．小滑塊在A點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)N>Mg，地面對(duì)物體P無摩擦力B．小滑塊在B點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)N=Mg，摩擦力方向向左C．小滑塊在C點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)N>（M＋m）g，地面與物體P之間無摩擦D．小滑塊在D點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)N=(M＋m）g，摩擦力方向向左3．如圖所示，一豎直圓盤上固定著一個(gè)質(zhì)量為的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），小球與圓盤圓心O的距離為5cm。現(xiàn)使圓盤繞過圓心O的水平軸以10rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，重力加速度g取10m/s2，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正上方時(shí)圓盤對(duì)小球的作用力為F1，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方時(shí)圓盤對(duì)小球的作用力為F2，則（）A．F1=1NF2=3N B．F1=2NF2=4NC．F1=2NF2=3N D．F1=1NF2=4N4．如圖所示，一長為L的輕質(zhì)細(xì)桿一端與質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）相連，另一端可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)使輕桿在同一豎直面內(nèi)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)得小球的向心加速度大小為2g（g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋铝姓f法正確的是（）A．小球的線速度大小為B．小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，輕桿對(duì)小球作用力向上C．桿在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，輕桿對(duì)小球作用力的最大值為2mgD．當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)，輕桿對(duì)小球作用力方向指向圓心O5．洗衣機(jī)的甩干桶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一衣物附在筒壁上，下列不正確的是（）A．筒壁對(duì)衣物的摩擦力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大B．筒壁對(duì)衣服的彈力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大C．衣服隨筒壁做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由所受的合力提供D．衣服受到重力、筒壁的彈力、摩擦力6．在高速公路的拐彎處，路面外高內(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)要高一些。已知某拐彎路段是半徑為的水平圓弧，路面與水平面夾角為，重力加速度為。要使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，則車速的大小為（）A． B．C． D．7．如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力，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，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EPa做離心運(yùn)動(dòng)B．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)C．若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動(dòng)D．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPc做離心運(yùn)動(dòng)8．如圖所示，地球可以看成一個(gè)巨大的拱形橋，橋面半徑R=6400km，地面上行駛的汽車中駕駛員的重力G=800N，在汽車不離開地面的前提下，下列分析中正確的是（）A．汽車的速度越大，則汽車對(duì)地面的壓力也越大B．不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都等于800NC．只要汽車行駛，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都小于他自身的重力D．如果某時(shí)刻速度增大到使汽車對(duì)地面壓力為零，則此時(shí)駕駛員會(huì)有超重的感覺二、多選題9．如圖所示，長為L的細(xì)繩的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一個(gè)小球，在O點(diǎn)的正下方釘一個(gè)光滑的釘子A，小球開始時(shí)θ的位置擺下，當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬間（瞬時(shí)速度不變）設(shè)細(xì)線沒有斷裂，則細(xì)繩碰到釘子前后，下列說法正確的是（）A．繩對(duì)小球的拉力之比為1：2B．小球所受合外力之比為1：2C．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為2：3D．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為1：210．如圖所示，一根細(xì)線下端拴一個(gè)金屬小球A，細(xì)線的上端固定在金屬塊B上，B放在帶小孔的水平桌面上，小球A在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)使小球A改到一個(gè)更低一些的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（圖上未畫出），金屬塊B在桌面上始終保持靜止。后一種情況與原來相比較，下面的判斷中正確的是（）A．金屬塊B受到桌面的靜摩擦力變大B．金屬塊B受到桌面的支持力不變C．小球A運(yùn)動(dòng)的線速度減小D．小球A運(yùn)動(dòng)的向心加速度減小11．如圖所示，某種型號(hào)洗衣機(jī)的脫水筒在旋轉(zhuǎn)時(shí)，衣服附在筒壁上隨著脫水筒一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A．衣服受重力，筒壁的彈力、摩擦力，離心力的作用B．衣服受重力，筒壁的彈力、摩擦力，向心力的作用C．衣服隨筒壁做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由筒壁的彈力提供D．筒壁對(duì)衣服的彈力隨著衣服含水量的減少而減小12．公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶。如圖，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)。則在該彎道處（）A．路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低B．車速只要低于v0，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)C．車速雖然高于v0，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)D．當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，v0的值變小三、解答題13．如圖所示；輕杄長3L，在桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和B，光滑水平轉(zhuǎn)軸穿過桿上距球A為L處的O點(diǎn)，外界給系統(tǒng)一定能量后，桿和球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，球B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球B恰好無作用力。忽略空氣阻力，重力加速度為g。則球B在最高點(diǎn)時(shí)，求：（1）A、B兩球的線速度大小vA、vB；（2）水平轉(zhuǎn)軸對(duì)桿的作用力F。14．在云南省某些地方到現(xiàn)在還要依靠滑鐵索過江，如圖甲所示。若把滑鐵索過江簡(jiǎn)化成如圖乙所示的模型，鐵索的兩個(gè)固定點(diǎn)A、B在同一水平面內(nèi)，A、B間的距離為L=160m，鐵索的最低點(diǎn)離AB間的垂直距離為H=20m，鐵索可以看作是一段圓弧，已知一質(zhì)量m=的人借助輕質(zhì)滑輪滑到最低點(diǎn)的速度為20m/s，重力加速度g取10m/s2。求:（1）鐵索對(duì)應(yīng)的半徑大??；（2）人滑到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)鐵索的壓力。

15．如圖所示，一光滑的半徑為R的半圓形軌道放在水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道，然后小球恰好到達(dá)B點(diǎn)，求：（1）小球在B點(diǎn)的速度多大；（2）小球運(yùn)動(dòng)的水平位移多大；（3）小球落地的速度。參考答案1．DA．物體一直不受外力作用時(shí)，可能做自由落體運(yùn)動(dòng)或拋體運(yùn)動(dòng)，不是離心運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在外界提供的向心力突然變大時(shí)，合力大于所需向心力，做向心運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；CD．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，只有當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時(shí)才會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤，D正確。2．CA．小滑塊在A點(diǎn)時(shí)，滿足P對(duì)滑塊有向下的壓力F1，即P受到向上的支持力，大小等于F1，故FN<Mg地面對(duì)物體P無摩擦力，A錯(cuò)誤；BD．小滑塊在B點(diǎn)時(shí)，滿足滑塊受到向右的支持力，P受到向左的壓力，對(duì)P由平衡條件可知FN=Mg摩擦力向右，同理，小滑塊在D點(diǎn)時(shí)FN=Mg摩擦力向左，BD錯(cuò)誤；C．小滑塊在C點(diǎn)時(shí)，滿足滑塊受到向上的支持力，P受到向下的壓力，故FN>(M＋m)g地面與物體P之間無摩擦，C正確。3．A小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)，重力和所需的向心力方向均向下，故F1一定在豎直方向，由牛頓第二定律可得解得，即大小為1N，方向豎直向上，在最低點(diǎn)，重力方向豎直向下，所需向心力豎直向上，故F2一定豎直向上，由牛頓第二定律可得解得，A正確。4．AA．根據(jù)向心加速度公式得解得選項(xiàng)A正確；B．小球在最高點(diǎn)的加速度為a=2g，設(shè)輕桿對(duì)小球作用力F向上，根據(jù)牛頓第二定律有mg-F=ma解得F=-mg所以輕桿對(duì)小球作用力F向下，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．在最低點(diǎn)輕桿對(duì)小球的作用力最大，即F-mg=m×2g解得F=3mg選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)，桿子和重力的合力指向圓心，重力方向豎直向下，若輕桿對(duì)小球的作用力方向指向圓心O，則合力不能指向圓心，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5．AABD．衣物受到重力、筒壁的彈力和摩擦力的作用，靠彈力提供向心力，在豎直方向上，衣服所受的重力和摩擦力平衡，所以摩擦力不變，因彈力提供向心力，由F=mω2r知，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大，向心力增大，則彈力F增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B、D正確；C．衣服做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力是由所受的合力提供，選項(xiàng)C正確。6．B要使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，則重力和支持力的合力充當(dāng)向心力，即解得故選B。7．AA．若拉力突然消失，根據(jù)慣性，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)，A正確；BD．若拉力突然變小，小球?qū)⒆霭霃皆龃蟮那€運(yùn)動(dòng)，所以可能軌跡為Pb，BD錯(cuò)誤；C．若拉力突然變大，小球?qū)⒆霭霃綔p小的曲線運(yùn)動(dòng)，小球?qū)⒖赡苎剀壽EPc做向心運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤。8．CA．在汽車不離開地面的前提下，有再由牛頓第三定律可知，汽車的速度越大，汽車對(duì)地面的壓力就越小，故A錯(cuò)誤；BC．以駕駛員為分析對(duì)象，則有再由牛頓第三定律可知，只要汽車行駛，駕駛員對(duì)座椅的壓力大小都小于他自身的重力，故B錯(cuò)誤、C正確；D．如果某時(shí)刻速度增大到使汽車對(duì)地面壓力為零，則此時(shí)駕駛員對(duì)座椅的壓力也為零，駕駛員會(huì)有失重的感覺，故D錯(cuò)誤。9．BDC．細(xì)繩碰到釘子前后瞬間，線速度v不會(huì)發(fā)生突變，故小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為1：1，C錯(cuò)誤；D．由可知，角速度與半徑成反比，半徑為2：1，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為1：2，D正確；B．合外力作為向心力故小球所受合外力之比為1：2，B正確；A．向心力由拉力及重力的合力提供，可得故繩對(duì)小球的拉力之比不會(huì)是1：2，A錯(cuò)誤。10．BCDAD．設(shè)A、B質(zhì)量分別為m、M，A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為a，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，對(duì)B研究B受到的靜摩擦力對(duì)A有計(jì)算得出小球A改到一個(gè)更低一些的水平面上，則θ變小，a減小，則靜摩擦力大小變小，故A錯(cuò)誤，D正確；B．以整體為研究對(duì)象知，B受到桌面的支持力大小不變，應(yīng)等于，故B正確；C．設(shè)細(xì)線長為l，則所以有θ變小，v變小，故C正確。11．CDABC．衣服受重力，筒壁的彈力和摩擦力，筒壁的彈力提供向心力，A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)公式質(zhì)量減小，筒壁對(duì)衣服的彈力減小。D正確。12．ACA．路面應(yīng)建成外高內(nèi)低，此時(shí)重力和支持力的合力指向內(nèi)側(cè)，可以提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，A正確；B．車速低于v0，所需的向心力減小，此時(shí)可以產(chǎn)生指向外側(cè)的摩擦力，減小提供的力，車輛不會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)車速為v0時(shí)，靜摩擦力為零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0時(shí)，摩擦力指向內(nèi)側(cè)，只要速度不超過最高限度，車輛不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)，C正確；D．當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，由于支持力和重力不變，故v0不變，D錯(cuò)誤。13．(1)由于球B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球B恰好無作用力，則有解得，由于A、B角速度相等，則它們的線速度大小與半徑成正比，則A此時(shí)