高中物理生活中的圓周運動練習題

高中物理生活中的圓周運動練習題

一、選擇題（本題共計10小題，每題3分，共計30分，）

I.在水平路面上安全轉彎的汽車，提供向心力的是0

A.重力和支持力的合力

B.汽車與路面間的側向靜摩擦力

C.重力和牽引力的合力

D.重力、支持力和牽引力的合力

2.關于離心運動，下列說法中正確的是（）

A.物體做離心運動時將沿半徑方向向外，遠離圓心

B.洗衣機脫水時利用衣服做離心運動將衣服甩干

C.在水平公路上轉彎的汽車速度過大，會因做離心運動而造成事故

D.物體做離心運動的原因，是物體受到的合外力大于所需的向心力

3.如圖所示為游樂場內(nèi)“空中飛椅”的示意圖，在半徑為r的水平轉盤的邊緣固定著兩條

鋼繩，鋼繩的另一端連接著座椅，轉盤在電動機帶動下可繞穿過其中心的豎直軸勻速

轉動.已知兩個座椅（含坐著的人）的質量分別為m1、m2,兩條鋼繩的長度分別為，i、

l2.不計鋼繩的重力及空氣的阻力.當轉盤以某一角速度3勻速轉動，系統(tǒng)達到穩(wěn)定時,

兩條鋼繩與豎直方向的夾角分別為a、色下列說法正確的是（）

C.右Uli=TH?.則a>￡

D.若mi>機2,。則a>6

4.質量分別為M和瓶的4B兩物塊放在水平轉盤上，用細線系于圓盤轉軸上的同一點,

細線均剛好拉直，細線與轉軸夾角。〉a,隨著圓盤轉動的角速度緩慢增大（）

A.4對圓盤的壓力先減為零

B.B對圓盤的壓力先減為零

C.4、B同時對圓盤的壓力減為零

D.由于4、B質量大小關系不確定，無法判斷哪個物塊對圓盤的壓力先減為零

5.一輛卡車在丘陵地區(qū)勻速行駛，地形如圖所示，將a、b、c、d四處附近的小段曲線

都近似視為小段圓弧.已知a處的半徑等于c處的半徑，d處的半徑小于b處的半徑.由

于輪胎太舊，途中可能爆胎，爆胎可能性最大的地段應是（）

C.c處D.d處

6.如圖所示，一同學（視為質點）表演蕩秋千.若當該同學蕩到秋千支架的正下方時,

每根繩子承受的拉力大小均為450M已知秋千的兩根繩長均為5加，該同學和秋千踏

板的總質量為60kg,繩的質量忽略不計，則該同學蕩到秋千支架的正下方時的速度大

小約為（）

A.5m/sB.10m/sC.12m/sD.15m/s

7.如圖所示，一根長為，的輕桿，一端固定一個小球，另一端連在光滑的水平轉軸上,

在最低點給小球一個瞬時初速度，使小球在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動，下列說法正

確的是（）

P

A.小球做勻速圓周運動

B.小球過最高點的最小速度為瘋

C.若小球在最高點的速度u＞疝，桿對小球的作用力方向向下

D.小球在最低點受到重力、彈力、向心力三個力的作用

8.如圖甲所示，輕桿一端固定在轉動軸。點，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平

面內(nèi)做半徑為R的圓周運動.小球運動到最高點時，受到的彈力為F,速度大小為巳

試卷第2頁，總21頁

其尸一小圖像如乙圖所示，則（）

A.小球的質量為空

a

B.當?shù)氐闹亓铀俣却笮?

C.v2=c時，小球對桿的彈力方向向下

D“2=2b時，小球受到的彈力與重力大小相等

9.一輕繩一端圈定為當?shù)男∏?，以另一?為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓

周運動，以下說法正確的是（）

A.小球過最高點時，繩所受的彈力不可能等于零

B.小球過最高點時的最小速率為J證

C.小球過最高點的速率可小于病

D.小球過最高點時，繩所受的彈力一定大于零

10.如圖所示，長為L的細繩，一端系一質量為小的小球，另一端固定于。點。當繩豎

直時小球靜止，再給小球一水平初速度以使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，并且剛好

能通過最高點。重力加速度為g,小球可視為質點。則下列說法中正確的是（）

A.小球通過最高點時繩對小球的拉力為mg

B.小球運動到圓心等高點時，繩對小球的拉力大于m?

C.小球在最高點時的角速度大小為g

D.小球在最高點時角速度大小為國

二、多選題（本題共計5小題，每題3分，共計15分，）

H.下列現(xiàn)象中，利用離心現(xiàn)象的是（）

A.用洗衣機脫水

B.汽車轉彎時要減速

C.用離心沉淀器分離物質

D.轉動雨傘，可以去除雨傘上的一些水

12.如圖所示裝置繞豎直軸勻速旋轉，有一緊貼內(nèi)壁的小物體，物體隨裝置一起在水

平面內(nèi)勻速轉動的過程中所受外力可能是()

A.重力B.重力、彈力

C.重力、摩擦力D.重力、彈力、靜摩擦力

13.如圖甲為某游樂園颶風飛椅游玩項目，圖乙為颶風飛椅結構簡圖，用兩根輕繩拉

著4、B兩個小球，在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，懸點相同，4運動的半徑比B的小,

4的質量比B大，不計空氣阻力，則()

甲乙

A.B運動的周期大B.4、B運動的周期相同

C.4對輕繩的拉力一定大D.4B對輕繩的拉力可能相等

14.圖甲、乙、丙、丁是圓周運動的一些基本模型，下列說法正確的有()

A.如圖甲，汽車通過拱橋的最高點處于超重狀態(tài)

B.如圖乙，兩個圓錐擺4和B處于同一水平面，兩圓錐擺的角速度大小相等

C.如圖丙，火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對火車輪緣會有擠壓作用

D.如圖丁，同一小球在固定的光滑圓錐筒內(nèi)的C和。位置先后做勻速圓周運動，兩位置

小球運動的周期相等

試卷第4頁，總21頁

15.如圖所示，長為R的輕桿，一端固定有一質量為m的小球，另一端連接在光滑轉軸

。上，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球在最高點時（）

'6

A.小球的最小速度V您加=yfgR

B.小球所需的向心力隨此時速度"增加而變大

C.桿對球的作用力隨此時的速度v增加而變大

D.桿對球的作用力方向可能與球的重力方向相反

三、填空題（本題共計5小題，每題3分，共計15分，）

16.一根長為L的輕繩，一端系一質量為小的小球，另一端固定在。點，小球在豎直平

面內(nèi)做圓周運動，則小球剛好能做圓周運動時，小球在最高點的速度是_______.

17.某全自動洗衣機技術參數(shù)如表，估算脫水筒脫水時衣服所具有的向心加速度

a=m/s2,是重力加速度g的倍,脫水筒能使衣服脫水是物理中的

現(xiàn)象.（g取10m/s2）

波輪洗衣機主要技術參數(shù)

電源:220V50Hz脫水方式：離心式

洗滌功率：330W洗滌轉速：40轉/分

脫水功率：280W脫水轉速：900轉/分

尺寸（長x寬x高）mm內(nèi)筒（直徑x深度）mm

500x530X900400X680

18.鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，已知內(nèi)外軌道平面與水平面的夾角為。如

圖所示，彎道處的圓弧半徑為R,當?shù)刂亓铀俣葹橐娰|量為M的火車以規(guī)定速度轉

彎時，應該是軌道給火車的支持力來提供火車轉彎所需的向心力，這個規(guī)定速度是

當火車的速度（填大于、小于或等于）這個規(guī)定速度時，火車對

外軌有向外的側向壓力.

19.汽車質量為您I凸形橋、凹形橋半徑均為窗胸，車速為為酗心,叭車與橋面間的

動摩擦因數(shù)為02車經(jīng)過凸形橋頂點時對橋面的壓力大小為N,所受摩擦力

大小為N；車經(jīng)過凹形橋頂點時對橋面的壓力大小為N,所受摩擦力

大小為N.

20.如圖所示，質量為m的小球固定在長度為R的輕桿一端，在豎直面內(nèi)繞桿的另一端

。做圓周運動，當小球運動到最高點時，瞬時速度為電加，則小球對桿的作用力為

（選填“拉力”或“壓力”）,大小等于O

四、解答題（本題共計5小題，每題10分，共計50分，）

21.觀察如圖所示的自行車，指出車上缺少什么裝置？該車在泥濘的道路上行駛，有

什么不便？

22.如圖所示，裝置BO，。可繞豎直軸。。轉動，可視為質點的小球4與兩細線連接后分

別系于8、C兩點，裝置靜止時細線4B水平，細線4C與豎直方向的夾角。=37。.已知

小球的質量M=1kg,細線4c長L=l?n,B點距轉軸的水平距離和距C點豎直距離相

等.（重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）

（1）若裝置勻速轉動的角速度為3i,細線AB上的張力為零而細線4C與豎直方向的夾

角仍為37。，求角速度期的大小;

（2）若裝置勻速轉動的角速度為32時，細線4B剛好豎直，且張力為零，求此時角速

度32的大小.

23.建造水上橋梁時，為了讓橋下能順利通行大型船只，橋孔下必須留有足夠的凈空高

度，這樣就必須把橋造得高一些.引橋就是橋和路之間的“過渡”，把路面逐漸抬高或

試卷第6頁，總21頁

逐漸降低，使車輛能平緩地上下橋面.現(xiàn)有一輛質量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑

為40m的拱橋.(g取10m/s2)

(1)汽車到達橋頂時速度為5m/s,求汽車對橋的壓力？

(2)汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時便恰好對橋沒有壓力？

(1)如圖甲所示，凸形拱橋半徑為R,汽車過橋時在頂端的最大速度是多少？

(2)如圖乙所示，長為R的輕繩一端系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，它在最高點

的最小速度是多少？

(3)如果圖乙為長為R的輕桿一端系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，它在最高點的

最小速度是多少？當小球在最高點速度％=2歷時，求桿對球的作用力；當小球在

最高點速度%歷時，求桿對球的作用力.

25.如圖所示，一長度為L的細線一端固定在。點，另一端拴一質量為小的小球，P為地

面上的一點，。、P兩點的連線與水平地面垂直，若小球恰好能在豎直平面內(nèi)繞。點做

完整的圓周運動，在小球做圓周運動的過程中，第一次在小球運動到最高點的瞬間剪

斷細線，第二次在小球運動到最低點的瞬間剪斷細線，兩次小球的落地點到P點的距離

相等，求。點距水平地面的高度八.

五、實驗探究題(本題共計1小題，共計15分，)

26.(15分)

某物理興趣小組利用電子秤探究小球在豎直面內(nèi)的圓周運動，他們到物理實驗室取來

電子秤，鐵架臺、輕質細線和小球等.

(1)將小球放在電子秤上，其示數(shù)為m,將小球用細線系在鐵架臺，懸掛點到球心的

距離為L,然后把鐵架臺放在電子秤上，小球靜止時，電子秤的示數(shù)為M；

(2)鐵架臺放在電子秤上，將小球拉起后由靜止釋放，釋放時細線處于水平伸直狀態(tài),

忽略空氣阻力，當小球運動到最低點時，電子秤的示數(shù)為，若測得小球在最

低點時的速度大小為火,則當?shù)氐闹亓铀俣却笮?

試卷第8頁，總21頁

參考答案與試題解析

高中物理生活中的圓周運動練習題

一、選擇題（本題共計10小題，每題3分，共計30分）

1.

【答案】

B

【考點】

水平面內(nèi)的圓周運動-摩擦力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

做圓周運動物體的向心力是由物體所受的力在指向圓心方向的分力來提供的；在水平

路面上安全轉彎的汽車，豎直方向受重力

和支持力是平衡的，則提供向心力的是汽車與路面間的側向靜摩擦力。

故選8。

2.

【答案】

C

【考點】

離心現(xiàn)象

【解析】

向心力是從力的作用效果命名的，由于始終指向圓心，故方向不斷變化，因為向心力

方向與線速度方向垂直，所以向心力作用只改變線速度方向，不改變線速度大小.

【解答】

解：力.當物體所受的指向圓心的合力小于所需要的向心力時，則產(chǎn)生離心現(xiàn)象，它將

沿速度方向遠離圓心，故4錯誤.

B.洗衣機脫水時利用離心運動將附著在衣服上的水分甩掉，水做離心運動，故B錯誤.

C.當汽車在轉彎時速度過快，汽車可能向彎道的外側飄移，從而發(fā)生交通事故，故C

正確.

。.物體做離心運動的原因，是物體受到的合外力小于所需的向心力，故。錯誤.

故選C.

3.

【答案】

D

【考點】

水平面內(nèi)的圓周運動-重力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：.根據(jù)向心力公式可得Tngtan。=m32（r+，sin。），。與質量無關，當人=，2時，

必有a=0,故4B錯誤；

。.對質量為巾2的座椅（含坐著的人）有gtan￡=a）2（r+，sin0）,若a=0,。>，2，

必有gtana<+\sina）,提供的向心力小于需要的向心力，應遠離圓心，所以

a>仇故D正確；

C.同理若A<12,必有a<生故C錯誤.

故選。,

4.

【答案】

C

【考點】

水平面內(nèi)的圓周運動-重力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：設懸點到圓盤盤面的距離為八,對4研究，當4對圓盤的壓力為零時，Mgtand=

M於"tan。，得到硒=/；同理可以得到B對圓盤的壓力減為零時，轉動的角速度

S2=&。項正確.

故選C.

5.

【答案】

D

【考點】

豎直面內(nèi)的圓周運動-彈力

【解析】

卡車勻速行駛，分別分析經(jīng)過圖中四點時，地面對輪胎作用力與重力的關系，地面對

輪胎的作用力最大，容易爆胎，比較地面作用力的大小，即可判斷爆胎的可能性最大

的位置.根據(jù)牛頓第二定律研究卡車經(jīng)過各點時與地面的作用力的大小關系.

【解答】

22

解：在坡頂:mg-FN解得:FN=mg可得:FN<mg；在坡谷：

22

FN-wg=解得：FN=巾9+小三,帆9，r越小，F(xiàn)N越大，則在d兩點比

a、c兩點容易爆胎，而d點半徑比b點小，貝3點最容易爆胎，故。正確，4BC錯誤.

故選：。.

6.

【答案】

A

【考點】

豎直面內(nèi)的圓周運動-彈力

【解析】

秋千蕩到最低點時，對秋千和同學整體進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列式求解即

可.

【解答】

解：當該同學在秋千架正下方時，根據(jù)牛頓第二定律有

FT-mg=m^（拉力與重力的合力提供向心力），

試卷第10頁，總21頁

其中FT=2x450N=900N,r=5m,m=60kg,g=ION/kg,

代入數(shù)據(jù)計算得到u=5m/s,故A正確.

故選：A.

7.

【答案】

C

【考點】

豎直面內(nèi)的圓周運動-輕桿模型

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：力.從最低點到最高點的過程中，重力做負功，小球速度減小，故小球不能做勻速

圓周運動，故4錯誤；

B.小球能在豎直面內(nèi)做圓周運動，且輕質桿與小球連接，所以過最高點的最小速度為

0.故B錯誤；

C.若在最高點時，桿對小球沒有作用力，則由牛頓第二定律知：mg=m中,解得

V=y[gi,所以當V>疝時，桿對小球的作用力是拉力，因此桿對小球的作用力方向

向下，故C正確；

D,向心力是效果力，不能說受到向心力作用，小球在最低點只受重力和彈力兩個力

作用，故。錯誤.

故選：C.

8.

【答案】

D

【考點】

豎直面內(nèi)的圓周運動-輕桿模型

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：AB.由題圖乙可知，當戶=b時，桿對球的彈力恰好為零，此時只受重力，重力

提供向心力，mg=my=m^,即重力加速度g=g,當病=0時，向心力為零，桿

對球的彈力恰好與球的重力等大反向，F(xiàn)^=mg=a,即小球的質量爪=:竽，故

AB錯誤；

C.根據(jù)圓周運動的規(guī)律，當/=匕時桿對球的彈力為零，當/vb時，mg-F^=

桿對球的彈力方向向上，當蘇〉b時，mg+尸彈=桿對球的彈力方向向

下，v2=c>b,桿對小球的彈力方向向下，根據(jù)牛頓第三定律，小球對桿的彈力方

向向上，故C錯誤；

2bb2b

。.當/=2b時，mg+F^=m—=m—,又g==m—~mg=mg,故。正

確.

故選D.

9.

【答案】

B

【考點】

向心力

豎直面內(nèi)的圓周運動-輕繩模型

單擺周期公式

【解析】

對于繩球模型，到達最高點的速度不能為零，重力提供向心力，利用向心力公式求解

即可；而對于球桿模型，小球在最高點的速度可以為零。

【解答】

4當小球恰好經(jīng)過最高點的時候，只有重力提供向心力，此時球對繩沒有作用力，A

選項錯誤.

BC當小球恰好經(jīng)過最高點的時候，只有重力提供向心力，對小球進行受力分析，利用

向心力公式求解此時的速度，求得最小速度為阿，所以B選項正確，C選項錯誤；

D、當小球恰好經(jīng)過最高點的時候，只有重力提供向心力，此時球對繩沒有作用力，D

選項錯誤.

故選：B.

10.

【答案】

C

【考點】

向心力

牛頓第二定律的概念

豎直面內(nèi)的圓周運動-輕繩模型

【解析】

利用重力提供向心力結合線速度和角速度的關系可以求出角速度大?。焕门ｎD第二

定律可以判別拉力的大?。恍∏蚯『眠^最高點時拉力的大小等于0.

【解答】

ACD.細繩拉著小球恰好通過最高點，此時繩對小球的拉力剛好為0,靠重力提供向心

力即mg=萼

得最高點的速度為%=y[gL

由公式u=得最高點角速度為3=?=華=g

4。不符合題意，C符合題意；

B.圓心等高點由牛頓第二定律得7=巾號

由于小球從最低點到圓心等高點速度咸小，則小球運動到圓心等高點時，繩對小球的

拉力小于他藍，8不符合題意.

故答案為：C.

試卷第12頁，總21頁

二、多選題（本題共計5小題，每題3分，共計15分）

II.

【答案】

A,C,D

【考點】

離心現(xiàn)象

【解析】

用洗衣機脫水、用離心沉淀器分離物質、轉動雨傘，可以去除雨傘上的一些水都是利

用了離心現(xiàn)象；汽車轉彎時要減速是要防止離心現(xiàn)象。

【解答】

4、用洗衣機脫水，是利用了離心現(xiàn)象，故A正確；

8、汽車轉彎時要感速，是防止離心現(xiàn)象，故B錯誤；

C、用離心沉淀器分離物質，是利用了離心現(xiàn)象，故C正確；

0、轉動雨傘，可以去除雨傘上的一些水，是利用了離心現(xiàn)象，故。正確；

12.

【答案】

B,D

【考點】

水平面內(nèi)的圓周運動-摩擦力

【解析】

緊貼內(nèi)壁的小物體隨裝置一起在水平面內(nèi)勻速轉動，靠合力提供向心力，根據(jù)角速度

的大小判斷其受力的情況.

【解答】

解：當角速度滿足一定值時，物體可能靠重力和支持力兩個力的合力提供向心力，所

以物體可能受重力和彈力，故B正確；

當角速度不滿足一定值時，物體可能受重力、彈力還有靜摩擦力，故。正確.

故選：BD.

13.

【答案】

B,D

【考點】

水平面內(nèi)的圓周運動-重力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：對其中一個小球受力分析，如圖所示，小球受重力、輕繩的拉力，由于小球做勻

速圓周運動，故合力提供向心力，mgtand=m^-r,解得T=2rr匚==

IAIgiantf

2兀息I=2兀/，與角度無關，又/i相同，故周期相同，選項4錯誤，B正確；

豎直方向受力平衡，得FyCosOumg,即由于叫4＞機8，%＞或，故人、B

對輕繩的拉力可能相等，選項C錯誤，。正確.

故選BD.

14.

【答案】

B,C

【考點】

豎直面內(nèi)的圓周運動-彈力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

a.汽車過拱橋時，在最高點支持力小于重力，處于失重狀態(tài)，a錯誤；

B.圖乙中，4和B到是點的高度相同，設為八，則

mgtand=ma)2

即

g=a)2h

故3相同，8正確；

C.圖丙中，火車轉彎時超過規(guī)定的速度，則外軌對火車輪緣有擠壓作用，C正確；

D.小球在C、。位置向心力相同，半徑不同，由

F=m停)

可知，T不相同，D錯誤。

故選BC.

15.

【答案】

B,D

【考點】

豎直面內(nèi)的圓周運動-輕桿模型

【解析】

在最高點和最低點合外力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式列式求解，注

意桿子的作用力可以向上，也可以向下.

【解答】

解：4.由于桿可以產(chǎn)生支持力，故桿模型中最高點的合力最小可以為零，則小球的最

小速度"最〃、=0,故4錯誤；

B.根據(jù)牛頓第二定律：4知小球所需的向心力隨此時速度"增加而變大，故

B正確；

22

C.合力提供向心力，F(xiàn)+mg=F=-mg+m-,當"J證時，桿對球的作

用力隨此時的速度"增加而變小，故C錯誤；

試卷第14頁，總21頁

2___

D.F=-mg+m^,當u<J證時，桿對球的作用力方向與球的重力方向相反，故。

正確.

故選：BD.

三、填空題(本題共計5小題，每題3分，共計15分)

16.

【答案】

【答龍1商

【考點】

向心力

機械能守恒的判斷

豎直面內(nèi)的圓周運動-輕繩模型

【解析】

小球剛好通過最高點時，繩子的拉力恰好為零，有：7ng=m?,解得：y=屈

【解答】

此題暫無解答

17.

【答案】

1775,177.5,離，D

【考點】

離心現(xiàn)象

向心加速度

【解析】

衣服隨脫水桶一起做勻速圓周運動，靠合力提供向心力，在水平方向上的合力提供向

心力，豎直方向合力為零.根據(jù)牛頓第二定律進行分析.

【解答】

解：衣服做勻速圓周運動，合力指向圓心，對衣服受力分析，受重力、向上的靜摩擦

力、指向圓心的支持力，如圖.

脫水時的角速度：3=2m=2兀x罷=307rran/s

60

根據(jù)牛頓第二定律得：ma=mra)2

所以：a=a)2-r=(30/)X士。。；。—=1775m/s2

ljllJ-=—=177.5

gio

脫水筒能使衣服脫水是利用衣服對誰的吸附力遠小于水做圓周運動的向心力來進行脫

水，屬于物理中的離心現(xiàn)象.

故答案為：1775,177.5,離心.

18.

【答案】

JgRtan/大于

【考點】

水平面內(nèi)的圓周運動-重力

【解析】

對火車進行受力分析，結合你第二定律即可求出火車轉彎時的速度；結合向心力的來

源，分析對哪一側產(chǎn)生壓力.

【解答】

解：火車拐彎時，既不與外軌擠壓也不與內(nèi)軌擠壓時，火車的受力如圖所示,

mg

支持力與重力的合力恰能提供所需要的向心力，則有：

mgtand=,

則可得規(guī)定速度大小為：

v=JgRtanR,

當火車對外軌有向外的擠壓，說明重力與支持力的合不足以提供此時火車拐彎所需要

的向心力，所以應該是火車的速度大于規(guī)定速度.

19.

【答案】

16000,3200,24000,4800

【考點】

豎直面內(nèi)的圓周運動-彈力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

試卷第16頁，總21頁

[1][2].經(jīng)過凸形橋面時：

V2

mg-F=m—

3K

解得

v2102

F=mg-m—=20000(10--)N=16000/V

3R50

所受摩擦力大小為

h=再=0.2x16000/V=32000

[3][4],經(jīng)過凹形橋面時：

V2

Fs+2.mg=m—

K

解得

v2102

F3=mg+m—=20000(10+-^-)N=240000

所受摩擦力大小為

0=出=0.2x40000/V=4800/V

20.

【答案】

拉力(mg

【考點】

向心力

牛頓第二定律的概念

豎直面內(nèi)的圓周運動-輕桿模型

【解析】

利用牛頓第二定律結合合力提供向心力可以求出桿對小球作用力的大??；利用牛頓第

三定律可以求出桿受到的拉力大小.

【解答】

設此時桿對小球的作用力為拉力，則有T+mg=m^-

解得7=+詈

正號說明力的方向與假設相同，即球受到的力為桿向上的拉力，根據(jù)牛頓第三定律可

知，桿受到向下的詈拉力.

四、解答題(本題共計5小題，每題10分，共計50分)

21.

【答案】

車上缺少擋泥板裝置，車在泥濘的道路上行駛，有泥水被甩到人身上.

【考點】

離心現(xiàn)象

【解析】

根據(jù)題意，結合離心現(xiàn)象的原理，去分析車在泥濘的道路上行駛會發(fā)生的現(xiàn)象.

【解答】

解：車上缺少擋泥板裝置，若沒有擋泥板，當車在泥濘的道路上行駛，泥水粘著車輪,

做圓周運動，而提供的向心力不足夠需要的向心力，從而出現(xiàn)離心現(xiàn)象，則泥水被甩

到人身上.

22.

【答案】

(1)角速度31的大小為當rad/s；

(2)角速度M的大小為竽“d/s.

【考點】

水平面內(nèi)的圓周運動-重力

【解析】

(1)當細線AB張力為零時，小球受重力和4c繩的拉力，靠兩個力的合力提供向心力,

根據(jù)小球轉動的半徑，結合牛頓第二定律求出角速度』的大小.

(2)細線48恰好豎直，但張力為零時，由幾何關系求出4c繩與豎直方向的夾角，根

據(jù)牛頓第二定律求出角速度32的大小.

【解答】

解：⑴細線4B上張力恰為零時有：？ngtan37°=M3=sin37。，

解得：磯==^rad/s.

(2)細線AB恰好豎直，但張力為零時，

由幾何關系得：cos。'=|,

則有：9'=53°,

mgtan0,=nuo弘sin。'，

解得：0)2=竽rad/s.

23.

【答案】

(1)汽車對橋的壓力為7500N,方向豎直向下.

(2)汽車以20rn/s的速度經(jīng)過橋頂時便恰好對橋沒有壓力.

【考點】

豎直面內(nèi)的圓周運動-彈力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：(1)汽車經(jīng)過橋頂時，受力分析如圖：

”2

重力和支持力的合力提供向心力，則：mg—N=mg,

K

試卷第18頁，總21頁

代入相關數(shù)據(jù)解得：N=7500/V,

由牛頓第三定律，汽車對橋的壓力為：N'=N=7500N,方向豎直向下.

(2)汽車對橋沒有壓力時，汽車只受重力，重力提供向心力，則有：7ng=m/

解得“=yfgR=V10x40m/s=20m/s.

24.

【答案】

(1)汽車過橋時在頂端的最大速度是歷；

(2)它在最高點的最小速度是鬧；

(3)它在最高點的最小速度是0；

當小球在最高點速度%=2J而時，桿對球的作用力為3mg；

當小球在最高點速度。2時，桿對球的作用力為等