《生活中的圓周運動》同步練習(xí)1VIP

學(xué)而優(yōu)·教有方學(xué)而優(yōu)·教有方PAGE6PAGE16.4生活中的圓周運動同步測試（含答案）一、單選題1．一汽車通過半徑為R=10m的拱形橋頂點，如果要使汽車在橋頂對橋面有壓力，取g=10m/s2，則汽車的最大速度不能超過（）A．5m/s B．10m/s C．15m/s D．20m/s2．2021年3月24日，江油中學(xué)高一同學(xué)參加了九皇山游學(xué)研活動。同學(xué)們乘坐景區(qū)的觀光車以恒定的速率經(jīng)過了許多外高內(nèi)低的盤山公路，最終到達了西羌酒店外的平壩。下列說法正確的是（）A．觀光車轉(zhuǎn)彎時受到了重力、支持力、摩擦力和向心力的作用B．觀光車以較大速度轉(zhuǎn)彎時，僅由摩擦力提供所需要的向心力C．觀光車以較大速度轉(zhuǎn)彎時，由重力和支持力的合力提供所需要的向心力D．盤山公路修建得外高內(nèi)低是為了避免觀光車向外側(cè)滑3．某拱橋可以看成是一段圓弧，當(dāng)汽車以的速度通過橋頂時，對橋頂?shù)膲毫檐囍氐谋?，要使汽車對橋頂恰好沒有壓力，汽車的速度應(yīng)為（）（）A． B． C． D．4．如圖所示為模擬過山車的實驗裝置，小球從左側(cè)的最高點釋放后能夠通過豎直圓軌道而到達右側(cè)。若豎直圓軌道的半徑為R，重力加速度為g，要使小球能順利通過豎直圓軌道，則小球通過豎直圓軌道的最高點時的角速度最小為（）A． B．2 C． D．5．汽車行駛在半徑為50m的圓形水平跑道上，速度為10m/s。已知汽車的質(zhì)量為100kg汽車與地面的最大靜摩擦力為車重的0.8倍（g=10m/s2），要使汽車不打滑，則其速度最大不能超過（）A．25m/s B．10m/s C．8m/s D．20m/s6．如圖所示，物體放在圓臺上，圓臺繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，物體相對圓臺靜止。下列說法正確的是（）A．物體受到四個力的作用B．物體所受摩擦力的方向與速度方向相反C．物體所受的合力是恒力D．當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，物體可能做離心運動7．關(guān)于離心運動，下列說法中正確的是（）A．物體一直不受外力作用時，可能做離心運動B．在外界提供的向心力突然變大時，原來做勻速圓周運動的物體將做離心運動C．只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化，原來做勻速圓周運動的物體就將做離心運動D．當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時，原來做勻速圓周運動的物體將做離心運動8．如圖所示，當(dāng)汽車以一定的速度過拱形橋和凹形路面時，下列說法正確的是（）A．圖甲中汽車對橋面的壓力大于車的重力B．圖乙中汽車對路面的壓力小于車的重力C．圖甲中汽車的速度越大、汽車對橋面的壓力越大D．圖乙中汽車的速度越大，汽車對路面的壓力越大9．如圖所示，一質(zhì)量為m的同學(xué)坐在秋千上擺動到最高點時，重力加速度大小為g，則該時刻（）A．該同學(xué)受重力、拉力、向心力B．該同學(xué)速度為零，所受合力也為零C．秋千對該同學(xué)的作用力大于mgD．秋千對該同學(xué)的作用力小于mg10．如圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動。當(dāng)小球以速度v運動到圓形管道的最高點時，小球與軌道之間恰好沒有作用力。已知ab為通過圓心的一條水平線，小球直徑略小于管道。則下列說法中正確的是（）A．小球不能以小于v的速度通過最高點B．當(dāng)小球以大于v的速度通過最高點時，內(nèi)側(cè)管壁對小球有作用力C．小球在ab以下的管道中運動時，內(nèi)側(cè)管壁對小球一定沒有作用力D．小球在ab以下的管道中運動時，外側(cè)管壁對小球可能沒有作用力11．某游樂場中的“過山車”有兩個半徑分別為、的圓形軌道，固定在豎直平面內(nèi)，如圖所示，某游客乘坐的小車從傾斜軌道上滑下，連續(xù)經(jīng)過兩圓形軌道的最高點、時速度大小分別為、，若在這兩點，小車對軌道的壓力都為零，則為（）A． B． C． D．12．?dāng)[式列車是集電腦、自動控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車，當(dāng)它轉(zhuǎn)彎時，在電腦控制下，車廂會自動傾斜，產(chǎn)生轉(zhuǎn)彎需要的向心力；行駛在直線上時，車廂又恢復(fù)原狀。擺式車體的先進性在于無需對線路等設(shè)施進行較大的改造，就可以實現(xiàn)高速行車。假設(shè)有一擺式高速列車在水平面內(nèi)行駛，以216km/h的速度拐彎，拐彎半徑為1.2km，為了避免車廂內(nèi)的物件、行李側(cè)滑和站著的乘客失去平衡而跌倒，在拐彎過程中車廂自動傾斜，車廂底部與水平面的傾角的正切約為（重力加速度）（）A．0.1 B．0.2 C．0.3 D．0.4二、解答題13．如圖所示，半徑R=0.4m，內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，兩個質(zhì)量均為m=1kg的小球A、B以不同速率進入管內(nèi)，并通過最高點C后沿水平方向拋出。A通過最高點C時的速度v1=4m/s，，B通過最高點C時的速度大小v2=1m/s，求：（1）A從C點拋出到落地所用的時間；（2）求A、B兩球落地點間的距離；（3）A、B通過C點時對管壁的壓力各是多大？對上管壁還是下管壁？14．一輛質(zhì)量m=2.0×103kg的小轎車，駛過半徑R=160m的一段圓弧形橋面，重力加速度g=10m/s2。求：（1）若橋面為凸形，汽車以20m/s的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是多大？（2）汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時，對橋面剛好沒有壓力？15．如圖所示，一輕繩上端固定，下端拴著一個質(zhì)量為的小球（可視為質(zhì)點），小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，已知繩長為，繩子與豎直方向的夾角為，重力加速度為.求：（1）繩子對小球拉力的大??；（2）小球做圓周運動角速度的大小。16．如圖所示，一根長的不可伸長輕繩，一端固定在天花板的點，另一端系一質(zhì)量為的小球?，F(xiàn)將輕繩拉直至水平位置，小球由點靜止釋放，小球運動到最低點點時，輕繩剛好被拉斷。點下方有一傾角為的足夠長的斜面，小球恰好垂直打在斜面上點。（，，）求：（1）輕繩被拉斷前瞬間的拉力大??？（2）小球從點運動到斜面點的時間？三、填空題17．判斷下列說法的正誤。（1）做勻速圓周運動的物體的向心力是恒力。（____）（2）向心力和重力、彈力一樣，都是根據(jù)力的性質(zhì)命名的。（____）（3）向心力可以是物體受到的某一個力，也可以是物體受到的合力。（____）（4）變速圓周運動的向心力并不指向圓心。（____）18．長1m的輕桿，一端連著質(zhì)量0.5kg的小球，另一端繞過O點的水平固定軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。當(dāng)小球以2m/s的速率通過最高點時，受到輕桿的作用力為大小為____N，是______（選填“拉力”或“支持力”）。g=10m/s2。19．如圖所示，用一根結(jié)實的細(xì)繩，一端拴一個小物體。在光滑桌面上掄動細(xì)繩，使小物體做圓周運動，體驗手對做圓周運動的物體的拉力。僅減小旋轉(zhuǎn)的速度，拉力______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；角速度不變的前提下，僅增大旋轉(zhuǎn)半徑，拉力______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；松手后的短時間內(nèi)，物體的運動將_______（選填“靠近圓心”、“遠離圓心”或“沿原軌跡”）。20．如圖a完整的質(zhì)量分布均勻的圓盤形飛輪與電動機總質(zhì)量為M，之后由于在一次操作中不慎將飛輪上距離軸心r處削去一小塊質(zhì)量為m的小金屬塊如圖b，若使飛輪繼續(xù)按照額定角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，缺口所在處的向心加速度a向=__________當(dāng)缺口轉(zhuǎn)至軸心正上方時求該裝置對地面的壓力大小為__________。學(xué)而優(yōu)·教有方學(xué)而優(yōu)·教有方PAGE12PAGE13參考答案1．B【詳解】汽車在橋頂時對橋面恰好無壓力時，由重力作為向心力，可得解得要使汽車在橋頂對橋面有壓力，最大速度不能超過10m/s，B正確。故選B。2．D【詳解】觀光車轉(zhuǎn)彎時受到了重力、支持力、摩擦力的作用，觀光車以較大速度轉(zhuǎn)彎時，由重力和支持力和摩檫力的合力提供所需要的向心力，盤山公路修建得外高內(nèi)低是為了避免觀光車向外側(cè)滑。故選D。3．B【詳解】當(dāng)汽車以的速度通過橋頂時，則要使汽車對橋頂恰好沒有壓力則解得故選B。4．C【詳解】小球能通過豎直圓軌道的最高點的臨界狀態(tài)為重力提供向心力，即mg＝mω2R解得ω＝選項C正確,ABD錯誤。故選C。5．D【詳解】汽車做圓周運動的向心力由車與地面的之間靜摩擦力提供；隨車速的增加，需要的向心力增大，靜摩擦力隨著一直增大到最大值為止，由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得vm=20m/s故選D。6．D【詳解】A．物體相對圓臺靜止一起轉(zhuǎn)動，則物體受到自身重力，圓臺的支持力、靜摩擦力三個力的作用，故A錯誤；B．物體所受摩擦力提供物體隨圓臺一起轉(zhuǎn)動所需的向心力，其方向總是指向圓心，與速度方向垂直，故B錯誤；C．物體隨圓臺一起做勻速圓周運動，根據(jù)勻速圓周運動的特點可知，物體所受的合力大小不變，方向總是指向圓心，所以是變力，故C錯誤；D．當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時，若物體所受的最大靜摩擦力不足以提供物體隨圓臺一起做勻速圓周運動所需向心力時，物體將做離心運動，故D正確。故選D。7．D【詳解】做勻速圓周運動的物體，當(dāng)外界提供的向心力不足以提供物體做勻速圓周運動的向心力時，物體將做離心運動。A．當(dāng)物體一直不受外力作用時，做勻速直線運動或靜止，A錯誤；BC．當(dāng)外界提供的向心力突然變大時，原來做勻速圓周運動的物體將做近心運動，當(dāng)外界提供的向心力突然變小時，原來做勻速圓周運動的物體將做離心運動，BC錯誤；D．當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時，原來做勻速圓周運動的物體將做離心運動，D正確。故選D。8．D【詳解】AC．甲圖中在最高點時，根據(jù)牛頓第二定律有解得知最高點車對路面的壓力比汽車的重力小，且汽車的速度越大，汽車對橋面的壓力越小，選項AC錯誤；BD．乙圖中，根據(jù)知汽車對路面的壓力大于車的重力，速度越大，汽車對路面的壓力越大．故D正確，B錯誤。故選D。9．D【詳解】A．該同學(xué)受重力、拉力兩個力作用，其中拉力與重力沿細(xì)繩方向的分力的合力充當(dāng)向心力，選項A錯誤；B．該同學(xué)速度為零，所受合力不為零，選項B錯誤；CD．在最高點時即秋千對該同學(xué)的作用力小于mg，選項C錯誤，D正確。故選D。10．C【詳解】A．小球通過最高點的最小速度為零，則小球能以小于v的速度通過最高點，選項A錯誤；B．當(dāng)小球以大于v的速度通過最高點時，根據(jù)可知，外側(cè)管壁對小球有作用力，選項B錯誤；CD．小球在ab以下的管道中運動時，因向心力方向斜向上指向圓心，可知外側(cè)管壁對小球一定有作用力，內(nèi)側(cè)管壁對小球一定沒有作用力，選項C正確，D錯誤。故選C。11．B【詳解】在這兩點，小車對軌道的壓力都為零，則則故選B。12．C【詳解】拐彎過程車廂內(nèi)的物體所受支持力與重力的合力作為向心力，據(jù)牛頓第二定律可得解得C正確。故選C。13．（1）0.4s；（2）；（3），A球?qū)ι瞎鼙谟袎毫Γ?，B球?qū)ο鹿鼙谟袎毫Α驹斀狻浚?）對A球，從C點拋出后做平拋運動，則解得t=0.4s（2）對A球?qū)球則兩球落地點間的距離（3）對A球解得A球?qū)ι瞎鼙谟袎毫球解得B球?qū)ο鹿鼙谟袎毫Α?4．（1）1.5×104N；（2）40m/s【詳解】（1）汽車通過凸形橋面最高點時解得根據(jù)牛頓第三定律，汽車在橋的頂點時對橋面壓力的大小為1.5×104N。（2）汽車通過凸形橋面頂點時對橋面壓力為零時。由牛頓第二定律解得15．（1）；（2）或【詳解】（1）當(dāng)小球做勻速圓周運動時，小球所受繩子的拉力和小球的重力的合力為小球提供向心力，由圖可知（2）由圖可得向心力由牛頓第二定律其中解得16．（1）；（2）0.4s【詳解】(1)小球從到運用動能定理在點時合力提供向心力（2）在速度可分解為水平方向的分速度豎直方向分速度則根據(jù)自由落體規(guī)律公式得17．錯錯對錯【詳解】略18．3支持力【詳解】當(dāng)小球以2m/s的速率通過最高點時，小球做圓周運動所需的向心力大小為所以輕