高中物理 第五章 曲线运动 第7节 生活中的圆周运动练习 新人教版必修2.doc

生活中的圆周运动一、 单项选择题1. 洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图所示此时()a. 衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用b. 筒壁的弹力随筒的转速增大而增大c. 衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由于摩擦的作用d. 筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大2. 乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转下列说法正确的是()a. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来b. 人在最高点时对座位不可能产生压力c. 人在最低点时对座位的压力等于mgd. 人在最低点时对座位的压力大于mg3. 如图所示，汽车过拱形桥时的运动可以看做匀速圆周运动，质量为m的汽车以速度v过桥，桥面的圆弧半径为r，重力加速度为g，则汽车通过桥面最高点时对桥面的压力大小为()a. mg b. mc. mgm d. mgm4. 如图所示，飞机做特技表演时，常做俯冲拉起运动，此运动在最低点附近可看做是半径为500 m的圆周运动若飞行员的质量为65 kg，飞机经过最低点时速度为360 km/h，则这时飞行员对座椅的压力为(g取10 m/s2)()a. 650 n b. 1 300 nc. 1 800 n d. 1 950 n5. 近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产机车总质量为m，已知两轨间宽度为l，内外轨高度差为h，重力加速度为g.如果机车要进入半径为r的弯道，请问该弯道处的设计速度最为适宜的是 ()a. b. c. d. 6. 如图所示，质量为m的物体从半径为r的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速度为v，若物体与碗的动摩擦因数为，则物体滑到最低点时受到的摩擦力的大小是()a. mg b. mc. m d. 二、 不定项选择题7. 为适应国民经济的发展需要，从2007年4月18日起，我国铁路正式实施第六次提速火车转弯可以看成是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题，你认为理论上可行的措施是()a. 仅减小弯道半径b. 仅增大弯道半径c. 仅适当减小内外轨道的高度差d. 仅适当增加内外轨道的高度差8. 如图所示，轻杆长为l，一端固定在水平轴上的o点，另一端系一个小球(可视为质点)小球以o为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力加速度下列说法正确的是()a. 小球通过最高点时速度可能小于b. 小球通过最高点时所受轻杆的作用力可能为零c. 小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大d. 小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小9. “飞车走壁”杂技表演深受青少年的喜爱，表演者沿着侧壁做匀速圆周运动，如图所示若表演时演员与摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，则摩托车离底面越高()a. 向心力越大b. 线速度越大c. 周期越大d. 对侧壁的压力越大10. 如图，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴oo的距离为l，b与转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘由静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()a. b一定比a先开始滑动b. a、b所受的摩擦力始终相等c. 是b开始滑动的临界角速度d. 当时，a所受摩擦力的大小为kmg三、 计算题11. 如图所示是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面若女运动员伸直的身体与竖直方向的夹角为，质量为m，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r，忽略女运动员受到的摩擦力，重力加速度为g.求：(1) 当女运动员对冰面的压力为其重力的时，男运动员的拉力大小及两人转动的周期(2) 当女运动员刚要离开冰面时，男运动员的拉力大小及两人转动的周期现有一根长l1 m的刚性轻绳，其一端固定于o点，另一端系着质量m0.5 kg的小球(可视为质点)，将小球提至o点正上方的a点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示不计空气阻力，g取10 m/s2，则：(1) 为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在a点至少应施加给小球多大的水平速度？(2) 在小球以速度v14 m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？(3) 在小球以速度v21 m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小；若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间1. b解析：衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力作用，选项a错误；衣物受到的重力和摩擦力平衡，做圆周运动所需的向心力由弹力提供，转速越快需要的向心力越大即弹力越大，选项b正确，c错误；衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动，衣物的重力与静摩擦力平衡，筒的转速增大时，摩擦力不变，选项d错误2. d解析：当人在最高点时，人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力，临界速度为v0，当速度v时，没有保险带，人也不会掉下来，选项a错误；当人在最高点的速度v时，人对座位就产生压力，选项b错误；人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg，选项c错误，d正确3. c解析：在最高点，汽车受到重力和地面的支持力，两力的合力充当向心力，故有mgnm，联立解得nmgm，根据牛顿第三定律可得，汽车通过桥面最高点时对桥面的压力大小为nmgm，选项c正确4. d解析：分析飞行员的受力情况，根据牛顿第二定律和向心力公式可得fnmgm，已知r500 m、v360 km/h100 m/s，解得座椅对飞行员的支持力fn1 950 n，根据牛顿第三定律可知，飞行员对座椅的压力为1 950 n，选项d正确5. a解析：火车在转弯过程中对内外轨均无压力时受力如图所示根据牛顿第二定律得mgtan m，由几何关系可知tan ，联立解得v，选项a正确6. b解析：物体经过碗底时，由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得fnmgm，则碗底对物体支持力fnmgm，所以在过碗底时滑块受到摩擦力的大小ffnm.7. bd解析：火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图所示，则有fmgtan m，v.当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差8. ab解析：小球在最高点的最小速度可以为零，此时重力等于轻杆的支持力，选项a正确；当小球速度为时，重力提供向心力，轻杆作用力为零，选项b正确；轻杆在最高点可以表现为拉力，也可以表现为支持力，当表现为支持力时，速度越大作用力越小，当表现为拉力时，速度越大作用力越大，选项c、d错误9. bc解析：假设侧壁和竖直方向的夹角是，当摩擦力为零时，演员和摩托车受到重力和支持力作用，两个力的合力提供摩托车做圆周运动的向心力，f向mmr，fn，高度越高，轨道半径越大，但是向心力不变，线速度变大，周期变大，对侧壁作用的压力不变，选项b、c正确10. ac解析：两个木块的最大静摩擦力相等木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得木块所受的静摩擦力fm2r，m、相等，fr，所以b所受的静摩擦力大于a所受的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，选项a正确，b错误；当b刚要滑动时，有kmgm22l，解得，选项c正确；以a为研究对象，当时，由牛顿第二定律得fm2l，解得fkmg，选项d错误11. 解：(1) 对女运动员受力分析沿半径方向有f1sin mr竖直方向有fnf1cos mgfn解得1f1t12(2) 当女运动员刚要离开冰面时，男运动员对女运动员的拉力f2和女运动员的重力mg的合力为女运动员提供向心力f，则f2由牛顿第二定律得mgtan mr解得2t221