【步步高】（新课标）高中物理 2.3 圆周运动的案例分析每课一练2 沪科版必修2.doc

2.3 圆周运动的案例分析（二）题组一圆周运动的各物理量的关系1关于匀速圆周运动，下列说法正确的是()a由a向可知，a向与r成反比b由a向2r可知，a向与r成正比c由vr可知，与r成反比d由2n可知，与n成正比答案d解析物体做匀速圆周运动的向心加速度与物体的线速度、角速度、半径有关但向心加速度与半径的关系要在一定前提条件下才能成立当线速度一定时，向心加速度与半径成反比；当角速度一定时，向心加速度与半径成正比对线速度和角速度与半径的关系也可以同样进行讨论正确选项为d.2一小球被细线拴着做匀速圆周运动，其半径为r，向心加速度大小为a向，则()a小球相对于圆心的位移不变b小球的线速度大小为c小球在时间t内通过的路程s d小球做圆周运动的周期t2 答案bd解析小球做匀速圆周运动，各时刻相对圆心的位移大小不变，但方向时刻在变由a向得v2ra向，所以v小球在时间t内通过的路程svtt小球做圆周运动的周期t2 3.如图1所示，当正方形薄板绕着过其中心o并与板垂直的转动轴转动时，板上a、b两点的()图1a角速度之比ab11b角速度之比ab1c线速度之比vavb1d线速度之比vavb1答案ad解析板上a、b两点绕同一个转轴转动，所以具有相同的角速度，即角速度之比ab11，故a正确，b错误根据几何关系得板上a、b的轨道半径之比为1，所以线速度之比vavb1，故c错误，d正确题组二向心力来源分析4.如图2，一小球套在光滑轻杆上，绕着竖直轴oo匀速转动，下列关于小球的说法中正确的是()图2a小球受到重力、弹力和静摩擦力b小球受到重力、弹力和向心力c小球向心力的方向沿着水平方向指向圆心d小球受到的重力、弹力的合力是恒力答案c解析小球受重力、弹力，两个力的合力提供向心力，向心力的方向始终指向圆心，所以合力不是恒力故c正确，a、b、d错误5.如图3所示，一根轻杆(质量不计)的一端以o点为固定转轴，另一端固定一个小球，小球以o点为圆心在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，当小球运动到图中位置时，轻杆对小球作用力的方向可能()图3a沿f1的方向b沿f2的方向c沿f3的方向d沿f4的方向答案c解析小球做匀速圆周运动，根据小球受到的合力提供向心力，则小球受的合力必指向圆心，小球受到竖直向下的重力，还有轻杆的作用力，由图可知，轻杆的作用力如果是f1、f2、f4，与重力的合力不可能指向圆心，只有轻杆的作用力为f3方向，与重力的合力才可能指向圆心，故a、b、d错误，c正确6.如图4所示，两个水平摩擦轮a和b传动时不打滑，半径ra2rb，a为主动轮当a匀速转动时，在a轮边缘处放置的小木块恰能与a轮相对静止若将小木块放在b轮上，为让其与轮保持相对静止，则木块离b轮转轴的最大距离为(已知同一物体在两轮上受到的最大静摩擦相等)()图4a.b.crbdb轮上无木块相对静止的位置答案b解析摩擦传动不打滑时，两轮边缘上线速度大小相等，根据题意有：两轮边缘上有：raarbb所以：ba因为同一物体在两轮上受到的最大静摩擦力相等，根据题意有，在b轮上的转动半径最大为r；则根据最大静摩擦力等于向心力有：mramr得：r.7.如图5所示，m能在水平光滑杆上自由滑动，滑杆连架装在转盘上，m用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连当转盘以角速度转动时，m离轴距离为r，且恰能保持稳定转动当转盘转速增到原来的2倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则滑块m()图5a所需向心力变为原来的4倍b线速度变为原来的c半径r变为原来的dm的角速度变为原来的答案b解析转速增加，再次稳定时，m做圆周运动的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m的重力，所以向心力不变，故a错误转速增至原来的2倍，则角速度变为原来的2倍，根据fmr2，向心力不变，则r变为原来的.根据vr，线速度变为原来的，故b正确，c、d错误8质量为m的飞机，以速率v在水平面内做半径为r的匀速圆周运动，空气对飞机作用力的大小等于()am bmcm dmg答案a解析空气对飞机的作用力有两个作用效果，其一：竖直方向的作用力使飞机克服重力作用而升空；其二：水平方向的作用力提供向心力，使飞机可在水平面内做匀速圆周运动对飞机的受力情况进行分析，如图所示飞机受到重力mg、空气对飞机的作用力f升，两力的合力为f向，方向沿水平方向指向圆心由题意可知，重力mg与f向垂直，故f升，又f向m，联立解得f升m .9.如图6所示，一根细线下端拴一个金属小球p，细线的上端固定在金属块q上，q放在带小孔的水平桌面上小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)现使小球在一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块q都保持在桌面上静止则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是()图6a小球p运动的周期变大b小球p运动的线速度变大c小球p运动的角速度变大dq受到桌面的支持力变大答案bc解析对小球受力分析知，小球的合力为f合mgtan ，因为mgtan m2lsin ，所以 ，当小球在一个更高的水平面上做匀速圆周运动时变大，则变大，又因为t，所以周期变小，故a错误，c正确在更高的水平面上运动时，小球的运动半径变大，由vr知v变大，b正确；绳子的拉力在竖直方向的分力总等于小球p的重力，故q受到桌面的支持力总等于p、q的重力和，d错误10.质量不计的轻质弹性杆p插在桌面上，杆端套有一个质量为m的小球，今使小球沿水平方向做半径为r的匀速圆周运动，角速度为，如图7所示，则杆的上端受到的作用力大小为()图7am2rb.c.d不能确定答案c解析小球在重力和杆的作用力下做匀速圆周运动这两个力的合力充当向心力必指向圆心，如图所示用力的合成法可得杆对球的作用力：n，根据牛顿第三定律，小球对杆的上端的反作用力nn，c正确题组三汽车过拱(凹)形桥11.一辆载重卡车，在丘陵地区的公路上匀速率行驶，地形如图8所示由于轮胎太旧，中途爆了胎你认为在图中所示的a、b、c、d四处中，哪一处爆胎的可能性最大()图8aa bb cc dd答案b解析卡车以同样的速率在公路上行驶时，在a处轮胎受到的支持力小于卡车重力，在b处轮胎受到的支持力大于卡车的重力，c、d处为直路面，支持力不大于卡车的重力，故在b处爆胎的可能性最大12.如图9所示，一辆质量为4 t的汽车匀速经过一半径为50 m的凸形桥(g10 m/s2)图9(1)汽车若能安全驶过此桥，它的速度范围为多少？(2)若汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半，求此时汽车的速度多大？答案(1)v22.4 m/s(2)15.8 m/s解析(1)汽车经最高点时受到桥面对它的