【同步练习】《生活中的圆周运动》（人教）.docx

生活中的圆周运动同步练习 选择题下列关于离心现象中说法，正确的是（ ）. 当物体所受到离心力大于向心力时产生离心现象. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做背离圆心的圆周运动. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线飞出. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动如图所示，用长为的轻杆拴着质量为的小球在竖直平面内做圆周运动，则( ). 小球在最高点时所受向心力可能为重力. 小球在最高点时杆子的拉力不可能为零. 若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点速率是t=2hg=0.4(s). 小球在圆周最低点时一定对杆子施加向下的拉力，且一定大于重力火车在某转弯处的规定行驶速度为，则下列说法正确的是（ ）. 当以速度通过此转弯处时，火车所受的重力及轨道面的支持力这两个力的合力提供了转弯的向心力. 当以速度通过此转弯处时，火车所受的重力、轨道面的支持力及外轨对车轮轮缘的弹力这三个力的合力提供了转弯的向心力. 当火车以大于的速度通过此转弯处时，车轮轮缘会挤压外轨. 当火车以小于的速度通过此转弯处时，车轮轮缘会挤压外轨如图是杂技演员在表演“水流星节目时，水杯在竖直平面内作圆周运动的轨迹，下列说法正确的是. 当水杯运动到圾商点时，杯中的水处于超重状态. 当水杯运动到最低点时，杯中的水处于失重状态. 水杯运动一周的过程中，重力所做的功为零. 水杯运动一周的过程中，重力的冲量为零振动电机实际上是一个偏心轮，简化模型如图所示，一轻杆一端固定在点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力的大小为，小球在最高点的速度大小为，图象如图所示。下列说法正确的是（ ）. 小球的质量为. 当时，球对杆有向下的压力. 当时，球对杆有向上的拉力. 若，则此时杆对小球的弹力大小为如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细绳相连的质量均为的两个物体和，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，与盘间的动摩擦因数相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好要发生滑动时，则下列说法正确的是（ ）. 此时绳子张力为. 此时圆盘的角速度为. 此时所受的摩擦力方向沿半径指向圆内. 此时烧断绳子，仍相对盘静止，将做离心运动如图所示，汽车以恒定速率通过半圆形拱桥，下列关于汽车在顶点处受力情况(空气阻力不计)的说法中，正确的是( ). 汽车受重力、支持力和向心力的作用. 汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用. 汽车所受的向心力就是重力. 汽车所受的重力和支持力的合力充当向心力质量为的物块，沿着半径为的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为，若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是（ ）. 受到向心力为. 受到的摩擦力为. 受到的摩擦力为. 受到的合力方向斜向左上方如图所示，轻绳长为一端系一小球，另一端固定于点，在点正下方的点钉一颗钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时（ ）. 小球的瞬时线速度突然变大. 小球的加速度突然变小. 小球的所受的向心力突然变小. 悬线所受的拉力突然变大如图所示，用长为的细线拴一个质量为的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向间的夹角为，关于小球的受力情况，下列说法错误的是（ ）. 小球受到重力、线的拉力和向心力三个力. 向心力是细线的拉力和小球所受重力的合力. 向心力等于细线对小球拉力的水平分力. 向心力的大小等于如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对桶壁静止则（ ）. 物体受到个力的作用. 物体所受向心力是物体所受的重力提供的. 物体所受向心力是物体所受的弹力提供的. 物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的 填空题 如图所示，一辆汽车在水平路面上行驶时对路面的压力 （选填“大于”、 “等于”或“小于”）汽车所受的重力；通过拱形路面最高处时对路面的压力（选填“大于”、 “等于”或“小于”） 汽车所受的重力. 长为 的轻杆，其一端固定于点，另一端连着质量 的小球，小球绕点在竖直平面内做圆周运动，当它通过最高点时速度 时，小球受到细杆的作用力大小为 ，是(选填“拉力“或”支持力“)( )某个的小孩坐在秋千板上，秋千板离拴绳子的横梁如果秋千板摆动经过最低位置时的速度是，这时秋千板所受的压力为 、方向为 （取，秋千板的质量不计）航天器绕地球做匀速圆周远动时处于完全失重状态，无法用天平称量物体的质量.某同学设计了如图所示的装置（图中为光滑小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动.测出物体做圆周运动的周期和，读出弹簧测力计的读数，可得待测物体质量的表达式为.如图，一根长为的细线下面系一质量为的小球，将小球拉离竖直位置，使悬线与竖直方向成角，给小球一个初速度，使小球在水平面做匀速圆周运动，悬线旋转形成一个圆锥面，则悬线拉力，小球的角速度。 实验探究题如图所示，某同学利用电子秤、轻质材料做成的凹形轨道，研究小球通过凹形轨道的运动。由于小球质量远大于凹形轨道的质量，下面计算中可以忽略凹形轨道的质量。已知凹形轨道最下方为半径为的圆弧轨道，重力加速度为。 （）把凹形轨道放在电子秤上，小球放在轨道最低点，电子秤读数为。（）让小球从离轨道最低点处由静止释放，当小球通过轨道最低点时，电子秤读数为。（）根据电子秤两次读数可知，小球通过轨道最低点时的速度为。这说明小球通过凹形轨道最低点时处于（填“超重”“失重”或“平衡”）状态。（）小球从离轨道最低点高处由静止释放到通过最低点的过程中克服摩擦力做功为。 计算与推导题嘉年华上有一种回力球游戏，如图所示，、分别为一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道的最高点和最低点，点距水平地面的高度为，某人在水平地面点处以某一初速度抛出一个质量为 的小球，小球恰好水平进入半圆轨道内侧的最低点，并恰好能过最高点后水平抛出，又恰好回到点抛球人手中若不计空气阻力，已知当地重力加速度为，求：（）小球刚进入半圆形轨道最低点时轨道对小球的支持力；（）半圆形轨道的半径；（）小球抛出时的初速度大小如图所示，半径为、质量为的小球用两根不可伸长的轻绳、连接（绳子的延长线经过球心 ），两轻绳的另一端系在一根竖直杆的、两点上，、两点相距为，当两轻绳伸直后，、两点到球心的距离均为。当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时（轻绳、与杆在同一竖直平面内）。求：（）竖直杆角速度为多大时，小球恰好离开竖直杆？（）当竖直杆角速度时，轻绳的张力为多大？ 答案与解析 选择题 【解析】离心力是不存在的，因为它没有施力物体所以物体不会受到离心力故错误; 当物体不受力或受到的合外力为零时，物体保持静止或匀速直线运动状态所以做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，将沿切线飞出，由于惯性物体继续保持该速度做匀速直线运动，故正确，错误。所以正确，错误。【解析】、小球在最高点时，杆子的拉力可以为零，此时，重力提供向心力，故正确；、小球过最高点时，杆子对球可以提供拉力，也可以提供支持力，合力提供向心力，故错误；、若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点速率是v=gL，错误；、小球过最低点时，小球所受的合力提供向心力，合力一定向上，所以杆对球的作用力方向向上且大于重力，所以小球在圆周最低点时一定对杆子施加向下的拉力，且一定大于重力，故正确。故选：。【名师点睛】物体做圆周运动需要的向心力是由合力提供，而轻杆既可以提供拉力，又可以提供支持力，所以小球到达最高点时的速度可以等于零，根据牛顿第二定律列式判断。【解析】、火车以规定速度通过转弯处时，火车所受的重力及轨道面的支持力这两个力的合力提供了转弯的向心力，铁轨与车轮没有侧压力，使铁轨不易受损。故正确，错误；、当火车速度大于时，火车所受的重力及轨道面的支持力提供的向心力小于所需要的向心力，则不足的部分由外轨轮缘向内的侧压力来提供，则车轮轮缘会挤压外轨。故正确；、当火车速度小于时，火车所受的重力及轨道面的支持力提供的向心力大于所需要的向心力，则多余的力由内轨向外挤压来平衡，则车轮轮缘会挤压内轨。故错误。故选：。【名师点睛】火车以规定速度通过转弯处时，火车所受的重力及轨道面的支持力这两个力的合力提供了转弯的向心力，铁轨以车轮没有侧压力当火车速度大于时，火车所受的重力及轨道面的支持力提供的向心力小于所需要的向心力，则不足的部分由外轨轮缘向内的侧压力来提供。当火车速度小于时，火车所受的重力及轨道面的支持力提供的向心力大于所需要的向心力，则多余的力由内轨向外挤压来平衡。【解析】、在最高点时，加速度竖直向下，处于失重状态，故选项错误；、在最低点时，加速度竖直向上，处于超重状态，故选项错误；、根据重力做功的特点，重力做功只与初末位置的高度差有关，故水杯运动一周的过程中，高度差为零，所以重力所做的功为零，故选项正确；、重力的冲量为： ，故水杯运动一周的过程中，重力的冲量不为零，故选项错误。点睛：水做圆周运动，通过最高点时，水受到的重力和弹力的合力等于向心力，主要超重和失重的问题。【解析】在最高点，若，则；若，则解得，正确；从图中可知当时即时，杆对小球的弹力为零，故当时，杆对小球弹力方向向上，表现为支持力，故错误；若，则，解得，错误【解析】、两物块和随着圆盘转动时，合外力提供向心力，则，的半径比的半径大，所以所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，的静摩擦力方向指向圆心，的最大静摩擦力方向指向圆外，有相对圆盘沿半径指向圆内的运动趋势，根据牛顿第二定律得：， 解得： ， ，故错误，正确；、此时烧断绳子，的最大静摩擦力不足以提供向心力，则做离心运动，故错误。点睛：解决本题的关键是找出向心力的来源，知道两物体是由摩擦力和绳子的拉力提供向心力。【解析】试题分析：汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力作用，汽车过拱桥，做圆周运动，在最高点，重力和支持力的合力提供向心力，方向指向圆心，故错误，正确故选考点：向心力；牛顿第二定律点评：向心力是几个力的合力，不能和这几个力同时存在【解析】根据牛顿第二定律得知，物体在最低点时的向心力，错误；根据牛顿第二定律得，则有，所以滑动摩擦力为，故错误；物体在最低点时，竖直方向的合力向上，水平方向的合力向左，所以物体受到的合力方向斜向左上方，正确；【解析】试题分析：由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，而摆长变化，从而导致角速度、向心加速度、拉力的变化根据圆周运动的公式和牛顿第二定律进行分析当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，错误；当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，半径减小，根据知，加速度变大，错误；根据向心力公式，可知向心加速度变大，则小球所受的向心力变大，错误；根据牛顿第二定律得，则，线速度大小不变，变短，则拉力变大，正确【解析】解：小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图小球受重力、和绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，故在物理学上，将这个合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，这里是重力和拉力的合力！故错误，正确；根据几何关系可知：向，故正确本题选错误的，故选【点评】向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供，是合力，与分力是等效替代关系，不能重复受力【解析】试题分析：对物体进行受力分析，物体在竖直方向上受重力和静摩擦力，并且这两个力相互平衡，水平方向受圆筒给它指向圆心的压力，所以物体受到三个力作用，故错误；由得分析可知物体的合外力即为圆筒给它指向圆心的弹力，所以物体所受向心力由弹力提供，故错误, 正确；故选考点：向心力；受力分析 填空题 等于 小于【解析】汽车在水平路面上行驶时对路面的压力等于其重力；汽车通过凸圆弧形路面顶部时，由汽车的重力和桥面的支持力的合力提供汽车的向心力，即：mg-FN=mv2R，解得： v2R有：，根据牛顿第三定律可知，汽车对路面的压力为：点睛：汽车通过拱桥顶点时，通过分析受力情况，确定向心力来源，再由牛顿定律分析是超重还是失重现象，判断支持力与重力的关系. 支持力【解析】小球在最高点时，对小球受力分析，受重力和杆的弹力FN，假定弹力向下，由向心力公式得FN+mg=mv2L，解得FN=2N，FN为负值，因而杆对球为支持力。点睛：解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解。 ； 竖直向下【解析】以小孩为研究对象，根据牛顿第二定律得：FN-mg=mv2L，得到秋千板对小孩的支持力：FN=340N，由牛顿第三定律得小孩对秋千板的压力大小为340N，方向竖直向下。 点睛： “秋千”做圆周运动，经过最低位置时，由重力和秋千板对小孩的支持力提供向心力，根据牛顿第二定律求出支持力，再由牛顿第三定律求解小孩对秋千板的压力 【答案】 半径 【解析】由图知，物体做圆周运动的向心力由绳上的拉力提供，即，可求物体的质量，所以还需要测量轨道半径。 【解析】由受力图可知： ；由牛顿第二定律： ，则 实验探究题 超重 【解析】（）以小球为研究对象，根据牛顿第二定得，据题有联立可得： ，小球通过凹形轨道最低点时有向上的加速度，处于超重状态（4） 小