圆周运动典型分类习题汇总

精品文档 1欢迎下载 圆周运动典型例题圆周运动典型例题 一 基本概念一 基本概念 1 1 质点做匀速圆周运动时 下列说法正确的是 质点做匀速圆周运动时 下列说法正确的是 A 线速度越大 周期一定越小 B 角速度越大 周期一定越小 C 转速越大 周期一定越小 D 圆周半径越小 周期一定越小 2 2 关于匀速圆周运动的角速度与线速度 下列说法中正确的是 关于匀速圆周运动的角速度与线速度 下列说法中正确的是 A 半径一定 角速度与线速度成反比 B 半径一定 角速度与线速度成正比 C 线速度一定 角速度与半径成反比 D 角速度一定 线速度与半径成正比 3 3 下列关于圆周运动的说法正确的是 下列关于圆周运动的说法正确的是 A 做匀速圆周运动的物体 所受的合外力一定指向圆心 B 做匀速圆周运动的物体 其加速度可能不指向圆心 C 作圆周运动的物体 其加速度不一定指向圆心 D 作圆周运动的物体 所受合外力一定与其速度方向垂直 4 4 关于匀速圆周运动 下列说法正确的是 关于匀速圆周运动 下列说法正确的是 A 匀速圆周运动就是匀速运动 B 匀速圆周运动是匀加速运动 C 匀速圆周运动是一种变加速运动 D 匀速圆周运动的物体处于平衡状态 E 物体在恒力作用下不可能做匀速圆周运动 F 向心加速度越大 物体的角速度变化越快 G 匀速圆周运动中向心加速度是一恒量 5 5 关于向心力的说法正确的是 关于向心力的说法正确的是 A 物体受到向心力的作用才可能做匀速圆周运动 B 向心力是指向圆心的力 是根据作用效果命名的 C 向心力可以是物体受到的几个力的合力 也可以是某个实际的力或几个力的分力 D 向心力的作用是改变物体速度的方向 不可能改变物体的速率 精品文档 2欢迎下载 6 6 下列关于向心加速度的说法中 正确的是 下列关于向心加速度的说法中 正确的是 A 向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 B 向心加速度的方向保持不变 C 在匀速圆周运动中 向心加速度是恒定的 D 在匀速圆周运动中 向心加速度的大小不断变化 7 7 A A B B两个质点 分别做匀速圆周运动 在相同的时间内它们通过的路程之比两个质点 分别做匀速圆周运动 在相同的时间内它们通过的路程之比 s sA A s sB B 2 3 2 3 转过的角度之比 转过的角度之比 A A B B 3 2 3 2 则下列说法正确的是 则下列说法正确的是 A 它们的半径之比RA RB 2 3 B 它们的半径之比RA RB 4 9 C 它们的周期之比TA TB 2 3 D 它们的周期之比TA TB 3 2 8 8 在匀速圆周运动中 下列物理量不变的是 在匀速圆周运动中 下列物理量不变的是 A 向心加速度 B 线速度 C 向心力 D 角速度 9 9 下列关于匀速圆周运动的说法 正确的是 下列关于匀速圆周运动的说法 正确的是 A 它是变速运动 B 其加速度不变 C 其角速度不变 D 周期越大 物体运动得越快 关于转动方式关于转动方式 3 3 如图所示的皮带传动装置 主动轮 如图所示的皮带传动装置 主动轮O O1 1上两轮的半径分别为上两轮的半径分别为 3 3r r和和r r 从动轮 从动轮O O2 2的半的半 径为径为 2 2r r A A B B C C分别为轮缘上的三点 设皮带不打滑 求 分别为轮缘上的三点 设皮带不打滑 求 A B C三点的角速度之比 A B C A B C三点的线速度大小之比v A vB vC 4 4 如图所示为一皮带传动装置 右轮的半径为如图所示为一皮带传动装置 右轮的半径为r r a a是它边缘上的一点 左侧是一轮轴 是它边缘上的一点 左侧是一轮轴 大轮的半径是大轮的半径是 4 4r r 小轮的半径是 小轮的半径是2r2r b b 点在小轮上 到小轮中心的距离为点在小轮上 到小轮中心的距离为r r c c 点和点和 d d 点分别位于小轮和大轮的边缘上 若在传动过程中皮带不打滑 则 点分别位于小轮和大轮的边缘上 若在传动过程中皮带不打滑 则 A a 点和 b 点的线速度大小相等 精品文档 3欢迎下载 B a 点和 b 点的角速度大小相等 C a 点和 c 点的线速度大小相等 D a 点和 d 点的向心加速度大小相等 二 水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动 1 1 如图如图 2A 22A 2 所示 在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运所示 在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运 动 则物体所需向心力由下列哪个力提供动 则物体所需向心力由下列哪个力提供 A 重力 B 弹力 C 静摩擦力 D 滑动摩擦力 2 2 如图如图 2A 52A 5 所示 一圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面所示 一圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面 的竖直轴转动 在圆盘上放置一木块 当圆盘匀速转动时 木块随的竖直轴转动 在圆盘上放置一木块 当圆盘匀速转动时 木块随 圆盘一起运动 那么 圆盘一起运动 那么 A 木块受到圆盘对它的摩擦力 方向背离圆盘中心 B 木块受到圆盘对它的摩擦力 方向指向圆盘中心 C 因为木块与圆盘一起做匀速转动 所以它们之间没有摩 擦力 D 因为摩擦力总是阻碍物体运动的 所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块运 动方向相反 4 4 如图所示 一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面 圆锥筒固 如图所示 一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面 圆锥筒固 定不动 有两个质量相同的小球定不动 有两个质量相同的小球 A A 和小球和小球 B B 紧贴圆锥筒内壁分别在水平紧贴圆锥筒内壁分别在水平 面内做匀速圆周运动 则下列说法中正确的是面内做匀速圆周运动 则下列说法中正确的是 A A 球的线速度必定小于 B 球的线速度 B A 球的角速度必定大于 B 球的角速度 C A 球运动的周期必定大于 B 球的周期 图 5 图 2A 5 A B a a b b c c r r r rr r2 2 r r4 4 d d 图 2A 2 精品文档 4欢迎下载 D A 球对筒壁的压力必定大于 B 球对筒壁的压力 5 5 如图所示 细绳一端系着质量 如图所示 细绳一端系着质量 m 0m 0 1 1 kgkg 的小物块的小物块 A A 置于光滑水平台面上 置于光滑水平台面上 另一端另一端 通过光滑小孔通过光滑小孔 O O 与质量与质量 M 0M 0 5 5 kgkg 的物体的物体 B B 相连 相连 B B 静止于水平地面上 当静止于水平地面上 当 A A 以以 O O 为圆为圆 心做半径心做半径r r 0 0 2m2m 的匀速圆周运动时 地面对的匀速圆周运动时 地面对 B B 的支持力的支持力F FN N 3 3 0N0N 求物块 求物块 A A 的速度的速度 和角速度的大小 和角速度的大小 g 10m s g 10m s2 2 6 6 如图所示 把质量为 如图所示 把质量为 0 60 6 kgkg 的物体的物体A A放在水平转盘上 放在水平转盘上 A A的重心到转盘中心的重心到转盘中心O O点的点的 距离为距离为 0 20 2 m m 若 若A A与转盘间的最大静摩擦力为与转盘间的最大静摩擦力为 3 3 N N g g 1010 m sm s2 2 求 求 1 转盘绕中心O以 2 rad s 的角速度旋转 A相对转盘静止时 转盘对A摩擦力的大小与方向 2 为使物体A相对转盘静止 转盘绕中心O旋转的角速度 的取值范 围 O A 精品文档 5欢迎下载 三三 竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动 由于物体在竖直平面内做圆周运动的依托物 绳 轻杆 轨道 管道等 不同 所以物体在通过最高点时临界条件不同 1 无物体支持的小球圆周运动临界问题 绳或轨道圆周运动问题 1 过最高点的临界条件 2 能过最高点的条件 3 不能过最高点的条件 2 有物体支持的小球圆周运动的临界条件 杆或管道类的问题 1 当v 时 FN 0 2 当v 时 FN为 力 且随v的增大而增大 3 当v 时 FN为 力 且随v的增大而减小 4 过最高点的临界条件 1 长 L 0 5m 质量可以忽略的的杆 其下端固定于 O 点 上端连接A L O m 精品文档 6欢迎下载 着一个质量 m 2kg 的小球 A 小球绕 O 点做圆周运动 当经过最高点时 试分别 讨论在下列两种情况下杆的受力情况 g取 10 m s2 1 当 A 的速率v1 4m s 时 2 当 A 的速率v2 1m s 时 2 用细绳拴着质量为m的物体 在竖直平面内做圆周运动 则下列说法正确的是 A 小球过最高点时 绳子张力可以为 0 B 小球过最高点时的最小速度是 0 C 小球做圆周运动过最高点的最小速度是gR D 小球过最高点时 绳子对小球的作用力可以与所受重力方向相反 3 长度为 L 0 5m 的轻质细杆 OA A 端有一质量为 m 3 0kg 的小球 如图所示 小球以 O 点为圆心在竖直平面内做圆周运动 通过最高 点时速率为 2 0m s g 取 10m s2 则此时细杆 OA 受到 A 6 0N 的拉力 B 6 0N 的压力 C 24N 的拉力 D 24N 的压力 4 一根绳系着装有水的水桶 在竖直平面内做圆周运动 水的质量m 0 5 kg 绳长 l 60 cm g取 10 m s2 求 1 最高点水不流出的最小速率 2 水在最高点速率v 3 m s 时 水对桶底的压力 A L O m 精品文档 7欢迎下载 5 如图 轻杆OA长 0 5m 在A端固定一小球 小球质量 0 5 l kg 以O点为轴使小球在竖直平面内做圆周运动 当小球到达最高点 时 小球的速度大小为v 0 4 m s 求在此位置时杆对小球的作用力 g取 10 m s2 6 6 如图是电动打夯机的结构示意图 电动机带动质量为 m 的重锤 重锤可视为质点 绕 转轴 O 匀速转动 重锤转动半径为 R 电动机连同打夯机底座的质量为 M 重锤和转 轴 O 之间连接杆的质量可以忽略不计 重力加速度为 g 1 重锤转动的角速度为多大时 才能使打夯机底座刚好 离开地面 2 若重锤以上述的角速度转动 当打夯机的重锤通过最 低位置时 打夯机对地面的压力为多大 7 如图所示 一个半径为 R 的光滑半圆形轨道放在水平面上 一个质量为 m 的小球以 某一初速度冲上轨道 当小球将要从轨道上沿水平方向飞出时 轨道对小球的压力 恰好为零 则小球落地点 C 距 B 点多远 A B 在同一竖直线上 8 8 游客乘坐过山车 游客乘坐过山车 在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到 2020 m sm s2 2 g g 取取 1010 m sm s2 2 那那 B A O C 精品文档 8欢迎下载 么在此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的么在此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的 A 1 倍 B 2 倍 C 3 倍 D 4 倍 9 9 小球 小球 m m 用长为用长为 L L 的悬线固定在的悬线固定在 O O 点 在点 在 O O 点正下方点正下方 L 2L 2 处处 有有 一光滑圆钉一光滑圆钉 C C 今把小球拉到悬线呈水平后无今把小球拉到悬线呈水平后无 初速地释放 当悬线呈竖直状态且与钉相碰时初速地释放 当悬线呈竖直状态且与钉相碰时 A 小球的速度突然增大 B 小球的向心加速度突然增大 C 小球的向心加速度不变 D 悬线的拉力突然增大 10 10 绳子的一端拴一重物 以手握住绳子另一端 使重物在水平面内做匀速圆周运动 绳子的一端拴一重物 以手握住绳子另一端 使重物在水平面内做匀速圆周运动 下列判断中正确的是下列判断中正确的是 A 每秒转数相同时 绳短的容易断B 线速度大小相等时 绳短的容易断 C 旋转周期相同时 绳短的容易断D 线速度大小相等时 绳长的容易断 1111 长度为 长度为 0 0 5m5m 的轻质细杆的轻质细杆 OAOA A A 端有一质量为端有一质量为 3kg3kg 的木球 以的木球 以 O O 点为圆心 在竖直面内作圆周运动 如图所示 小球通过最高点的速度点为圆心 在竖直面内作圆周运动 如图所示 小球通过最高点的速度 为为 2m s2m s 取 取g g 1010 m sm s2 2 则此时球对轻杆的力大小是 则此时球对轻杆的力大小是 方向向方向向 1212 用长为用长为l l的细线拴一个小球使其绕细线的加一端在竖直平面内做圆周运动 当球通的细线拴一个小球使其绕细线的加一端在竖直平面内做圆周运动 当球通 过圆周的最高点时 细线受到的拉力等于球重的过圆周的最高点时 细线受到的拉力等于球重的 2 2 倍 已知重力加速度为倍 已知重力加速度为g g 则球此时 则球此时 的速度大小为的速度大小为 角速度大小为 角速度大小为 加速度大小为加速度大小为 13 13 在如图所示的圆锥摆中 已知绳子长度为在如图所示的圆锥摆中 已知绳子长度为 L L 绳子转动过程中 绳子转动过程中 图 2A 6 精品文档 9欢迎下载 与竖直方向的夹角为与竖直方向的夹角为 试求小球做圆周运动的周期 角速度 线速度 试求小球做圆周运动的周期 角速度 线速度 9 9 分 分 14 14 如图 质量为如图 质量为 0 5kg0 5kg 的杯子里盛有的杯子里盛有 1kg1kg 的水 用绳子系住水杯在竖直平面内做的水 用绳子系住水杯在竖直平面内做 水流星水流星 表演 转动半径为表演 转动半径为 1m1m 水杯通过最高点的速度为 水杯通过最高点的速度为 4m s4m s 求 求 1111 分 分 1 1 在最高点时 绳的拉力 在最高点时 绳的拉力 2 2 在最高点时水对杯底的压力 在最高点时水对杯底的压力 四四 生活中的圆周运动生活中的圆周运动 1 1 铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的 已知内外轨道平面 铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的 已知内外轨道平面 与水平面的倾角为与水平面的倾角为 如图所示 弯道处的圆弧半径为 如图所示 弯道处的圆弧半径为R R 若质 若质 量为量为m m的火车转弯时速度小于的火车转弯时速度小于 则 则 tangR A 内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B 外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C 这时铁轨对火车的支持力等于 D 这时铁轨对火车的支持力大于 cos mg cos mg 2 2 汽车沿半径为 汽车沿半径为 R R 的圆形跑道匀速率行驶 设跑道的路面是水平的 使汽车做匀速圆的圆形跑道匀速率行驶 设跑道的路面是水平的 使汽车做匀速圆 周运动的向心力是路面对汽车的周运动的向心力是路面对汽车的提供的 若此力的最大值是车重的提供的 若