人教版高一物理必修27生活中的圆周运动巩固练习

生活中的圆周运动巩固练习一、单项选择题（每小题只有一个正确答案）.如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是甲 乙 丙 丁A.甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过［春B.乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最小C.丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用D.丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A，B两位置小球向心加速度相等.汽车通过圆弧形拱桥顶端，当车的速度大小为】「二二时，车对桥面的压力是车重的m则当车对桥面的压力为零时，车的速度大小是A. B.二。工二A. B.二。工二C.二F二3.A.B.3.A.B.C.D.如图所示，若火车按规定速率转弯时，内、外轨对车轮皆无侧向压力，则当火车以大于规定速率转弯时仅内轨对车轮有侧向压力仅外轨对车轮有侧向压力内、外轨对车轮都有侧向压力内、外轨对车轮均无侧向压力.如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同当盘转动 ,，上工到两个物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，则两个物体的运动情况是A.两物体均沿切线方向滑动B.两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C.两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速率圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远.如图所示，将内壁光滑半径为R的圆形细管竖直固定放置，一质量为m的小球在管内做圆周运动，小球过最高点时的速度为v，则下列说法正确的是A.v的最小值为 我B.若 ，.区，当v逐渐增大时，小球m受到内管壁向上的支持力逐渐减小C.小球通过最低点时可能受到内管壁向下的压力D.若小球恰好通过最高点，则小球在最低点与最高点受到管的弹力大小之差为5mg.如图所示，在光滑轨道上，小球滚下经过圆弧部分的最高点时，恰好不脱离轨道，此时小球受到的作用力是C.重力和向心力 D.重力和弹力.如图所示，质量不等的A，B两个物块放在水平圆盘上，A到圆盘中心的距离大于B到圆盘中心的距离，两物块与圆盘表面的动摩擦因数相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现逐渐增大圆盘转动的角速度，下面关于哪个物块先滑动的判断正确的是A丁出A.质量大的先滑动 B.一定是A先滑动C.质量小的先滑动 D.一定是B先滑动.某同学利用如图实验装置研究摆球的运动情况，摆球由A点 “孑一TOC\o"1-5"\h\z由静止释放，经过最低点C到达与A等高的B点，D、E、F /\是0。连线上的点，•,二d，二，二，二0。连线上各点均 /广可钉钉子。每次均将摆球从A点由静止释放，不计绳与钉子一/ ♦二 三碰撞时机械能的损失。下列说法正确的是 .一A.若只在E点钉钉子，摆球最高可能摆到AB连线以上的某点B.若只在D点钉钉子，摆球最高可能摆到AB连线以下的某点

C.若只在F点钉钉子，摆球最高可能摆到。点D.若只在F点以下某点钉钉子，摆球可能做完整的圆周运动.如图所示，轻杆长为L一端固定在水平轴上的0点，另一端系一个小球可视为质点，小球以0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TOC\o"1-5"\h\z* k ，尸 ■■ d 、杳：%« 1 、4 iA.小球通过最高点时速度不可能小于1I£ /B.小球通过最高点时速度为 用时，球对杆有向下的弹力 ；一"C.小球通过最高点时速度为 、二时，球对杆有向下的弹力D.要使小球能通过最高点，小球在最低点速度至少为，不.如图所示，竖直放置的半圆形轨道半径为凡与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦。小球以初速度；水平向左运动，在半圆形轨道BC之间运动时没有脱离轨道，则小球的初速度；不可能为・・・A.春B,A.春B,季C.季D..如图所示，A、B分别为竖直放置的光滑圆轨道的最低点和最高点，已知小球通过A点时的速度大小为:：二j:取；士一一-则该小球通过最高点B的速度值不可能是•••

C.D.二、多项选择题（每小题有2个或以上答案）.多选如图所示，小物体位于半径为R的半球顶端，若给小物体以水平初速度.二时，小物体对球顶恰无压力，则A.物体立即离开球面做平抛运动A.物体立即离开球面做平抛运动B.物体落地时水平位移为 二三C.物体的初速度，:二..二三D.物体着地时速度方向与地面成 角13.公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为.二■时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处A.路面外侧高内侧低B.车速只要低于 为，车辆便会向内侧滑动C.物体的初速度，:二..二三D.物体着地时速度方向与地面成 角13.公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为.二■时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处A.路面外侧高内侧低B.车速只要低于 为，车辆便会向内侧滑动C.D.当路面结冰时，与未结冰时相比，二的值变小C.D.当路面结冰时，与未结冰时相比，二的值变小车速虽然高于匕但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动14.14.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m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为二二一，工三二二，与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好要发生滑动时，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是A.此时绳子张力为一；工：B.此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内C.此时圆盘的角速度为、三D.此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动.如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道40对接半径为2R的光滑圆 :‘‘弧轨道0B于0点.可视为质点的物体从上面圆弧的某点C由静 ,"止下滑。点未标出，物体恰能从0点平抛出去.则 ——-——工—A.上。B.工口◎二号C.落地点距 C」.•的距离为 △二三D.落地点距 的距离为2R三、计算题（每题写清必要解题步骤及说明）.杂技演员在做水流星表演时，用绳系着一个装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量匚二。5"，绳长'二二。二漕，求：;最高点水不流出的最小速率；二水在最高点速率 .二一.二时，水对桶底的压力。.如图所示，一水平放置的半径为=口；的薄圆盘绕过圆心0点的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量二二，丁的小滑块可看成是质点。当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，滑块与圆盘间的动摩擦因数、，：・，圆盘所在水平面离水平地面的高度：：=…取手="：「。■当圆盘的角速度至少多大时，滑块从圆盘上滑落？-接第-问，滑块抛出时的最小动能为多大？:若取圆盘所在平面为零势能面，求滑块到达地面时的机械能。.如图所示，半径二三的光滑圆轨道与水平地面相切于B点，且固定于竖直平面内。在水平地面上距B点；…处的A点放一质量…一的小物块，小物块与水平地面间的动摩擦因数为，=.：：-。小物块在与水平地面夹角-二二-二、斜向上的拉力F的作用下由静止向B点运动，运动到B点时撤去F，小物块沿圆轨道上滑，且恰好能运动到圆轨道最高点。，圆弧的圆心为。。辛■.「；；，：二1-二=。「二］.求:

二小物块在。点的速度，二的大小;二小物块在B点时对轨道的压力大小;;为使小物块能沿水平面运动并能通过圆轨道。点，则拉力F的大小范围。.一光滑倾斜轨道与一竖直放置的光滑圆轨道相连，圆轨道的半径为R，一质量为m的小球，从A点由静止自由下滑，小球恰能到达最高点B，求:「点的高度H为多大;二=当小球滑至圆轨道最高点B时，对轨道的压力大小为多少?答案和解析D4、甲图中，汽车过凹形桥最低点时，.一，二二,匚可知「三’7故A错误；夙乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水处于超重状态，此时水对桶底的压力最大，故B错误；。、丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，此时重力和轨道的支持力提供向心力，内外轨对内轮缘都没有挤压作用，故C错误；D、丁图中，根据受力分析知该球在4、B位置受力情况相同，即向心力相等，向心加速度相等，故D正确。B当车速大小为上.二时，在凸形桥的最高点有：附g―彳/旦二洲7®当压力等于零时有：由中②代入数据解得：；二工一「，故B正确，4CD错误。BD细线烧断前，静摩擦力和绳子拉力提供物体4、B圆周运动的向心力，二二「”=.丁：:--二二「二，烧断细线后，4所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，4要发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远，B所需要的向心力小于B的最大静摩擦力，B仍保持相对圆盘静止状态，D选项正确.B4.小球在管道中运动，在最高点的最小速度为零，故4错误；B.当管子对小球的弹力为零时，重力提供向心力，根据 ，解得「，若用g一刖不 飞一T£代[-h]，则小球m受到内管壁向上的支持力，据牛顿第二定律得，__，二,二由节白 O11" n此式可知，当V逐渐增大时，小球m受到内管壁向上的支持力F逐渐减小，故B正确；。.在最低点，因为向心力指向圆心，所以重力和弹力的合力方向竖直向上，知外管壁对小球有向上的弹力作用，故C错误；D小球恰好通过最高点时，小球在最高点的速度为零，内壁对小球有向上的支持力，且二_…一，小球从最高点到最低点的过程，由动能定理可得二…」可得小球在最低点r— ——的速度_,膏，据牛顿第二定律得，二；匚解得二=_；.二，所以小球在最低点与最高点受到管的弹力大小之差为4mg，故D错误。B因为小球恰好通过最高点，此时靠重力提供向心力，小球仅受重力作用，故B正确，ACD错误。B设物块的质量为m，当物块刚好发生滑动时，最大静摩擦提供向心力得出八、得出二二.C因此随着转到角速度增大，转到半径大的先发生滑动，故B正确，ACD错误。D.-.5■若钉子在D点及以上，则由机械能守恒定律可知，小球最高只能摆到AB连线上的某点，故AB错误；C.若在F点放钉子，则根据机械能守恒小球应该摆到D点，但由于小球在竖直面内做圆周运动，由竖直面内圆周运动的临界条件可知，到达D点时速度为零，则说明小球达不到D点即已下落，故C错误；D.若在F点以下某点钉钉子，则小球半径很小，只要小球到达最高点时，重力小于小球转动需要的向心力，则小球可以做完整的圆周运动，故D正确。CA.只要小球通过最高点时的速度大于零，小球就可以在竖直平面内做完整的圆周运动。故4错误。B.设小球通过最高点时的速度为..时，杆上的弹力恰好为零，则此时只有重力充当向心力因为，二7::「所以小球在最高点由离心的趋势，对杆有竖直向上的拉力，故B错误;

C.C.同B选项分析，.二三—C正确;D小球通过最高点的临界速度为0，则小球从最低点到最高点，由机械能守恒可知:■■事一—：二’解得「一区故D错误。C・能通过轨道最高点。小球A恰好能通过最高点时，由小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律得出：力”三得出一，三G从A到C的过程，根据机械能守恒定律得出：…？二，「二二■》『：..②根据麻两式得出：•・二？③故在这种情况下，小球不脱离轨道A球的初速度应满足；,；，——-小球A不能到达轨道最高点。小球恰好不脱离轨道时，恰好到达与0等高处，根据机械能守恒定律得出：:一一，叱④得出 ——，故在这种情况下，小球不脱离轨道A球的初速度应满足:——综合上述，小球的初速度不可能为——，故C正确，ABD错误。D设小球到达最高点B的速度为悟，根据机械能守恒定律得:小球要能到达最高点，则在最高点B时，有：襟主性得到：②由用联立得：于三."三代入得：”：；代入得：二…二又机械能守恒定律可知，有：/工%=2#疝s所以：「二"；―，故AB。可能，0不可能。ABCA.物块对球顶恰无压力，说明此时恰好是物体的重力作为圆周运动的向心力，物体离开半球顶端后将做平抛运动，故A正确；B.物体做平抛运动，由『二，二"二以及v=得:一二，故B正确；C.物块对球顶恰无压力，物体的重力作为圆周运动的向心力，由「一得，」三故C正确;D.落地时竖直方向上的速度，W二三三，设落地时速度与地面的夹角为（有故D错误。ACA.汽车以速率..转弯，需要指向内侧的向心力，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，此时摩擦力为零，由重力与支持了的合力提供向心力，说明此处公路内侧较低外侧较高，选项A正确；A车速只要低于.，车辆便有向内侧滑动的趋势，受到静摩擦力，但不一定向内侧滑动，选%项B错误；C车速虽然高于.，但由于车轮与地面有摩擦力，只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动，选项C正确；D根据题述，汽车以速率.转弯，需要指向内侧的向心力，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，没有受到摩擦力，所以当路面结冰时，与未结冰时相比，转弯时.的值不变，选项D错误。AC二3匚两物块A和B随着圆盘转动时，合外力提供向心力，则,= B的半径比A的半径大，所以B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，B的静摩擦力方向指向圆心，A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：T一出?町=谕口年T-网噂=河的1■2r解得：「二二二改，=」，故AC正确，B错误；D.烧断绳子瞬间A物体所需的向心力为…「上此时烧断绳子，A的最大静摩擦力不足以提供向心力，则A做离心运动，故D错误。BC常物体恰能从0点平抛出去，在0点有 「，解得物体从0点平抛出去的速度为■:二二^设“二.丁。二十由机械能守恒定律可知,y:-士三二二r:,解得：二；厂，故选项A错误，B正确；[:由平抛运动规律可得，..二1一，•二，二二七，解得落地点距？的距离为.二r选项C正确，D错误。解：.水桶运动到最高点时，设速度为v时恰好水不流出，由水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得：解得・•・二F=•..二—、5=J.5■对水研究，在最高点时由水的重力和桶底的弹力的合力提供水做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：.-_.一