秋千旋转物理题目及答案

秋千旋转物理题目及答案姓名：_____ 准考证号：_____ 得分：__________

一、选择题(每题2分，总共10题)

1.一个质量为50kg的人坐在秋千上，秋千由一根长为3m的绳子悬挂，当秋千摆动到最高点时，人的速度为0，此时绳子受到的拉力是多少？

A.50N

B.98N

C.147N

D.300N

2.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，质量为40kg的人坐在秋千上，秋千的半径为2m，当秋千的角速度为2rad/s时，人受到的向心力是多少？

A.80N

B.160N

C.320N

D.640N

3.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，秋千摆动的最大角度为30度，秋千的质量为60kg，当秋千摆动到最低点时，人的速度是多少？

A.3.2m/s

B.4.8m/s

C.6.4m/s

D.7.2m/s

4.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，周期为2秒，当秋千从最高点摆动到最低点时，人的速度最大，此时人的加速度是多少？

A.9.8m/s²

B.19.6m/s²

C.29.4m/s²

D.39.2m/s²

5.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，质量为50kg的人坐在秋千上，秋千的半径为2m，当秋千的线速度为5m/s时，人受到的向心加速度是多少？

A.6.25m/s²

B.12.5m/s²

C.25m/s²

D.50m/s²

6.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，秋千摆动的最大角度为45度，秋千的质量为70kg，当秋千摆动到最高点时，人的速度是多少？

A.2.5m/s

B.3.5m/s

C.4.5m/s

D.5.5m/s

7.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，周期为3秒，当秋千从最低点摆动到最高点时，人的速度为零，此时人的加速度是多少？

A.9.8m/s²

B.19.6m/s²

C.29.4m/s²

D.39.2m/s²

8.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，质量为60kg的人坐在秋千上，秋千的半径为3m，当秋千的角速度为1.5rad/s时，人受到的向心力是多少？

A.84N

B.168N

C.336N

D.672N

9.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，秋千摆动的最大角度为60度，秋千的质量为80kg，当秋千摆动到最低点时，人的速度是多少？

A.4.0m/s

B.5.0m/s

C.6.0m/s

D.7.0m/s

10.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，周期为2.5秒，当秋千从最高点摆动到最低点时，人的速度最大，此时人的加速度是多少？

A.7.84m/s²

B.15.68m/s²

C.23.52m/s²

D.31.36m/s²

二、填空题(每题2分，总共10题)

1.一个质量为60kg的人坐在秋千上，秋千由一根长为4m的绳子悬挂，当秋千摆动到最高点时，人的速度为0，此时绳子受到的拉力是多少牛顿？

2.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，质量为50kg的人坐在秋千上，秋千的半径为2.5m，当秋千的角速度为3rad/s时，人受到的向心力是多少牛顿？

3.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，秋千摆动的最大角度为45度，秋千的质量为70kg，当秋千摆动到最低点时，人的速度是多少米每秒？

4.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，周期为3秒，当秋千从最低点摆动到最高点时，人的速度为零，此时人的加速度是多少米每秒平方？

5.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，质量为60kg的人坐在秋千上，秋千的半径为3m，当秋千的线速度为6m/s时，人受到的向心加速度是多少米每秒平方？

6.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，秋千摆动的最大角度为60度，秋千的质量为80kg，当秋千摆动到最高点时，人的速度是多少米每秒？

7.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，周期为2.5秒，当秋千从最高点摆动到最低点时，人的速度最大，此时人的加速度是多少米每秒平方？

8.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，质量为50kg的人坐在秋千上，秋千的半径为2m，当秋千的角速度为2.5rad/s时，人受到的向心力是多少牛顿？

9.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，秋千摆动的最大角度为30度，秋千的质量为60kg，当秋千摆动到最低点时，人的速度是多少米每秒？

10.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，周期为2秒，当秋千从最高点摆动到最低点时，人的速度最大，此时人的加速度是多少米每秒平方？

三、多选题(每题2分，总共10题)

1.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，以下哪些因素会影响人受到的向心力？

A.人的质量

B.秋千的半径

C.秋千的角速度

D.秋千的线速度

2.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，以下哪些因素会影响秋千摆动的最大角度？

A.秋千的质量

B.秋千的长度

C.重力加速度

D.初始速度

3.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，以下哪些因素会影响秋千的周期？

A.秋千的质量

B.秋千的长度

C.重力加速度

D.振幅

4.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，以下哪些因素会影响秋千的角速度？

A.人的质量

B.秋千的半径

C.秋千的线速度

D.向心力

5.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，以下哪些因素会影响秋千摆动到最低点时的速度？

A.秋千的质量

B.秋千的长度

C.重力加速度

D.最大角度

6.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，以下哪些因素会影响秋千摆动到最高点时的加速度？

A.秋千的质量

B.秋千的长度

C.重力加速度

D.周期

7.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，以下哪些因素会影响人受到的向心加速度？

A.人的质量

B.秋千的半径

C.秋千的角速度

D.线速度

8.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，以下哪些因素会影响秋千摆动到最高点时的速度？

A.秋千的质量

B.秋千的长度

C.重力加速度

D.最大角度

9.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，以下哪些因素会影响秋千摆动到最低点时的加速度？

A.秋千的质量

B.秋千的长度

C.重力加速度

D.周期

10.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，以下哪些因素会影响秋千的线速度？

A.人的质量

B.秋千的半径

C.秋千的角速度

D.向心力

四、判断题(每题2分，总共10题)

1.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，人受到的向心力始终指向圆心。

2.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，秋千摆动的最大角度越大，摆动到最低点时的速度越大。

3.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，周期与秋千的长度有关，长度越长，周期越长。

4.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，角速度越大，人受到的向心力越大。

5.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，秋千摆动的最大角度越大，摆动到最高点时的加速度越大。

6.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，秋千摆动到最低点时，人的速度最大，加速度为零。

7.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，线速度越大，人受到的向心加速度越大。

8.一个秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，秋千摆动的最大角度越大，摆动到最低点时的加速度越大。

9.一个秋千在竖直方向上做简谐运动，秋千摆动到最高点时，人的速度为零，加速度最大。

10.一个秋千在水平方向上做匀速圆周运动，半径越大，人受到的向心力越大。

五、问答题(每题2分，总共10题)

1.简述秋千在水平方向上做匀速圆周运动时，向心力的来源。

2.解释为什么秋千从静止开始摆动时，不计空气阻力，摆动的最大角度越大，摆动到最低点时的速度越大。

3.说明秋千在竖直方向上做简谐运动时，周期与秋千的长度之间的关系。

4.阐述秋千在水平方向上做匀速圆周运动时，角速度与向心力之间的关系。

5.分析秋千从静止开始摆动时，不计空气阻力，摆动的最大角度越大，摆动到最高点时的加速度越大的原因。

6.描述秋千在竖直方向上做简谐运动时，秋千摆动到最低点时人的速度和加速度的特点。

7.讨论秋千在水平方向上做匀速圆周运动时，线速度与向心加速度之间的关系。

8.解释秋千从静止开始摆动时，不计空气阻力，摆动的最大角度越大，摆动到最低点时的加速度越大的原因。

9.说明秋千在竖直方向上做简谐运动时，秋千摆动到最高点时人的速度和加速度的特点。

10.分析秋千在水平方向上做匀速圆周运动时，半径与向心力之间的关系。

试卷答案

一、选择题答案及解析

1.C

解析：在秋千摆动到最高点时，人受到重力G和绳子拉力T，合力提供向心力。设人质量为m，重力加速度为g，绳长为L，最高点速度为0，则有T+mg=m*0，解得T=-mg，由于拉力为正值，所以绳子受到的拉力为147N（假设人质量为50kg）。

2.B

解析：秋千做匀速圆周运动，人受到向心力F=mω²r。设人质量为m=40kg，角速度ω=2rad/s，半径r=2m，则F=40*2²*2=160N。

3.B

解析：秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，机械能守恒。设人质量为m=60kg，绳长为L=3m，最大角度θ=30度，重力加速度为g，最低点速度为v，则有1/2mv²=mgL(1-cosθ)，解得v=√(2gL(1-cosθ))≈4.8m/s。

4.A

解析：秋千做简谐运动，加速度a=-ω²x。设周期T=2s，则角速度ω=2π/T=πrad/s。从最高点到最低点，位移x=1/2L，加速度a=-ω²x=-π²/4*L，但题目未给出L，通常假设L为绳长，则a≈9.8m/s²。

5.A

解析：秋千做匀速圆周运动，向心加速度a=v²/r。设人质量为m=50kg，线速度v=5m/s，半径r=2m，则a=5²/2=12.5m/s²，但题目要求向心加速度，需再除以m，得6.25m/s²。

6.C

解析：同第3题，设人质量为m=70kg，绳长为L=3m，最大角度θ=45度，重力加速度为g，最高点速度为v，则有1/2mv²=mgL(1-cosθ)，解得v=√(2gL(1-cosθ))≈4.5m/s。

7.A

解析：同第4题，设周期T=3s，则角速度ω=2π/T=2π/3rad/s。从最低点到最高点，位移x=1/2L，加速度a=-ω²x=-4π²/9*L，但题目未给出L，通常假设L为绳长，则a≈9.8m/s²。

8.B

解析：同第2题，设人质量为m=60kg，角速度ω=1.5rad/s，半径r=3m，则F=60*1.5²*3=168N。

9.A

解析：同第3题，设人质量为m=80kg，绳长为L=3m，最大角度θ=30度，重力加速度为g，最低点速度为v，则有1/2mv²=mgL(1-cosθ)，解得v=√(2gL(1-cosθ))≈4.0m/s。

10.D

解析：同第4题，设周期T=2.5s，则角速度ω=2π/T=4π/5rad/s。从最高点到最低点，位移x=1/2L，加速度a=-ω²x=-16π²/25*L，但题目未给出L，通常假设L为绳长，则a≈31.36m/s²。

二、填空题答案及解析

1.60*9.8=588N

解析：同第1题解析，人在最高点时，绳子拉力T=mg=588N。

2.50*2.5²*2.5=781.25N

解析：同第2题解析，向心力F=mω²r=50*2.5²*2.5=781.25N。

3.√(2*9.8*3*(1-cos45°))≈4.24m/s

解析：同第3题解析，速度v=√(2gL(1-cosθ))≈4.24m/s。

4.4π²/9*L≈13.56m/s²

解析：同第4题解析，加速度a=-ω²x=-4π²/9*L≈13.56m/s²。

5.6²/2≈18m/s²

解析：同第5题解析，向心加速度a=v²/r=6²/2.5=14.4m/s²。

6.√(2*9.8*3*(1-cos60°))≈4.39m/s

解析：同第6题解析，速度v=√(2gL(1-cosθ))≈4.39m/s。

7.16π²/25*L≈39.2m/s²

解析：同第7题解析，加速度a=-ω²x=-16π²/25*L≈39.2m/s²。

8.50*2.5²*2=312.5N

解析：同第8题解析，向心力F=mω²r=50*2.5²*2=312.5N。

9.√(2*9.8*3*(1-cos30°))≈4.79m/s

解析：同第9题解析，速度v=√(2gL(1-cosθ))≈4.79m/s。

10.4π²/4*L≈9.87m/s²

解析：同第10题解析，加速度a=-ω²x=-4π²/4*L≈9.87m/s²。

三、多选题答案及解析

1.ABCD

解析：向心力F=mω²r，与人的质量、秋千的半径、秋千的角速度、秋千的线速度有关。

2.BCD

解析：秋千摆动的最大角度与秋千的长度、重力加速度、初始速度有关，与秋千的质量无关。

3.BC

解析：秋千的周期T=2π√(L/g)，与秋千的长度、重力加速度有关，与秋千的质量、振幅无关。

4.BCD

解析：秋千的角速度ω=v/r，与秋千的半径、线速度有关，与人的质量、向心力无关。

5.BCD

解析：秋千摆动到最低点时的速度v=√(2gL(1-cosθ))，与秋千的长度、重力加速度、最大角度有关，与秋千的质量无关。

6.ABC

解析：秋千摆动到最高点时，人的速度为零，加速度a=-ω²x，与秋千的长度、重力加速度、周期有关，与秋千的质量无关。

7.BCD

解析：向心加速度a=v²/r，与秋千的半径、线速度有关，与人的质量无关。

8.BCD

解析：秋千摆动到最高点时的速度v=√(2gL(1-cosθ))，与秋千的长度、重力加速度、最大角度有关，与秋千的质量无关。

9.BC

解析：秋千摆动到最低点时，加速度a=v²/r，与秋千的长度、重力加速度有关，与秋千的质量、周期无关。

10.BCD

解析：秋千的线速度v=ωr，与秋千的半径、角速度有关，与人的质量、向心力无关。

四、判断题答案及解析

1.√

解析：秋千在水平方向上做匀速圆周运动，向心力始终指向圆心。

2.√

解析：秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，机械能守恒，最大角度越大，摆动到最低点时的速度越大。

3.√

解析：秋千在竖直方向上做简谐运动，周期T=2π√(L/g)，长度越长，周期越长。

4.√

解析：秋千在水平方向上做匀速圆周运动，向心力F=mω²r，角速度越大，向心力越大。

5.√

解析：秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，最大角度越大，摆动到最高点时的加速度越大。

6.×

解析：秋千摆动到最低点时，人的速度最大，加速度不为零，而是指向圆心。

7.√

解析：秋千在水平方向上做匀速圆周运动，向心加速度a=v²/r，线速度越大，向心加速度越大。

8.√

解析：秋千从静止开始摆动，不计空气阻力，摆动的最大角度越