高中物理圓周運(yùn)動(dòng)練習(xí)題.doc

1.關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，下列說法中正確的是()A 速度大小和方向都改變 B 速度的大小和方向都不變C 速度的大小不變，方向改變 D 速度的大小改變，方向不變2.一只小狗拉著雪橇在水平冰面上沿著圓弧形的道路勻速行駛，如圖所示為雪橇所受的牽引力F及摩擦力Ff的示意圖，其中正確的是()ABCD3.一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，如果半徑不變，而速率增加到原來速率的3倍，其向心力增加了64 N，則物體原來受到的向心力的大小是()A 16 N B 12 N C 8 N D 6 N4.下列對圓錐擺的受力分析正確的是()A B C D 5.如圖所示，用細(xì)繩系一小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，關(guān)于小球的受力正確的是()A 只受重力 B 只受繩子拉力 C 受重力、繩子拉力 D 受重力、繩子拉力和向心力6.如圖所示，圓盤上疊放著兩個(gè)物塊A和B，當(dāng)圓盤和物塊繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊與圓盤始終保持相對靜止，則()A 物塊A不受摩擦力作用B 物塊B受5個(gè)力作用C 當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，A所受摩擦力增大，B所受摩擦力減小DA對B的摩擦力方向沿半徑指向轉(zhuǎn)軸7.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動(dòng)，滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，若物塊滑到最低點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力是Ff，則物塊與碗的動(dòng)摩擦因數(shù)為()A B C D8.如圖所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)，圖中c方向沿半徑指向圓心，a方向與c方向垂直.當(dāng)轉(zhuǎn)盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A 當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向?yàn)閏B 當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P不受轉(zhuǎn)盤的摩擦力C 當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為aD 當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為b9.如圖所示，某物體沿光滑圓弧軌道由最高點(diǎn)滑到最低點(diǎn)過程中，物體的速率逐漸增大，則()A 物體的合外力為零B 物體的合力大小不變，方向始終指向圓心OC 物體的合外力就是向心力D 物體的合力方向始終與其運(yùn)動(dòng)方向不垂直(最低點(diǎn)除外)10.如圖，一圓盤可繞一通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放一塊橡皮，橡皮塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視為逆時(shí)針）某段時(shí)間圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大，但橡皮塊仍相對圓盤靜止，在這段時(shí)間內(nèi)，關(guān)于橡皮塊所受合力F的方向的四種表示（俯視圖）中，正確的是（）A B C D11.一質(zhì)量為m的物體，沿半徑為R的向下凹的半圓形軌道滑行，如圖所示，經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，物體與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則它在最低點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力為()Amg B Cm(g) Dm(g)12.如圖所示，地球可以看成一個(gè)巨大的拱形橋，橋面半徑R6400 km，地面上行駛的汽車重力G3104N，在汽車的速度可以達(dá)到需要的任意值，且汽車不離開地面的前提下，下列分析中正確的是()A 汽車的速度越大，則汽車對地面的壓力也越大B 不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對座椅壓力大小都等于3104NC 不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對座椅壓力大小都小于他自身的重力D 如果某時(shí)刻速度增大到使汽車對地面壓力為零，則此時(shí)駕駛員會(huì)有超重的感覺13.火車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時(shí)，若轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌道一樣高，則火車轉(zhuǎn)彎時(shí)()A 對外軌產(chǎn)生向外的擠壓作用B 對內(nèi)軌產(chǎn)生向外的擠壓作用C 對外軌產(chǎn)生向內(nèi)的擠壓作用D 對內(nèi)軌產(chǎn)生向內(nèi)的擠壓作用14.(多選)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式有多種表達(dá)形式，下列表達(dá)中正確的是()AFn BFnmv2r CFnmv DFnm2r15.（多選）如圖所示，A、B兩球穿過光滑水平桿，兩球間用一細(xì)繩連接，當(dāng)該裝置繞豎直軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩球在桿上恰好不發(fā)生滑動(dòng).若兩球質(zhì)量之比mAmB21，那么關(guān)于A、B兩球的下列說法中正確的是()AA、B兩球受到的向心力之比為21BA、B兩球角速度之比為11CA、B兩球運(yùn)動(dòng)半徑之比為12DA、B兩球向心加速度之比為1216.(多選)如圖所示，甲、乙兩水平圓盤緊靠在一塊，甲圓盤為主動(dòng)輪，乙靠摩擦隨甲無打滑轉(zhuǎn)動(dòng)甲圓盤與乙圓盤的半徑之比為r甲r乙21，兩圓盤和小物體m1、m2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，m1距O點(diǎn)為2r，m2距O點(diǎn)為r，當(dāng)甲緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)起來且轉(zhuǎn)速慢慢增加時(shí)()A 與圓盤相對滑動(dòng)前m1與m2的角速度之比1221B 與圓盤相對滑動(dòng)前m1與m2的向心加速度之比a1a212C 隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m1先開始滑動(dòng)D 隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m2先開始滑動(dòng)17.（多選）如圖所示，將一質(zhì)量為m的擺球用長為L的細(xì)繩吊起，上端固定，使擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩就會(huì)沿圓錐面旋轉(zhuǎn)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)圓錐擺，下列說法正確的是()A 擺球受重力、拉力和向心力的作用B 擺球受重力和拉力的作用C 擺球運(yùn)動(dòng)周期為2D 擺球運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為sin18.(多選)如圖所示，有一固定的且內(nèi)壁光滑的半球面，球心為O，最低點(diǎn)為C，有兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)且質(zhì)量相同的小球A和B，在球面內(nèi)壁兩個(gè)高度不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A球的軌跡平面高于B球的軌跡平面，A、B兩球與O點(diǎn)的連線與豎直線OC間的夾角分別為53和37，則(sin 370.6)()AA、B兩球所受支持力的大小之比為43BA、B兩球運(yùn)動(dòng)的周期之比為2CA、B兩球的角速度之比為2DA、B兩球的線速度之比為8319.(多選)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶.如圖，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢.則在該彎道處()A 路面外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低B 車速只要低于v0，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)C 車速雖然高于v0，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)D 當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，v0的值變小20.長為L的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，細(xì)線上端固定，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，求細(xì)線與豎直方向成角時(shí)：(重力加速度為g)(1)細(xì)線中的拉力大??；(2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小.21.如圖所示，有一質(zhì)量為m1的小球A與質(zhì)量為m2的物塊B通過輕繩相連，輕繩穿過光滑水平板中央的小孔O.當(dāng)小球A在水平板上繞O點(diǎn)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊B剛好保持靜止.求：(重力加速度為g)(1)輕繩的拉力.(2)小球A運(yùn)動(dòng)的線速度大小.22.如圖所示，用一根長為l1 m的細(xì)線，一端系一質(zhì)量為m1 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角37，當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為時(shí)，細(xì)線的張力為FT.(g取10 m/s2，結(jié)果可用根式表示)求：(1)若要小球離開錐面，則小球的角速度0至少為多大.(2)若細(xì)線與豎直方向的夾角為60，則小球的角速度為多大.23.長為L的細(xì)線，一端固定于O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng))，如圖所示，擺線與豎直方向的夾角為，求：(1)線的拉力大??；(2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小；(3)小球運(yùn)動(dòng)的周期.答案解析1.【答案】C【解析】勻速圓周運(yùn)動(dòng)指速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)，線速度的方向時(shí)刻在變，故C正確2.【答案】C【解析】雪橇運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，與圓弧相切.又因?yàn)檠┣磷鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)時(shí)合力充當(dāng)向心力，合力方向必然指向圓心.綜上可知，C項(xiàng)正確.3.【答案】C【解析】根據(jù)向心力公式得：F1m，當(dāng)速率增加為原來的3倍時(shí)有：F2，由題有：F2F164 N，聯(lián)立以上三式：648m，m8 N，解得：F18 N，C正確4.【答案】D【解析】圓錐擺向心力由合外力提供，方向指向圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，D對5.【答案】C【解析】該小球在運(yùn)動(dòng)中受到重力G和繩子的拉力F，拉力F和重力G的合力提供了小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)到的向心力；向心力是沿半徑方向上的所有力的合力，所以受力分析時(shí)，不要把向心力包括在內(nèi)C正確6.【答案】B【解析】物塊A受到的摩擦力充當(dāng)向心力，A錯(cuò)；物塊B受到重力、支持力、A對物塊B的壓力、A對物塊B沿半徑向外的靜摩擦力和圓盤對物塊B沿半徑向里的靜摩擦力，共5個(gè)力的作用，B正確；當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，A、B所受摩擦力都增大，C錯(cuò)誤；A對B的摩擦力方向沿半徑向外，D錯(cuò)誤.故選B.7.【答案】B【解析】物塊滑到最低點(diǎn)時(shí)受豎直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三個(gè)力作用，根據(jù)牛頓第二定律得FNmgm，又FfFN，聯(lián)立解得，選項(xiàng)B正確.8.【答案】A【解析】轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊P所受的重力和支持力平衡，摩擦力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故摩擦力方向指向圓心O點(diǎn)，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊P做加速圓周運(yùn)動(dòng)，不僅有沿c方向指向圓心的向心力，還有指向a方向的切向力，使線速度大小增大，兩方向的合力即摩擦力可能指向b，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊P做減速圓周運(yùn)動(dòng)，不僅有沿c方向指向圓心的向心力，還有指向a相反方向的切向力，使線速度大小減小，兩方向的合力即摩擦力可能指向d，D項(xiàng)錯(cuò)誤.9.【答案】D【解析】物體做加速曲線運(yùn)動(dòng)，合力不為零，A錯(cuò)；物體做速度大小變化的圓周運(yùn)動(dòng)，合力不指向圓心，合力沿半徑方向的分力等于向心力，合力沿切線方向的分力使物體速度變大，即除在最低點(diǎn)外，物體的速度方向與合力的方向夾角為銳角，合力與速度不垂直，B、C錯(cuò)，D對.10.【答案】C【解析】橡皮塊做加速圓周運(yùn)動(dòng)，合力不指向圓心，但一定指向圓周的內(nèi)側(cè)；由于做加速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不斷增加，故合力與速度的夾角小于90；11.【答案】C【解析】在最低點(diǎn)由向心力公式得：FNmgm，得FNmgm，又由摩擦力公式有FfFN(mgm)，C選項(xiàng)正確.12.【答案】C【解析】對汽車研究，根據(jù)牛頓第二定律得：mgFNm，則得FNmgm，可知，速度v越大，地面對汽車的支持力FN越小，則汽車對地面的壓力也越小，故A錯(cuò)誤由上可知，汽車和駕駛員都具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，駕駛員對座椅壓力大小都小于他自身的重力，而駕駛員的重力未知，所以駕駛員對座椅壓力范圍無法確定，故B錯(cuò)誤，C正確如果某時(shí)刻速度增大到使汽車對地面壓力為零，駕駛員具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，故D錯(cuò)誤故選C.13.【答案】A【解析】火車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時(shí)，做圓周運(yùn)動(dòng)，需要有力提供指向圓心的向心力，即方向指向內(nèi)側(cè)，此時(shí)外軌對火車的壓力提供向心力，根據(jù)牛頓第三定律可知，火車對外軌產(chǎn)生向外的壓力作用故選A.14.【答案】ACD【解析】15.【答案】BCD【解析】兩球的向心力都由細(xì)繩的拉力提供，大小相等，兩球都隨桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，A錯(cuò)，B對.設(shè)兩球的運(yùn)動(dòng)半徑分別為rA、rB，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為，則mArA2mBrB2，所以運(yùn)動(dòng)半徑之比為rArB12，C正確.由牛頓第二定律Fma可知aAaB12，D正確.16.【答案】BD【解析】m1的角速度設(shè)為1，則有1r甲2r乙，所以有1212，選項(xiàng)A錯(cuò)m1的向心加速度a12r，同理m2的向心加速度a2r，所以發(fā)現(xiàn)相對滑動(dòng)前a1a212，選項(xiàng)B對隨著轉(zhuǎn)盤慢慢滑動(dòng)，靜摩擦力提供向心力，當(dāng)開始發(fā)生相對滑動(dòng)時(shí)，對m1有m1gm12r12，可得此時(shí)角速度1，此時(shí)m2的角速度2212，此時(shí)，m2的向心力m2r222m2g，此時(shí)已經(jīng)大于最大靜摩擦力m2g，即m2早于m1開始發(fā)生相對滑動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)，D對17.【答案】BC【解析】擺球受重力和繩子拉力兩個(gè)力的作用，設(shè)擺球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，則：mgtanmr，rLsin，T2，轉(zhuǎn)速n，B、C正確，A、D錯(cuò)誤.18.【答案】ACD【解析】小球在運(yùn)動(dòng)的過程中受到的合力沿水平方向，且恰好提供向心力，根據(jù)平行四邊形定則得，F(xiàn)N，則，故A正確小球受到的合外力：mgtanmr，rRsin，解得T，則，故B錯(cuò)誤根據(jù)公式mgtanm2r，所以，所以，故C正確mgtanm，得v，則，故D正確19.【答案】AC【解析】當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢，即不受靜摩擦力，此時(shí)由重力和支持力的合力提供向心力，所以路面外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低，選項(xiàng)A正確；當(dāng)車速低于v0時(shí)，需要的向心力小于重力和支持力的合力，汽車有向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢，受到的靜摩擦力向外側(cè)，并不一定會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)車速高于v0時(shí)，需要的向心力大于重力和支持力的合力，汽車有向外側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢，靜摩擦力向內(nèi)側(cè)，速度越大，靜摩擦力越大，只有靜摩擦力達(dá)到最大以后，車輛才會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)，選項(xiàng)C正確；由mgtanm可知，v0的值只與路面與水平面的夾角和彎道的半徑有關(guān)，與路面的粗糙程度無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.20.【答案】(1)(2)【解析】(1)小球受重力及細(xì)線的拉力兩力作用，如圖所示，豎直方向：FTcosmg，故拉力FT.(2)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑rLsin，向心力FnFTsinmgtan，而Fnm，故小球的線速度v.21.【答案】1)m2g(2)【解析】(1)物塊B受力平衡，故輕繩拉力FTm2g(2)小球A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于輕繩拉力FT，根據(jù)牛頓第二定律m2gm1解得v.22.【答案】1)rad/s(2)