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1、匀速圆周运动本章测评 (时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分)1.在匀速圆周运动中,发生变化的物理量是()A.速度B.速率C.角速度D.周期解析:匀速圆周运动的角速度、周期保持不变,线速度大小即速率不变,方向时刻变化,是变速运动,A正确,B、C、D错误.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧碍鳝绢懣硯涛镕頃赎巯驂雞虯从躜鞯烧。答案:A2.关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期与向心加速度的关系,下列说法中正确的是()A.角速度大的向心加速度一定大B.线速度大的向心加速度一定大C.线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大D.周期小的向心加速度一定大解析:由向
2、心加速度公式a=r2=r可知,当r一定时,角速度大的向心加速度一定大,故A错;当r一定时,线速度大的向心加速度一定大,故B错;由a=r2=r=v得线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大,故C对;当r一定时,周期T小,向心加速度大,故D错.聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅锯鳗鲮詣鋃陉蛮苎覺藍驳驂签拋敘睑绑。答案:C3.甲、乙两名滑冰运动员质量分别为80kg和40 kg,面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的滑冰表演,如图所示.两人相距0.9 m,弹簧测力计的示数为96 N,冰面可视为光滑.下列判断中正确的是()残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東戇鳖納们怿碩洒強缦骟飴顢歡窃緞駔蚂。A.两人的线速度相同,为40 m/s
3、B.两人的角速度相同,为6 rad/sC.两人的运动半径相同,都是0.45 mD.两人的运动半径不同,甲为0.3 m,乙为0.6 m解析:甲、乙两人之间的距离不变,与弹簧始终在同一直线上,所以两人具有相同的角速度.设甲、乙两人的运动半径分别为r1、r2,两人转动时的向心力由弹簧的弹力提供,由牛顿第二定律得酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯詢鳕驄粪讳鱸况閫硯浈颡閿审詔頃緯贾。F=m12r1F=m22r2r1+r2=0.9由解得r1=0.3m,r2=0.6m,=2rad/s.答案:D4.一质量为m的小物块沿半径为R的圆弧轨道下滑,滑到最低点时的速度是v,若小物块与轨道的动摩擦因数是,则当小物块滑到最低点时
4、受到的摩擦力是()彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤亿鳔简闷鼋缔鋃耧泞蹤頓鍥義锥柽鳗铟。A.mgB.mC.m(g+)D.m(g-)解析:在最低点受力分析有:N-mg=m,再由f=N得C正确.答案:C5.火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时,内、外轨对车轮皆无侧压力,若火车在该弯道实际运行速度为50m/s,则下列说法中正确的是()謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂篓鳐驱數硯侖葒屜懣勻雏鉚預齒贡缢颔。A.仅内轨对车轮有侧压力B.仅外轨对车轮有侧压力C.内、外轨对车轮都有侧压力D.内、外轨对车轮均无侧压力答案:B6.如图所示,长0.5m的轻质细杆,一端固定有一个质量为3kg的小球,另一端由电动机带动,使杆绕
5、O在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为2 m/s.g取10m/s2,下列说法正确的是()厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔长鳏檷譴鋃蠻櫓鑷圣绋閼遞钆悵囅为鹬。A.小球通过最高点时,对杆的拉力大小是24NB.小球通过最高点时,对杆的压力大小是6NC.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是24ND.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是54N解析:设小球在最高点时受杆的弹力向上,则mg-N=m,得N=mg-m=6N,故小球对杆的压力大小是6N,A错误,B正确;小球通过最低点时N-mg=m,得N=mg+m=54N,小球对杆的拉力大小是54N,C错误,D正确.茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞摟鳎饗则怿唤倀缀倉長闱踐識着
6、純榮詠。答案:BD7.做匀速圆周运动的物体,其加速度的数值一定()A.跟半径成正比B.跟线速度的二次方成正比C.跟角速度的二次方成正比D.跟线速度和角速度的乘积成正比解析:由向心加速度与各运动参量的关系知a=r2=v,故D正确.A、B、C三个选项中,只有当其中一个量确定时,才能确定加速度与其他量的正反比关系.鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾諦鳍皑绲讳谧铖處騮戔鏡謾维覦門剛慘。答案:D8.飞行员的质量为m,驾驶飞机在竖直面内以速度v做匀速圆周运动,在其运动圆周的最高点和最低点,飞行员对座椅产生的压力是()籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉养鳌顿顾鼋徹脸鋪闳讧锷詔濾铩择觎測。A.在最低点比最高点大2mB.相等C
7、.在最低点比最高点大2mgD.在最高点的压力大些解析:在最低点,F-mg=m,F=mg+m,在最高点,F-mg=m,F=m-mg.由此可见在最低点压力大些,F-F=2mg,C正确.預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅绌鳆現檳硯遙枨纾釕鴨鋃蠟总鴯询喽箋。答案:C9.如图所示,一个球绕中心线OO以角速度转动,则()A.A、B两点的角速度相等B.A、B两点的线速度相等C.若=60,则vAvB=D.若=30,则vAvB=2解析:A、B两点随球一起转动,与球有相同的角速度,A正确;其线速度v=r,由于rA=Rcos rB=R,故vAvB,B错误;若=60,C错误;若=30,D正确.渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨钞陉鳅陸
8、蹕銻桢龕嚌谮爺铰苧芻鞏東誶葦。答案:AD10.如图所示,弹性杆插入桌面的小孔中,杆的另一端连有一个质量为m的小球,今使小球在水平面内做匀速圆周运动,通过传感器测得杆端对小球的作用力的大小为F,小球运动的角速度为,重力加速度为g.则小球做圆周运动的半径为()铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵罴楓鳄烛员怿镀鈍缽蘚邹鈹繽駭玺礙層談。A.B.C.D.解析:设小球受到杆端作用力F在竖直方向的分力为Fy,水平方向的分力为Fx,则有:Fy=mg,Fx=m2r.又F=,以上各式联立可求得:r=.故只有C正确.擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢无貽鳃闳职讳犢繒笃绨噜钯組铷蟻鋨赞釓。答案:C二、填空题(本题共2小题,每空4分,共16
9、分)11.有同学想通过实验来体验向心力公式,设计的实验方案如下:如图所示,线的一端系一个重物,手执线的另一端,使重物在光滑水平桌面上做匀速圆周运动.当转速(角速度)相同时,根据你所学的知识,你认为线长易断,还是线短易断?(选填“长”或“短”).如果重物运动时细线被桌上的一个钉子挡住,随后重物以不变的速率在细线的牵引下绕钉子做圆周运动.细线碰钉子时,是钉子离重物越远线易断,还是离重物越近线易断?(选填“远”或“近”).贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛汉鼉匮鲻潰馒鼋餳攪單瓔纈釷祕譖钭弯惬閻。解析:由F=m2r=m(2n)2r可知当转速(角速度)相同时,细线越长,向心力越大,即细线的拉力越大,细线越易断.由F
10、=m知,线速度相同时,r越小,F越大,细线越易断.坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻馱釣缋鲸鎦潿硯级鹉鄴椟项邬瑣脐鯪裣鄧鯛。答案:长近12.一辆汽车以54km/h的速率通过一座拱形桥的桥顶,汽车对桥面的压力等于车重的一半,这座拱形桥的半径是m.若要使汽车过桥顶时对桥面无压力,则汽车过桥顶时的速度大小至少是 m/s.蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜葦繯颓鲷洁遲銻鹂迳睁張晕辯滾癰學鸨朮刭。解析:v=54km/h=15 m/s,由mg-F=m和F=mg得r=45m;若要使汽车对桥面无压力,则重力恰好完全提供向心力,由牛顿第二定律得mg=m,故v=15m/s21m/s.買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄届嬌擻歿鲶锖够怿輿绸養吕諄载殘撄炜
11、豬铥嵝。答案:4521m/s三、解答题(本题共2小题,共24分)13.(12分)计算机上常用的“3.5英寸、1.44MB”软磁盘的磁道和扇区如图所示,磁盘上共有80个磁道(即80个不同半径的同心圆),每个磁道分成18个扇区,每个扇区可记录512个字节.电动机使磁盘以转速n=300r/min匀速转动.磁头在读、写数据时是不动的.磁盘每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道.綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴飙钪麦蹣鲵殘荩讳创户軾鼹麗躑時嘮犖鈞泞椁。(1)一个扇区通过磁头的时间是多少?(2)不计磁头转移的时间,计算机每秒可从软盘上最多读取多少个字节?解析:磁盘转速n=300r/min=5 r/s所以周期T=0.2s
12、.(1)磁头扫描每个扇区的时间:t=s= s.(2)每个扇区的字节数N0=512个,1s内读取的字节数N=1=51290个=46080个.驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦諑琼针咙鲲鏵鲠黾诂鰒猫餑矫赖懾鷗邻嫱鏹癣。答案:(1)s(2)4608014.(12分)如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半.内壁上有一质量为m的小物块.求:猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑献鵬缩职鲱样犧硯嬸軼產锺銪貸崳门騭荧愛缪。(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度.解析:(1)如图所示,当圆锥筒静止时,小滑块受到重力、摩擦力f和支持力N.由题意可知f=mgsin =mgN=mgcos =mg(2)小物块受到重力和支持力的作用,设圆筒和物体匀速转动的角速度为竖直方向Ncos =mg水平方向Nsin =m2r联立,得=又tan =,r=,解得=.答案:(1)mgmg(2)
