《2020-2021学年高中物理人教版必修2习题：第五章 曲线运动 第7节 生活中的圆周运动2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021学年高中物理人教版必修2习题：第五章 曲线运动 第7节 生活中的圆周运动2（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 - 第第 7 7 节节生活中的圆周运动生活中的圆周运动 （满分 100 分，60 分钟完成） 班级_姓名_ 第卷第卷( (选择题选择题 共共 4848 分分) ) 一、一、选择题选择题：本大题共本大题共 8 8 小题，小题，每小题每小题 6 6 分，分，共共 4848 分。在每小题给出的四个选项中，至少有分。在每小题给出的四个选项中，至少有 一个选项正确，一个选项正确，选对的得选对的得 6 6 分，分，对而不全得对而不全得 3 3 分。分。选错或不选的得选错或不选的得 0 0 分。分。 1轻绳的一端系重物，手执另一端使重物在光滑水平面上做匀速圆周运动，下述说法正确的 是 （ ） 角速度
2、一定时，线长易断 线速度一定时，线长易断 周期一定，线长易断 向心加速度一定，线短易断 A B C D 2长度为L0.50 m 的轻质细杆OA，A端有一质量为 m3.0 kg的小球， 如 图 1 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，小 球的速率是v2.0 m/s，g取 10 m/s2，则细杆此时受到 （ ） A6.0 N 拉力 B6.0 N 压力 C24 N 拉力 D24 N 压力 3做离心运动的物体，它的速度变化情况（ ） 速度大小不变，方向改变 速度大小改变，方向不变 速度大小和方向可能都改变 速度大小和方向可能都不变 A B C D 4在一个内壁光滑的圆锥
3、桶内，两个质量相等的小球A、B紧贴着桶的内壁分别在不同高度 的水平面内做匀速圆周运动，如图 2 所示，则以下说法中正确的是 （ ） 两球对筒壁的压力相等 A球的线速度一定大于B球的线速度 A球的角速度一定大于B球的角速度 两球的周期相等 A B C D 5下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动 （ ） A汽车转弯时要限制速度 O A L 图 1 A B 图 2 - 2 - B转速很高的砂轮半径不能做得太大 C在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨 D离心泵工作时 6关于离心现象下列说法正确的是 （ ） A当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突
4、然消失时它将做背离圆心的圆周运动 C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将沿切线做直线运动 D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将做曲线运动 7铁路在转弯处外轨略高于内轨的原因是 （ ） 减轻轮缘对外轨的挤压 减轻轮缘与内轨的挤压 火车按规定的速度转弯，外轨就不受轮缘的挤压 火车无论以多大速度转弯，内外轨都不受轮缘挤压 A B C D 8汽车在半径为r的水平弯道上转弯，如果汽车与地面的动摩擦因数为，那么不使汽车发 生滑动的最大速率是 （ ） Arg Brg Cg Dmg 第卷（非选择题，第卷（非选择题，共共 5252 分）分） 二、填空、二、填空、实验题实验题
5、：本大题共本大题共 5 5 小题，小题，每小题每小题 5 5 分，分，共共 2525 分。把正确答案填写在题中横线上分。把正确答案填写在题中横线上 或按要求作答。或按要求作答。 9如图 3 所示，电动机和飞轮的总质量为M，飞轮边缘固定着一质量为m的物 块，物块到轴距离为r， 电动机匀速转动， 当物块转到最高点时， 电动机恰对 地面无压力， 则飞轮的角速度为_rad/s。 10一吊车以 5 m/s 的速度在水平公路上匀速前进，长为 2 m 的悬绳吊着 1 t 的货物，则绳对 货物的拉力是_N，吊车紧急刹车一瞬间，悬绳对货物的拉力是_N。 11一根长 0.625m 的细绳，一端栓一质量m0.4 k
6、g 的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一 OM 图3 - 3 - 端做圆周运动，则小球以v3.0m/s 通过圆周最高点时，绳对小球的拉力大小为 N。 12 已知一辆质量为M的汽车通过拱形桥的桥顶时速度为v， 则此时汽车对桥面的压力为_ （桥的曲率半径为R） 。 13如图 4 所示，AB为一圆弧面，在B点轨道的切线是水平的，BC为水平轨道，一小球沿ABC 轨道运动，其质量为m，轨道半径为R，小球过B点时的速度为v，则小球刚要到达B点 时对轨道的压力大小为_，小球刚过B点时对轨道的压力大小为_。 图 4 三、三、计算题计算题：本大题共本大题共 2 2 小题，小题，计计 2727 分。解答应写出必要的
7、文字说明、方程式和重要演算步分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 14 （12 分）如图 5 所示，轻杆OA长l0.5 m，在A端固定一小球，小球质量m0.5 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的速度大小为v0.4 m/s，求在此位置时杆对小球的作用力。 （g取 10 m/s2） 图 5 15 （15 分）如图 6 所示，水平转盘的中心有个竖直小圆筒，质量为m的物体A放在转盘上，A 到竖直筒中心的距
8、离为r。物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连，B与A质量相 同，物体A与转盘间的最大静摩擦力是正压力的倍，则转盘转动的角速度在什么范围 内，物体A才能随盘转动。 图 6 - 4 - 参考答案 一、选择题：一、选择题： 1 【答案】A 【点拨】由Fmam r v2 m2rm 2 2 4 T r可知，A选项正确。 2 【答案】B 【点拨】小球以速度v0通过最高点时，设杆对球的作用力为F，且方向竖直向下，由向心力 公式得 ：Fmgm L v2 ，所以F L mv2 mg6.0 N，负号说明杆对球的作用力F的方向与假 设的方向相反，即竖直向上，故球对细杆的压力为 6 N，本题答案为 B。 3 【答
9、案】C 【点拨】 （略） 4 【答案】A 【点拨】球在光滑桶内壁做匀速圆周运动，重力mg和桶对它的支持力FN的合力作为向心力， 由牛顿第二定律F合mgcotm2rm r v2 ，而FN sin mg ，则两球对桶壁的压力相等，故 正确，又因为rArB，AB，所以vAvB，即正确，所以本题答案为 A。 5 【答案】ABC 【点拨】 （略） 6 【答案】 C 【点拨】向心力是根据力的作用效果命名的，做匀速圆周运动的物体，所受重力、弹力、摩 擦力的合力提供向心力，并不受向心力和离心力的作用；当合力小于做圆周运动所需的向心 力时，就会产生离心现象，选项 A 错误；根据牛顿第一定律，当做圆周运动物体所受
10、的力都 - 5 - 消失时，物体从力消失时刻起做匀速直线运动，故选项 C 正确，选项 B、D 错误。 7 【答案】A 【点拨】两轨间距为l，内外轨水平高度差为h，转弯处轨道半径为R，向心力由火车重力mg 和轨道对火车支持力FN合力提供，F合mgtan，mgsinmg l h ；F向m R v2 故mg l h m R v2 。则v规 gRh l ，当l、h确定，则v被唯一确定，即为规定的行驶速度。 （1）当火车 行驶速率v等于v规时，F向F合，内、外轨对轮缘没有侧压力；（2）当火车行驶速率v大 于v规时，F合F向，外轨道对轮缘须有侧压力；（3）当火车行驶速度v小于v规时，F合F 向，内轨道对轮
11、缘有侧压力；故 A 选项正确。 8 【答案】B 【点拨】mgm r v2 ，vrg，故B选项正确。 二、填空、实验题：二、填空、实验题： 9 【答案】 mr mgMg 【点拨】当物块转到最高点时，电动机恰对地面无压力，说明此时物块对飞轮加了向上的弹 力F，且FMg，而物块m此时受到重力和竖直向下的弹力F(F是飞轮对物块的作用力)， 其合外力提供它做圆周运动的向心力，即F向mgFm2r，由牛顿第三定律：F与F等 大，即FMg，所以 mr mgMg 。 10 【答案】9800；22300 【点拨】匀速前进时F1mg 9800 N； 刹车瞬间F2mgm L v2 ，则有 ：F2m(g L v2 )2
12、2300 N。 11 【答案】1.76N 【点拨】小球通过最高点时受到重力和绳的拉力作用，则 2 v mgFm l ，解得：F 2 v mgm l 1.76N。 - 6 - 12 【答案】M(g R v2 ) 【点拨】根据牛顿第二定律及向心力公式有：MgFN 2 v M R ，得FNM(g R v2 )。 13 【答案】mgm R v2 ；mg 【点拨】小球刚要到B点时，存在向心加速度，则FNmgm R v2 ，所以FNmgm R v2 。小球 刚过B点，就做匀速直线运动，受力平衡，则FNmg。 三、计算题：三、计算题： 14 【答案】4.84 N 【解析】方法一方法一：先判断小球在最高位置时
13、，杆对小球有无作用力，若有作用力，判断作用 力方向如何。小球所需向心力F向 2 v m l 0.16 N。小球受重力mg5 N，重力大于所需向心 力，所以杆对小球有竖直向上的作用力F，以竖直向下为正方向，对小球有mgFF向，解得 ： F4.84 N。 方法二方法二 ： 设杆对小球有作用力F，并设它的方向竖直向下，则有mgF 2 v m l ，解得 ：F 2 v m l mg4.84 N，可见杆对小球有作用力，大小为 4.84 N，方向与假设的方向相反，即竖直向 上。 15 【答案】 (1)g r (1)g r 【解析】由于A在圆盘上随盘做匀速圆周运动，所以它所受的合外力必然指向圆心，而其中 重力、支持力平衡，绳的拉力指向圆心，所以A所受的摩擦力的方向一定沿着半径或指向圆 心,或背离圆心。当A将要沿盘向外滑时，A所受的最大静摩擦力指向圆心，A的向心力为绳 的拉力与最大静摩擦力的合力，即 2 1m FFmr 由于B静止，故Fmg，由于最大静摩擦力是压力的倍，即 mN FFmg ，由以上各式 解得 1 (1)g r 。 - 7 - 当A将要沿盘向圆心滑时,A所受的最大静摩擦力沿半径向外,这时向心力为: 2 2m FFmr 解得： 1 (1)g r 。 故要使A随盘一起转动，其角速度应满足： (1)g r (1)g r 。
