高中物理圓周運動練習題.doc

1.關于物體做勻速圓周運動的速度，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()ABCD3.一個做勻速圓周運動的物體，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，用細繩系一小球，使小球在水平面內做勻速圓周運動，不計空氣阻力，關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，圓盤上疊放著兩個物塊A和B，當圓盤和物塊繞豎直軸勻速轉動時，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個力作用C 當轉速增大時，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軸7.如圖所示，質量為m的物塊從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動，滑到最低點時的速度為v，若物塊滑到最低點時受到的摩擦力是Ff，則物塊與碗的動摩擦因數為()A B C D8.如圖所示，物塊P置于水平轉盤上隨轉盤一起運動，圖中c方向沿半徑指向圓心，a方向與c方向垂直.當轉盤逆時針轉動時，下列說法正確的是()A 當轉盤勻速轉動時，P受摩擦力方向為cB 當轉盤勻速轉動時，P不受轉盤的摩擦力C 當轉盤加速轉動時，P受摩擦力方向可能為aD 當轉盤減速轉動時，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滑到最低點過程中，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動方向不垂直(最低點除外)10.如圖，一圓盤可繞一通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉動，在圓盤上放一塊橡皮，橡皮塊隨圓盤一起轉動（俯視為逆時針）某段時間圓盤轉速不斷增大，但橡皮塊仍相對圓盤靜止，在這段時間內，關于橡皮塊所受合力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，經過最低點時的速度為v，物體與軌道之間的動摩擦因數為，則它在最低點時受到的摩擦力為()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 如果某時刻速度增大到使汽車對地面壓力為零，則此時駕駛員會有超重的感覺13.火車在水平軌道上轉彎時，若轉彎處內外軌道一樣高，則火車轉彎時()A 對外軌產生向外的擠壓作用B 對內軌產生向外的擠壓作用C 對外軌產生向內的擠壓作用D 對內軌產生向內的擠壓作用14.(多選)勻速圓周運動的向心力公式有多種表達形式，下列表達中正確的是()AFn BFnmv2r CFnmv DFnm2r15.（多選）如圖所示，A、B兩球穿過光滑水平桿，兩球間用一細繩連接，當該裝置繞豎直軸OO勻速轉動時，兩球在桿上恰好不發(fā)生滑動.若兩球質量之比mAmB21，那么關于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兩球運動半徑之比為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，甲圓盤為主動輪，乙靠摩擦隨甲無打滑轉動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之間的動摩擦因數相同，m1距O點為2r，m2距O點為r，當甲緩慢轉動起來且轉速慢慢增加時()A 與圓盤相對滑動前m1與m2的角速度之比1221B 與圓盤相對滑動前m1與m2的向心加速度之比a1a212C 隨轉速慢慢增加，m1先開始滑動D 隨轉速慢慢增加，m2先開始滑動17.（多選）如圖所示，將一質量為m的擺球用長為L的細繩吊起，上端固定，使擺球在水平面內做勻速圓周運動，細繩就會沿圓錐面旋轉，這樣就構成了一個圓錐擺，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 擺球運動周期為2D 擺球運動的轉速為sin18.(多選)如圖所示，有一固定的且內壁光滑的半球面，球心為O，最低點為C，有兩個可視為質點且質量相同的小球A和B，在球面內壁兩個高度不同的水平面內做勻速圓周運動，A球的軌跡平面高于B球的軌跡平面，A、B兩球與O點的連線與豎直線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兩球運動的周期之比為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)公路急轉彎處通常是交通事故多發(fā)地帶.如圖，某公路急轉彎處是一圓弧，當汽車行駛的速率為v0時，汽車恰好沒有向公路內外兩側滑動的趨勢.則在該彎道處()A 路面外側高、內側低B 車速只要低于v0，車輛便會向內側滑動C 車速雖然高于v0，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會向外側滑動D 當路面結冰時，與未結冰時相比，v0的值變小20.長為L的細線，拴一質量為m的小球，細線上端固定，讓小球在水平面內做勻速圓周運動，如圖所示，求細線與豎直方向成角時：(重力加速度為g)(1)細線中的拉力大小；(2)小球運動的線速度的大小.21.如圖所示，有一質量為m1的小球A與質量為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.當小球A在水平板上繞O點做半徑為r的勻速圓周運動時，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運動的線速度大小.22.如圖所示，用一根長為l1 m的細線，一端系一質量為m1 kg的小球(可視為質點)，另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角37，當小球在水平面內繞錐體的軸做勻速圓周運動的角速度為時，細線的張力為FT.(g取10 m/s2，結果可用根式表示)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的細線，一端固定于O點，另一端拴一質量為m的小球，讓其在水平面內做勻速圓周運動(這種運動通常稱為圓錐擺運動)，如圖所示，擺線與豎直方向的夾角為，求：(1)線的拉力大??；(2)小球運動的線速度的大?。?3)小球運動的周期.答案解析1.【答案】C【解析】勻速圓周運動指速度大小不變的圓周運動，線速度的方向時刻在變，故C正確2.【答案】C【解析】雪橇運動時所受摩擦力為滑動摩擦力，方向與運動方向相反，與圓弧相切.又因為雪橇做勻速圓周運動時合力充當向心力，合力方向必然指向圓心.綜上可知，C項正確.3.【答案】C【解析】根據向心力公式得：F1m，當速率增加為原來的3倍時有：F2，由題有：F2F164 N，聯立以上三式：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，方向指向圓周運動的圓心，D對5.【答案】C【解析】該小球在運動中受到重力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，不要把向心力包括在內C正確6.【答案】B【解析】物塊A受到的摩擦力充當向心力，A錯；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個力的作用，B正確；當轉速增大時，A、B所受摩擦力都增大，C錯誤；A對B的摩擦力方向沿半徑向外，D錯誤.故選B.7.【答案】B【解析】物塊滑到最低點時受豎直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三個力作用，根據牛頓第二定律得FNmgm，又FfFN，聯立解得，選項B正確.8.【答案】A【解析】轉盤勻速轉動時，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動的向心力，故摩擦力方向指向圓心O點，A項正確，B項錯誤；當轉盤加速轉動時，物塊P做加速圓周運動，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項錯誤；當轉盤減速轉動時，物塊P做減速圓周運動，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項錯誤.9.【答案】D【解析】物體做加速曲線運動，合力不為零，A錯；物體做速度大小變化的圓周運動，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，D對.10.【答案】C【解析】橡皮塊做加速圓周運動，合力不指向圓心，但一定指向圓周的內側；由于做加速圓周運動，動能不斷增加，故合力與速度的夾角小于90；11.【答案】C【解析】在最低點由向心力公式得：FNmgm，得FNmgm，又由摩擦力公式有FfFN(mgm)，C選項正確.12.【答案】C【解析】對汽車研究，根據牛頓第二定律得：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錯誤，C正確如果某時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錯誤故選C.13.【答案】A【解析】火車在水平軌道上轉彎時，做圓周運動，需要有力提供指向圓心的向心力，即方向指向內側，此時外軌對火車的壓力提供向心力，根據牛頓第三定律可知，火車對外軌產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繩的拉力提供，大小相等，兩球都隨桿一起轉動，角速度相等，A錯，B對.設兩球的運動半徑分別為rA、rB，轉動角速度為，則mArA2mBrB2，所以運動半徑之比為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的角速度設為1，則有1r甲2r乙，所以有1212，選項A錯m1的向心加速度a12r，同理m2的向心加速度a2r，所以發(fā)現相對滑動前a1a212，選項B對隨著轉盤慢慢滑動，靜摩擦力提供向心力，當開始發(fā)生相對滑動時，對m1有m1gm12r12，可得此時角速度1，此時m2的角速度2212，此時，m2的向心力m2r222m2g，此時已經大于最大靜摩擦力m2g，即m2早于m1開始發(fā)生相對滑動，選項C錯，D對17.【答案】BC【解析】擺球受重力和繩子拉力兩個力的作用，設擺球做勻速圓周運動的周期為T，則：mgtanmr，rLsin，T2，轉速n，B、C正確，A、D錯誤.18.【答案】ACD【解析】小球在運動的過程中受到的合力沿水平方向，且恰好提供向心力，根據平行四邊形定則得，FN，則，故A正確小球受到的合外力：mgtanmr，rRsin，解得T，則，故B錯誤根據公式mgtanm2r，所以，所以，故C正確mgtanm，得v，則，故D正確19.【答案】AC【解析】當汽車行駛的速率為v0時，汽車恰好沒有向公路內外兩側滑動的趨勢，即不受靜摩擦力，此時由重力和支持力的合力提供向心力，所以路面外側高、內側低，選項A正確；當車速低于v0時，需要的向心力小于重力和支持力的合力，汽車有向內側運動的趨勢，受到的靜摩擦力向外側，并不一定會向內側滑動，選項B錯誤；當車速高于v0時，需要的向心力大于重力和支持力的合力，汽車有向外側運動的趨勢，靜摩擦力向內側，速度越大，靜摩擦力越大，只有靜摩擦力達到最大以后，車輛才會向外側滑動，選項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，與路面的粗糙程度無關，選項D錯誤.20.【答案】(1)(2)【解析】(1)小球受重力及細線的拉力兩力作用，如圖所示，豎直方向：FTcosmg，故拉力FT.(2)小球做圓周運動的半徑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做勻速圓周運動的向心力等于輕繩拉力FT，根據牛頓第二定律m2gm1解得v.22.【答案】1)rad/s(2)