6.4 生活中的圆周运动 同步练习题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 6.4 生活中的圆周运动 同步练习题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 891.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-11 09:48:47 | ||
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文档简介
6.4 生活中的圆周运动
一、单选题
1．一质量为m的汽车绕弯道做半径为R的圆周运动，当汽车的角速度为时，其所受的向心力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，小球沿碗的光滑内壁在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力。则小球受到（ ）
A．重力
B．重力和支持力
C．重力和向心力
D．重力、支持力和向心力
3．质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（ ）
A．小明的速度为零，所受合力为零
B．小明的加速度为零，所受合力为零
C．秋千对小明的作用力大于
D．秋千对小明的作用力小于
4．如图所示，行车通过长为6m的吊臂，吊着质量为1吨的钢材，以v=3m/s速度沿水平方向匀速行驶，行车突然停车，g取10m/s2。则行车突然停车瞬间，吊钩受到的拉力为（ ）
A．1.15×104N B．1.075×104N C．1.0×104N D．0.85×104N
5．下列事例中，属于防止离心运动产生影响的是（ ）
A．用洗衣机脱水
B．汽车转弯时要减速
C．转动雨伞可以去除雨伞上的一些水
6．一质点以匀速率在水平面上做曲线运动，其轨迹如图所示。从图中可以看出，质点在，、，四点处所受向心力最大的点是（曲线较短时，可近似看作圆周运动）（ ）
A． B． C． D．
7．在水平面上转弯的摩托车，如图所示，向心力是（ ）
A．重力和支持力的合力 B．静摩擦力
C．滑动摩擦力 D．重力、支持力、牵引力的合力
8．一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动。现将小车用轻绳系在水平桌面上O点，如图所示的轻绳的长为L，小车转一圈的时间为t。小车运行一段时间后，突然将轻绳剪断，下列关于小车运动判断正确的是（ ）
A．曲线运动 B．匀加速直线运动
C．匀速直线运动 D．匀速圆周运动
9．如图甲所示汽车进入弯道前都要进行必要的减速，可以简化为图乙所示的示意图，、两点分别为减速点和转向点，为进入弯道前的平直公路，段路面为水平圆弧形弯道。已知段的距离为，弯道的半径为，汽车到达点时的速度大小为，汽车与路面间的动摩擦因数为0.6。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。要确保汽车进入弯道后不侧滑，则在弯道上行驶的最大速度的大小和在段做匀减速运动的最小加速度的大小分别为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，长为的轻绳上端固定于点，下端栓接一小球（可视为质点），小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为，重力加速度为，则小球运动一周经过的时间为（ ）
`
A． B． C． D．
11．“S”路曲线行驶是我国驾驶证考试中的一项科目，某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。如图所示，当汽车在水平“S 路”上减速行驶时（ ）
A．两名学员的线速度相等 B．坐在驾驶座上的学员容易被甩出去
C．坐在副驾驶座上的学员受到汽车的作用力较大 D．汽车对学员的作用力大于学员所受的重力
二、多选题
12．下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，乘客快感越强，越不容易爆胎
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时绳子中的拉力可能为零
D．洗衣机脱水桶的脱水原理是因为衣服太重，把水从衣服内压出来了
13．小球用长为的悬线固定在点，在点正下方处有一光滑圆钉（如图所示）。今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放，当悬线竖直状态且与钉相碰时（ ）
A．悬线的拉力突然增大 B．小球的向心加速度突然增大
C．小球的向心加速度不变 D．小球的速度突然增大
14．铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则（ ）
A．内轨外轨均未受到车轮轮缘的挤压
B．若减小转弯速度，外侧车轮轮缘对外轨有挤压
C．这时铁轨对火车的支持力等于
D．这时铁轨对火车的支持力大于
三、填空题
15．航天器中的失重现象
（1）向心力分析：航天员受到的地球____与座舱对他的______的合力提供向心力，由牛顿第二定律：___ =，所以FN=m（）。
（2）完全失重状态：当时座舱对航天员的支持力FN=0，航天员处于_____状态。
16．如图洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时水与衣物间的附着力小于水做圆周运动所需的向心力， 水从筒壁小孔甩出，此种现象属于_______ 。
A、圆周运动 B、离心运动 C、向心运动
17．如图所示，在匀速转动的水平圆盘边缘处放着质量为1kg的小金属块，圆盘的半径为1m，金属块和圆盘间的最大静摩擦力为2 N。为不使金属块从圆盘上掉下来，圆盘转动的最大角速度为________rad/s。
18．长度为L=1.0m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=5kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=20m/s，则小球在最低点的向心力______N，向心加速度______m/s2，小球在最低点所受绳的拉力______N。
四、解答题
19．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面，也叫“过水路面”。如图所示，一辆汽车经过凹形路面时的运动可近似看作半径为R的圆周运动，汽车到达路面最低处时的速度大小为v。已知汽车质量为m，重力加速度为g。
（1）求这辆汽车经过凹形路面最低处时，路面对汽车的支持力大小F；
（2）小明认为，汽车通过凹形路面最低处时的速度越大，其对路面的压力越大。你认为小明的说法是否正确？请说明理由。
20．如图所示，半径为、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为的小球A、B以不同的速度进入管内。A通过最高点时，对管壁上部压力为，B通过最高点时，对管壁下部压力为，求A、B两球落地点间的距离。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【详解】
由向心力公式可知
故选A。
2．B
【详解】
分析小球受力知，小球受重力和支持力，而向心力是重力与支持力的合力，故B正确，ACD错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．小明的速度为零，说明其向心力为零，设此时秋千与竖直方向夹角为，合力为重力的沿切线方向的分力，即
故A错误
B．同理，小明的向心加速度为零，合力不为零。故B错误；
CD．根据A选项分析，可知秋千对小明的作用力为
故C错误；D正确。
故选D。
4．A
【详解】
设刚才质量为m=1000kg，吊臂长L=6m，行车突然停车瞬间，由牛顿第二定律可得
解得
故选A。
5．B
【详解】
A．洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动，故A错误；
B．汽车转弯时要减速，是防止侧向静摩擦力不足提供向心力，造成侧滑，故B正确；
C．转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水，是应用离心运动，故C错误。
故选B。
6．D
【详解】
根据向心力公式
因为运动过程中速率不变，则运动半径越小时，向心力越大，结合题图可知，在d点时，运动半径最小，则向心力最大。
故选D。
7．B
【详解】
摩托车在水平路面上转弯时受到重力、支持力、牵引力以及指向圆心的静摩擦力，所需的向心力由静摩擦力提供，ACD错误，B正确；
故选B。
8．C
【详解】
小车运行一段时间后，突然将轻绳剪断，则小车水平方向不再受外力作用，则小车将做匀速直线运动。
故选C。
9．D
【详解】
汽车在弯道上行驶速度最大时，最大静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律知
可得
在段汽车做匀减速直线运动，在弯道以最大速度行驶时，减速运动的加速度最小，则
解得
即最小加速度大小为。
ABC错误，D正确。
故选D。
10．B
【详解】
设小球运动一周经过的时间为，小球受重力和绳子张力，合力指向圆心提供向心力，由牛顿第二定律可得
解得
故选B。
11．D
【详解】
A．两名学员的线速度大小和方向均不相同，故A错误；
B．坐在副驾驶座上的学员由于运动的圆周轨迹半径更大，因此在角速度相同的前提下，所受的向心加速度更大，更容易被甩出去，故B错误；
C．学员质量未知，无法比较受到汽车的作用力大小，故C错误；
D．汽车对学员的作用力竖直分力等于学员所受的重力，水平分力提供合力，故大于重力，故D正确。
故选D。
12．BC
【详解】
A．汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律，有
速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎。故A错误；
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，由火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力，目的是减轻轮缘与外轨的挤压。故B正确；
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，由自身重力提供向心力时，绳子中的拉力可以为零。故C正确；
D．洗衣机脱水桶的脱水原理是附着在衣服上的小水滴做圆周运动的向心力大于衣服提供的力时，做离心运动，从而离开衣服。故D错误。
故选BC。
13．AB
【详解】
D．当悬线在竖直状态与钉相碰时根据能量守恒可知，小球速度不变，故D错误；
BC．当悬线在竖直状态与钉相碰时根据能量守恒可知，小球速度不变，但圆周运动的半径减
小，根据向心加速度公式
可知向心加速度变大。故B正确；C错误；
A．根据牛顿第二定律，有
F-mg=m
故绳子的拉力为
F=mg+m
故有钉子时，绳子上的拉力变大。故A正确。
故选AB。
14．AC
【详解】
A．火车靠重力和支持力的合力提供向心力，受力如图
根据受力分析可知
解得
所以当时内轨外轨均未受到车轮轮缘的挤压，故A正确；
B．若减小转弯速度，火车近心运动内侧车轮轮缘对内轨有挤压，故B错误；
C．通过受力分析可知铁轨对火车的支持力，故C正确；
D．通过受力分析可知铁轨对火车的支持力，故D错误。
故选AC。
15．引力 支持力 mg-FN 完全失重
16．B
【详解】
当水与衣物间的附着力小于水做圆周运动所需的向心力时，水做离心运动，水从筒壁小孔甩出。故选B。
17．
【详解】
金属块从圆盘上恰不掉下来时满足
解得
18．2000N； 400m/s； 2050N
【详解】
小球在最低点时，由牛顿第二定律得
小球在最低点时，有
小球在最低点时，由牛顿第二定律得
代入数据解得
代入数据解得
19．（1）；（2）见解析
【详解】
（1）汽车经过凹形路面最低处时，根据牛顿第二定律有
解得
（2）由（1）题结论可知，汽车通过凹形路面最低处时的速度越大，凹形路面对汽车的支持力越大，根据牛顿第三定律可知汽车对凹形路面的压力越大。所以小明的说法正确。
20．
【详解】
A球通过C点时，根据牛顿第二定律得
解得：；
B球通过C点根据牛顿第二定律得
解得：；
球离开管口后平抛运动，则有
竖直方向上
解得： ；
水平方向上
解得：。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．一质量为m的汽车绕弯道做半径为R的圆周运动，当汽车的角速度为时，其所受的向心力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，小球沿碗的光滑内壁在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力。则小球受到（ ）
A．重力
B．重力和支持力
C．重力和向心力
D．重力、支持力和向心力
3．质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（ ）
A．小明的速度为零，所受合力为零
B．小明的加速度为零，所受合力为零
C．秋千对小明的作用力大于
D．秋千对小明的作用力小于
4．如图所示，行车通过长为6m的吊臂，吊着质量为1吨的钢材，以v=3m/s速度沿水平方向匀速行驶，行车突然停车，g取10m/s2。则行车突然停车瞬间，吊钩受到的拉力为（ ）
A．1.15×104N B．1.075×104N C．1.0×104N D．0.85×104N
5．下列事例中，属于防止离心运动产生影响的是（ ）
A．用洗衣机脱水
B．汽车转弯时要减速
C．转动雨伞可以去除雨伞上的一些水
6．一质点以匀速率在水平面上做曲线运动，其轨迹如图所示。从图中可以看出，质点在，、，四点处所受向心力最大的点是（曲线较短时，可近似看作圆周运动）（ ）
A． B． C． D．
7．在水平面上转弯的摩托车，如图所示，向心力是（ ）
A．重力和支持力的合力 B．静摩擦力
C．滑动摩擦力 D．重力、支持力、牵引力的合力
8．一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动。现将小车用轻绳系在水平桌面上O点，如图所示的轻绳的长为L，小车转一圈的时间为t。小车运行一段时间后，突然将轻绳剪断，下列关于小车运动判断正确的是（ ）
A．曲线运动 B．匀加速直线运动
C．匀速直线运动 D．匀速圆周运动
9．如图甲所示汽车进入弯道前都要进行必要的减速，可以简化为图乙所示的示意图，、两点分别为减速点和转向点，为进入弯道前的平直公路，段路面为水平圆弧形弯道。已知段的距离为，弯道的半径为，汽车到达点时的速度大小为，汽车与路面间的动摩擦因数为0.6。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。要确保汽车进入弯道后不侧滑，则在弯道上行驶的最大速度的大小和在段做匀减速运动的最小加速度的大小分别为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，长为的轻绳上端固定于点，下端栓接一小球（可视为质点），小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为，重力加速度为，则小球运动一周经过的时间为（ ）
`
A． B． C． D．
11．“S”路曲线行驶是我国驾驶证考试中的一项科目，某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。如图所示，当汽车在水平“S 路”上减速行驶时（ ）
A．两名学员的线速度相等 B．坐在驾驶座上的学员容易被甩出去
C．坐在副驾驶座上的学员受到汽车的作用力较大 D．汽车对学员的作用力大于学员所受的重力
二、多选题
12．下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，乘客快感越强，越不容易爆胎
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时绳子中的拉力可能为零
D．洗衣机脱水桶的脱水原理是因为衣服太重，把水从衣服内压出来了
13．小球用长为的悬线固定在点，在点正下方处有一光滑圆钉（如图所示）。今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放，当悬线竖直状态且与钉相碰时（ ）
A．悬线的拉力突然增大 B．小球的向心加速度突然增大
C．小球的向心加速度不变 D．小球的速度突然增大
14．铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则（ ）
A．内轨外轨均未受到车轮轮缘的挤压
B．若减小转弯速度，外侧车轮轮缘对外轨有挤压
C．这时铁轨对火车的支持力等于
D．这时铁轨对火车的支持力大于
三、填空题
15．航天器中的失重现象
（1）向心力分析：航天员受到的地球____与座舱对他的______的合力提供向心力，由牛顿第二定律：___ =，所以FN=m（）。
（2）完全失重状态：当时座舱对航天员的支持力FN=0，航天员处于_____状态。
16．如图洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时水与衣物间的附着力小于水做圆周运动所需的向心力， 水从筒壁小孔甩出，此种现象属于_______ 。
A、圆周运动 B、离心运动 C、向心运动
17．如图所示，在匀速转动的水平圆盘边缘处放着质量为1kg的小金属块，圆盘的半径为1m，金属块和圆盘间的最大静摩擦力为2 N。为不使金属块从圆盘上掉下来，圆盘转动的最大角速度为________rad/s。
18．长度为L=1.0m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=5kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=20m/s，则小球在最低点的向心力______N，向心加速度______m/s2，小球在最低点所受绳的拉力______N。
四、解答题
19．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面，也叫“过水路面”。如图所示，一辆汽车经过凹形路面时的运动可近似看作半径为R的圆周运动，汽车到达路面最低处时的速度大小为v。已知汽车质量为m，重力加速度为g。
（1）求这辆汽车经过凹形路面最低处时，路面对汽车的支持力大小F；
（2）小明认为，汽车通过凹形路面最低处时的速度越大，其对路面的压力越大。你认为小明的说法是否正确？请说明理由。
20．如图所示，半径为、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为的小球A、B以不同的速度进入管内。A通过最高点时，对管壁上部压力为，B通过最高点时，对管壁下部压力为，求A、B两球落地点间的距离。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【详解】
由向心力公式可知
故选A。
2．B
【详解】
分析小球受力知，小球受重力和支持力，而向心力是重力与支持力的合力，故B正确，ACD错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．小明的速度为零，说明其向心力为零，设此时秋千与竖直方向夹角为，合力为重力的沿切线方向的分力，即
故A错误
B．同理，小明的向心加速度为零，合力不为零。故B错误；
CD．根据A选项分析，可知秋千对小明的作用力为
故C错误；D正确。
故选D。
4．A
【详解】
设刚才质量为m=1000kg，吊臂长L=6m，行车突然停车瞬间，由牛顿第二定律可得
解得
故选A。
5．B
【详解】
A．洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动，故A错误；
B．汽车转弯时要减速，是防止侧向静摩擦力不足提供向心力，造成侧滑，故B正确；
C．转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水，是应用离心运动，故C错误。
故选B。
6．D
【详解】
根据向心力公式
因为运动过程中速率不变，则运动半径越小时，向心力越大，结合题图可知，在d点时，运动半径最小，则向心力最大。
故选D。
7．B
【详解】
摩托车在水平路面上转弯时受到重力、支持力、牵引力以及指向圆心的静摩擦力，所需的向心力由静摩擦力提供，ACD错误，B正确；
故选B。
8．C
【详解】
小车运行一段时间后，突然将轻绳剪断，则小车水平方向不再受外力作用，则小车将做匀速直线运动。
故选C。
9．D
【详解】
汽车在弯道上行驶速度最大时，最大静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律知
可得
在段汽车做匀减速直线运动，在弯道以最大速度行驶时，减速运动的加速度最小，则
解得
即最小加速度大小为。
ABC错误，D正确。
故选D。
10．B
【详解】
设小球运动一周经过的时间为，小球受重力和绳子张力，合力指向圆心提供向心力，由牛顿第二定律可得
解得
故选B。
11．D
【详解】
A．两名学员的线速度大小和方向均不相同，故A错误；
B．坐在副驾驶座上的学员由于运动的圆周轨迹半径更大，因此在角速度相同的前提下，所受的向心加速度更大，更容易被甩出去，故B错误；
C．学员质量未知，无法比较受到汽车的作用力大小，故C错误；
D．汽车对学员的作用力竖直分力等于学员所受的重力，水平分力提供合力，故大于重力，故D正确。
故选D。
12．BC
【详解】
A．汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律，有
速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎。故A错误；
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，由火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力，目的是减轻轮缘与外轨的挤压。故B正确；
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，由自身重力提供向心力时，绳子中的拉力可以为零。故C正确；
D．洗衣机脱水桶的脱水原理是附着在衣服上的小水滴做圆周运动的向心力大于衣服提供的力时，做离心运动，从而离开衣服。故D错误。
故选BC。
13．AB
【详解】
D．当悬线在竖直状态与钉相碰时根据能量守恒可知，小球速度不变，故D错误；
BC．当悬线在竖直状态与钉相碰时根据能量守恒可知，小球速度不变，但圆周运动的半径减
小，根据向心加速度公式
可知向心加速度变大。故B正确；C错误；
A．根据牛顿第二定律，有
F-mg=m
故绳子的拉力为
F=mg+m
故有钉子时，绳子上的拉力变大。故A正确。
故选AB。
14．AC
【详解】
A．火车靠重力和支持力的合力提供向心力，受力如图
根据受力分析可知
解得
所以当时内轨外轨均未受到车轮轮缘的挤压，故A正确；
B．若减小转弯速度，火车近心运动内侧车轮轮缘对内轨有挤压，故B错误；
C．通过受力分析可知铁轨对火车的支持力，故C正确；
D．通过受力分析可知铁轨对火车的支持力，故D错误。
故选AC。
15．引力 支持力 mg-FN 完全失重
16．B
【详解】
当水与衣物间的附着力小于水做圆周运动所需的向心力时，水做离心运动，水从筒壁小孔甩出。故选B。
17．
【详解】
金属块从圆盘上恰不掉下来时满足
解得
18．2000N； 400m/s； 2050N
【详解】
小球在最低点时，由牛顿第二定律得
小球在最低点时，有
小球在最低点时，由牛顿第二定律得
代入数据解得
代入数据解得
19．（1）；（2）见解析
【详解】
（1）汽车经过凹形路面最低处时，根据牛顿第二定律有
解得
（2）由（1）题结论可知，汽车通过凹形路面最低处时的速度越大，凹形路面对汽车的支持力越大，根据牛顿第三定律可知汽车对凹形路面的压力越大。所以小明的说法正确。
20．
【详解】
A球通过C点时，根据牛顿第二定律得
解得：；
B球通过C点根据牛顿第二定律得
解得：；
球离开管口后平抛运动，则有
竖直方向上
解得： ；
水平方向上
解得：。答案第1页，共2页
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