3.3圆周运动的案例分析同步练习(Word版含答案)

3.3圆周运动的案例分析同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．光盘驱动器在读取内圈数据时，以恒定线速度方式读取，而在读取外圈数据时，以恒定角速度的方式读取。设内圈内边缘半径为R1，内圈外边缘半径为R2，外圈外边缘半径为R3。A、B、C分别为内圈内边缘、内圈外边缘和外圈外边缘上的点。则读取内圈上A点时A点的向心加速度大小和读取外圈上C点时，C点的向心加速度大小之比为（ ）
A． B． C． D．
2．一个做匀速圆周运动的物体，如果半径不变，而速率增加到原来速率的3倍，其向心力增加了64 N，则物体原来受到的向心力的大小是
A．16 N B．12 N C．8 N D．6 N
3．如图所示，质量为m的小球在竖直面内的光滑的轨道做圆周运动，圆周的半径为R，小球过最高点时，刚好不脱离圆环，则其通过最高点是不正确的是（ ）
A．小球对圆环的压力大小等于mg
B．小球的向心力等于mg
C．小球的线速度大小等于
D．小球的向心加速度等于g
4．如图所示，细线栓住玩具小船，小船在引擎的驱动下在水面上做匀速圆周运动，牵引力F牵与水的阻力f都沿圆弧切线方向，使小船速度方向不断改变的力是（　　）
A．牵引力F牵 B．细线对小船的拉力T
C．水对小船的阻力f D．水对小船的浮力F浮
5．关于加速度不变的运动，以下说法正确的是（　　）
A．一定是直线运动 B．一定是曲线运动
C．可能是圆周运动 D．可能是曲线运动
6．如图所示，用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演（水在运动的过程中不会洒落），绳长为2L，则杯子运动到最高点处的速度至少是（ ）
A． B． C． D．2
7．如图所示，放在粗糙水平圆盘上的物块随圆盘一起做匀速圆周运动。则该物块（ ）
A．可能受两个力 B．可能受四个力
C．所受合力大小不变 D．所受合力可能为零
8．共享单车风靡全国各大城市，如图是单车的一部分，a为脚踏板，b为大齿轮的轮缘，c为小齿轮的轮缘，d为后轮的轮胎边缘。某人骑着该车不断转动a使车匀速前进，下列说法错误的是（　　）
A．a、b两点适用于向心加速度与半径成正比
B．b、c两点适用于向心加速度与半径成反比
C．四个点中d的线速度最小
D．车前进的速度跟d的线速度大小相等
9．如下图所示，一球体绕轴以角速度旋转，A、B为球体上两点，下列说法正确的是（　　）
A．A、B具有大小相等的线速度
B．由知，A的向心加速度大于B的向心加速度
C．由知，A、B两点具有大小相等的向心加速度
D．A、B两点的向心加速度方向都指向球心
10．如图所示，摩天轮载着轿厢在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，轿厢中的乘客与轿厢相对静止，a、c分别为轿厢运动过程中经过与转轴等高的两个位置，b、d分别为轿厢经过的最低点和最高点，对于图中恰处于a位置轿厢内的乘客，下列说法正确的是（　　）
A．在a位置时，轿厢内乘客处于失重状态
B．轿厢刚转到b位置时，轿厢内乘客所受合力恰好为零
C．轿厢分别转到a、c两位置时，轿厢内乘客受到座椅的作用力大小相等
D．轿厢分别转到b、d两位置时，轿厢内乘客在d位置所受到的合力较小
11．北京时间2月25日消息，2019年体操世界杯墨尔本站男子单杠单项的决赛，中国体操队选手张成龙获得铜牌。假设张成龙训练时做“单臂大回环”的高难度动作时，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。如图甲所示，张成龙运动到最高点时，用力传感器测得张成龙与单杠间弹力大小为F，用速度传感器记录他在最高点的速度大小为v，得到F v2图像如图乙所示。g取10 m/s2，则下列说法中错误的是（　　）
A．张成龙的质量为65 kg
B．张成龙的重心到单杠的距离为0.9 m
C．当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的弹力方向向上
D．当张成龙在最高点的速度为4 m/s时，张成龙受单杠的弹力方向向下
12．如图所示，质量为m的物块从半径为R的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速率为v，若物块与轨道的动摩擦因数为μ，则物块滑到最低点时受到的摩擦力是（重力加速度为g）（　　）
A．μmg B． C． D．
13．如图所示，用长为L的细线栓着一质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向间的夹角为θ。下列说法中正确的（　　）
A．小球受重力、线的拉力和向心力的作用 B．向心力由线的拉力与小球所受重力的合力提供
C．向心力的大小等于 D．向心力的大小等于mgsinθ
14．圆周运动在生活中处处可见，下列四幅图用圆周运动的知识解释正确的是（　　）
A．图1表示荡秋千，小孩在竖直平面内做圆周运动，由小孩的重力和秋千作用力的合力提供向心力
B．图2表示一列拐弯的火车，火车拐弯时速度越小，则铁路路基磨损就越小
C．图3表示杂技演员骑着摩托车在光滑的圆锥形筒内壁上做水平面内的圆周运动，则演员在不同高度处所受向心力大小相等
D．图4表示在室内自行车比赛中，自行车在赛道上做匀速圆周运动，将运动员和自行车看作一个整体，则该整体受四个力作用
15．如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺表面上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（　　）
A．a、b和c三点的线速度大小相等
B．a、b两点的线速度始终相同
C．a、b和c三点的角速度大小相等
D．a、b两点的加速度比c点的大
二、填空题（共4题）
16．如图所示，圆轨道AB是在竖直平面内的圆周，在B点轨道的切线是水平的，一质点自A点从静止开始下滑，滑到B点时的速度大小是，则在质点刚要到达B点时的加速度大小为__________，滑过B点时的加速度大小为____________。
17．一只电子钟的时针和分针的长度之比为2∶3，角速度之比为________，时针和分针针端的线速度之比为________，向心加速度之比为________．
18．如图所示，一辆汽车在水平路面上行驶时对路面的压力_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）汽车所受的重力；通过拱形路面最高处时对路面的压力_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）汽车所受的重力．
19．某物理兴趣小组为了验证向心力公式，设计了如图所示裝置，拉力传感器可以显示绳子拉力大小，直径为d的小球通过绳子拴接，小球球心到固定绳子顶点距离为L，现把小球拉至水平位置释放，光电门计时器记录小球经过最低处的遮光时间为t，重力加速度为g，则：
（1）小球经过最低处时的速度大小是______；
（2）为验证向心力公式，______（填“需要”或“不需要”）测出小球的质量；
（3）若经过最低处时拉力计的示数满足______（用题干已知字母表示），则说明向心力公式成立。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，暗室中一水平转台上，距离转轴长为的位置嵌入一物块（可视为质点）。在常亮光源照射下从上往下看，转台逆时针匀速转动，如果用频闪光源照射转台，发现物块做顺时针匀速转动。已知物块质量为，频闪光源闪光频率为，观察到物块做顺时针圆周运动的周期为，当地重力加速度的大小为。求：
(1)水平转台的最小转速；
(2)转台以最小转速转动时给物块的作用力大小。
21．如图所示，与轻绳相连的滑块置于水平圆盘上，绳的另一端固定于圆盘中心的转轴上，绳子刚好伸直且无弹力，绳长l=0.6m滑块随圆盘一起做匀速圆周运动（二者未发生相对滑动），滑块的质量m=1.5kg，与水平圆盘间的动摩擦因数μ=0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）圆盘角速度ω=1rad/s时，滑块受到静摩擦力的大小；
（2）圆盘角速度ω由0缓慢增大到5rad/s过程中，圆盘对滑块所做功的大小（绳未断）。
22．如图所示为一水平的转台，转台上固定一长直杆，转台挡板到旋转轴OO＇的距离为R。两均可视为质点的小球M、N穿过长直杆并用质量不计的轻绳（始终处于伸直状态）拴接，环绕OO＇轴转动，当稳定时小球M、N距离转轴的距离分别为r1、r2，已知，两球与长直杆之间的动摩擦因数均为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当转台的角速度大小为ω1时拴接两球的轻绳刚好产生作用力，已知重力加速度为g，求：
（1）若继续增大角速度，两球所受的摩擦力都不变，则球M和球N的质量比为多大？
（2）已知M和N的质量分别为m1和m2，当时，轻绳突然断裂，此后转台的角速度不再增加，当M、N达到稳定时，受到的向心力分别为多大？
23．如图所示一质点沿顺时针方向做匀速圆周运动，在图中画出质点在A点向心力的方向和B点线速度的方向.
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．A
4．B
5．D
6．B
7．C
8．C
9．B
10．C
11．C
12．C
13．B
14．C
15．C
16． 2g
17． 1∶12 1∶18 1∶216
18．等于，大于
19． 需要
20．(1)；(2)
21．（1） 0.9N；（2）
22．（1）；（2）μm1g；
23．
答案第1页，共2页