第六章 圆周运动 练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第六章 圆周运动 练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-21 04:35:25 | ||
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文档简介
圆周运动
一、单选题
1．如图所示，水平转台上放着、、三个物体，质量分别为、、，离转轴的距离分别为、、，与转台间的动摩擦因数相同.已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当转台旋转时，下列说法中正确的是（ ）
A．若三个物体均未滑动，则物体的向心加速度最大
B．若三个物体均未滑动，则物体受的摩擦力最大
C．若转速增加，则物体最先滑动
D．若转速增加，则物体比物体先滑动
2．转篮球是现在中学生很喜欢的一项运动娱乐项目，其中包含了许多物理知识。如图所示，假设某转球高手能让篮球在他的手指上（手指刚好在篮球的正下方）匀速转动，下列有关描述正确的是（ ）
A．篮球上各点做圆周运动的圆心均在球心处
B．篮球上离轴距离相同的各点速度相同
C．篮球上各点做圆周运动的角速度相等
D．篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越大
3．如图所示，拖拉机后轮的半径大于前轮半径，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时车轮没有打滑，则A、B两点（ ）
A．周期相等 B．角速度相同
C．线速度大小相等 D．向心加速度大小相等
4．中学生常用的修正带结构如图所示，其中修正带盘固定在大齿轮上，大、小齿轮相互啮合。图中a、b点分别为大、小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点，大、小齿轮的半径之比为2：1。当修正带匀速走动时，下列说法正确的是（ ）
A．大、小齿轮的转动方向相同
B．b、c点的向心加速度大小之比为4：1
C．a、b点的线速度大小之比为2：1
D．a、c点的角速度大小之比为3：1
5．如图所示，一辆电动车在水平地面上以恒定速率v行驶，依次通过a，b，c三点，比较三个点向心力大小（ ）
A．Fa＞Fb＞Fc B．Fa＜Fb＜Fc
C．Fc＜Fa＜Fb D．Fa＞Fc＞Fb
6．如图所示，BC为半径等于m竖直放置的光滑细圆管，O为细圆管的圆心，在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ＝0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m＝0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F＝5N的作用，当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失，小球能平滑地冲上粗糙斜面（g＝10m/s2）。则球在圆管中运动时对圆管的压力是（ ）
A．5N B．6N C．N D．N
7．如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒经过、、、四个位置，小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是（ ）
A．位置 B．位置 C．位置 D．位置
8．荡秋千是人们平时喜爱的一项休闲娱乐活动，如图所示，某同学正在荡秋千，A和B分别为运动过程中的最低点和最高点，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．在B位置时，该同学速度为零，处于平衡状态
B．在A位置时，该秋千踏板对同学的支持力大于该同学对秋千踏板的压力
C．由B到A过程中，该同学向心加速度逐渐减小
D．由B到A过程中，该同学向心加速度逐渐增大
9．如图所示，质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时悬线与竖直方向夹角为30°，下列说法正确的是（ ）
A．小明在最高点的速度为零，合力为零
B．小明在最低点的加速度为零，速度最大
C．最高点秋千对小明的作用力为
D．最低点秋千对小明的作用力为mg
10．如图所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN－v2图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．当地的重力加速度大小为
B．小球的质量为
C．v2＝c时，杆对小球弹力方向向上
D．若v2＝2b，则杆对小球弹力大小为2a
11．向心力演示器是用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系实验装置，如图所示。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态，两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为1:4，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为（ ）
A．1:2 B．1:4 C．4:1 D．2:1
12．滚筒洗衣机静止于水平地面上，衣物随着滚筒一起在竖直平面内做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．衣物运动的过程中洗衣机对地面的压力不变
B．衣物运动到最低点B点时处于失重状态
C．衣物运动的过程中洗衣机对地而的摩擦力始终为0
D．衣物运动到最低点B点时受到滚筒的作用力最大，脱水效果更好
二、填空题
13．实验原理
如图所示，在绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），另一端握在手中。将手举过头顶，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，此时沙袋所受的向心力近似等于______。
14．一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为________m/s。
15．向心加速度描述______的快慢，物体做匀速圆周运动的条件是______。
16．实验结论：在半径和角速度一定的情况下，向心力大小与质量成______。
在质量和角速度一定的情况下，向心力大小与半径成______。
在质量和半径一定的情况下，向心力大小与______成正比。
三、实验题
17．如图所示为改装的探究圆周运动的向心加速度的实验装置．有机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个半径为r的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线连接一个重锤，圆盘边缘连接细绳，细绳另一端连接一个小球。实验操作如下：
①利用天平测量小球的质量m；
②闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，调节激光笔2的高度和激光笔1的位置，让激光恰好照射到小球的中心，用刻度尺测量小球做圆周运动的半径R和球心到塑料圆盘的高度h；
③当小球第一次到达A点时开始计时，并记录为1次，记录小球n次到达A点的时间t；
④切断电源，整理器材。
请回答下列问题：
（1）下列说法正确的是________。
A．小球运动的周期为
B．小球运动的线速度大小为
C．小球运动的向心力大小为
D．若电动机的转速增加，激光笔1、2应分别左移、升高
（2）若已测出R＝40.00cm、r＝4.00cm，h＝90.00cm，t＝100.00s，n＝51，π取3.14，则小球做圆周运动的周期T＝________s，记录的当地重力加速度大小应为g＝________m/s2。（计算结果均保留3位有效数字）
18．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。假设某同学在这种环境中设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测量物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中备有必要的基本测量工具。
（1）物体做匀速圆周运动的向心力数值上等于_________（选填“A．弹簧秤的拉力”或“B．物体的重力”，选填字母“A”或“B”）
（2）实验时需要测量的物理量是：圆周运动的周期T、弹簧秤示数F、_________；（写出被测物理量的名称和字母）
（3）待测质量的表达式为m＝_________。
四、解答题
19．如图所示，质量为m=1.2kg的小球P（可以看成质点），用两根轻绳OP和O′P在P点拴结后再分别系于竖直轴上相距0.3m的O、O′两点上，绳OP长0.5m，绳O′P长0.4m。
（1）今在小球上施加一方向与水平方向成θ=37°角的拉力F，将小球缓慢拉起.当绳O′P刚伸直时，拉力F的大小是多少？(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)
（2）如果撤去拉力F，使轴加速转动，求两绳绷紧时的最小角速度；
（3）如果撤去拉力F，使轴匀速转动，设绳O′P对球的作用力为F′，系统与轴一起转动的角速度为ω，请写出F′与角速度ω的关系式并且作F′－ω2的图象。
20．如图一物体A在竖直面内绕点O做逆时针匀速圆周运动，已知半径R=20米，角速度为10弧度每秒。某时刻在O点正上方P点处有物体B开始做自由落体运动，当B落到O点时A、B两物体速度相等（注AB空中不曾相碰，g=10m/s2）。则此刻
(1)物体B的瞬时速度大小多少？
(2)物体A此刻到P点的竖直距离多少米？
(3)物体B继续下落60米的时间内物体A能转多少圈？（按3π=10估算）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．B
5．B
6．D
7．C
8．D
9．C
10．B
11．D
12．D
13．绳对沙袋的拉力
14．20 m/s
15． 线速度方向变化 物体有一定的初速度，且受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用
16． 正比 正比 角速度的平方
17． BD 2.00 9.86
18． A 圆周运动的半径R
19．（1）10N；（2）rad/s；（3）F′=0.48ω2－16，
20．(1)200m/s；(2) 2000m；(3)0.45
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示，水平转台上放着、、三个物体，质量分别为、、，离转轴的距离分别为、、，与转台间的动摩擦因数相同.已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当转台旋转时，下列说法中正确的是（ ）
A．若三个物体均未滑动，则物体的向心加速度最大
B．若三个物体均未滑动，则物体受的摩擦力最大
C．若转速增加，则物体最先滑动
D．若转速增加，则物体比物体先滑动
2．转篮球是现在中学生很喜欢的一项运动娱乐项目，其中包含了许多物理知识。如图所示，假设某转球高手能让篮球在他的手指上（手指刚好在篮球的正下方）匀速转动，下列有关描述正确的是（ ）
A．篮球上各点做圆周运动的圆心均在球心处
B．篮球上离轴距离相同的各点速度相同
C．篮球上各点做圆周运动的角速度相等
D．篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越大
3．如图所示，拖拉机后轮的半径大于前轮半径，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时车轮没有打滑，则A、B两点（ ）
A．周期相等 B．角速度相同
C．线速度大小相等 D．向心加速度大小相等
4．中学生常用的修正带结构如图所示，其中修正带盘固定在大齿轮上，大、小齿轮相互啮合。图中a、b点分别为大、小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点，大、小齿轮的半径之比为2：1。当修正带匀速走动时，下列说法正确的是（ ）
A．大、小齿轮的转动方向相同
B．b、c点的向心加速度大小之比为4：1
C．a、b点的线速度大小之比为2：1
D．a、c点的角速度大小之比为3：1
5．如图所示，一辆电动车在水平地面上以恒定速率v行驶，依次通过a，b，c三点，比较三个点向心力大小（ ）
A．Fa＞Fb＞Fc B．Fa＜Fb＜Fc
C．Fc＜Fa＜Fb D．Fa＞Fc＞Fb
6．如图所示，BC为半径等于m竖直放置的光滑细圆管，O为细圆管的圆心，在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ＝0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m＝0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F＝5N的作用，当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失，小球能平滑地冲上粗糙斜面（g＝10m/s2）。则球在圆管中运动时对圆管的压力是（ ）
A．5N B．6N C．N D．N
7．如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒经过、、、四个位置，小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是（ ）
A．位置 B．位置 C．位置 D．位置
8．荡秋千是人们平时喜爱的一项休闲娱乐活动，如图所示，某同学正在荡秋千，A和B分别为运动过程中的最低点和最高点，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．在B位置时，该同学速度为零，处于平衡状态
B．在A位置时，该秋千踏板对同学的支持力大于该同学对秋千踏板的压力
C．由B到A过程中，该同学向心加速度逐渐减小
D．由B到A过程中，该同学向心加速度逐渐增大
9．如图所示，质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时悬线与竖直方向夹角为30°，下列说法正确的是（ ）
A．小明在最高点的速度为零，合力为零
B．小明在最低点的加速度为零，速度最大
C．最高点秋千对小明的作用力为
D．最低点秋千对小明的作用力为mg
10．如图所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN－v2图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．当地的重力加速度大小为
B．小球的质量为
C．v2＝c时，杆对小球弹力方向向上
D．若v2＝2b，则杆对小球弹力大小为2a
11．向心力演示器是用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系实验装置，如图所示。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态，两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为1:4，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为（ ）
A．1:2 B．1:4 C．4:1 D．2:1
12．滚筒洗衣机静止于水平地面上，衣物随着滚筒一起在竖直平面内做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．衣物运动的过程中洗衣机对地面的压力不变
B．衣物运动到最低点B点时处于失重状态
C．衣物运动的过程中洗衣机对地而的摩擦力始终为0
D．衣物运动到最低点B点时受到滚筒的作用力最大，脱水效果更好
二、填空题
13．实验原理
如图所示，在绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），另一端握在手中。将手举过头顶，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，此时沙袋所受的向心力近似等于______。
14．一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为________m/s。
15．向心加速度描述______的快慢，物体做匀速圆周运动的条件是______。
16．实验结论：在半径和角速度一定的情况下，向心力大小与质量成______。
在质量和角速度一定的情况下，向心力大小与半径成______。
在质量和半径一定的情况下，向心力大小与______成正比。
三、实验题
17．如图所示为改装的探究圆周运动的向心加速度的实验装置．有机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个半径为r的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线连接一个重锤，圆盘边缘连接细绳，细绳另一端连接一个小球。实验操作如下：
①利用天平测量小球的质量m；
②闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，调节激光笔2的高度和激光笔1的位置，让激光恰好照射到小球的中心，用刻度尺测量小球做圆周运动的半径R和球心到塑料圆盘的高度h；
③当小球第一次到达A点时开始计时，并记录为1次，记录小球n次到达A点的时间t；
④切断电源，整理器材。
请回答下列问题：
（1）下列说法正确的是________。
A．小球运动的周期为
B．小球运动的线速度大小为
C．小球运动的向心力大小为
D．若电动机的转速增加，激光笔1、2应分别左移、升高
（2）若已测出R＝40.00cm、r＝4.00cm，h＝90.00cm，t＝100.00s，n＝51，π取3.14，则小球做圆周运动的周期T＝________s，记录的当地重力加速度大小应为g＝________m/s2。（计算结果均保留3位有效数字）
18．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。假设某同学在这种环境中设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测量物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中备有必要的基本测量工具。
（1）物体做匀速圆周运动的向心力数值上等于_________（选填“A．弹簧秤的拉力”或“B．物体的重力”，选填字母“A”或“B”）
（2）实验时需要测量的物理量是：圆周运动的周期T、弹簧秤示数F、_________；（写出被测物理量的名称和字母）
（3）待测质量的表达式为m＝_________。
四、解答题
19．如图所示，质量为m=1.2kg的小球P（可以看成质点），用两根轻绳OP和O′P在P点拴结后再分别系于竖直轴上相距0.3m的O、O′两点上，绳OP长0.5m，绳O′P长0.4m。
（1）今在小球上施加一方向与水平方向成θ=37°角的拉力F，将小球缓慢拉起.当绳O′P刚伸直时，拉力F的大小是多少？(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)
（2）如果撤去拉力F，使轴加速转动，求两绳绷紧时的最小角速度；
（3）如果撤去拉力F，使轴匀速转动，设绳O′P对球的作用力为F′，系统与轴一起转动的角速度为ω，请写出F′与角速度ω的关系式并且作F′－ω2的图象。
20．如图一物体A在竖直面内绕点O做逆时针匀速圆周运动，已知半径R=20米，角速度为10弧度每秒。某时刻在O点正上方P点处有物体B开始做自由落体运动，当B落到O点时A、B两物体速度相等（注AB空中不曾相碰，g=10m/s2）。则此刻
(1)物体B的瞬时速度大小多少？
(2)物体A此刻到P点的竖直距离多少米？
(3)物体B继续下落60米的时间内物体A能转多少圈？（按3π=10估算）
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参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．B
5．B
6．D
7．C
8．D
9．C
10．B
11．D
12．D
13．绳对沙袋的拉力
14．20 m/s
15． 线速度方向变化 物体有一定的初速度，且受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用
16． 正比 正比 角速度的平方
17． BD 2.00 9.86
18． A 圆周运动的半径R
19．（1）10N；（2）rad/s；（3）F′=0.48ω2－16，
20．(1)200m/s；(2) 2000m；(3)0.45
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