6.4生活中的圆周运动 同步练习提高卷-试卷（Word版含答案）

人教版高中物理必修二6.4生活中的圆周运动 同步练习提高卷
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 如图，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是（　　）
A．人在最高点时对座位仍可能产生压力
B．人在最低点时对座位的压力等于mg
C．人在最低点时对座位的压力一定等于6mg
D．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来
2. 如图所示，铁路转弯处外轨略高于内轨，若在某转弯处规定行驶的速度为 ，则下列说法正确的是（ ）
A. 若火车行驶到转弯处的速度大于规定速度 ，火车将对外轨有侧向的挤压作用
B. 若火车行驶到转弯处的速度小于规定速度 ，火车将对外轨有侧向的挤压作用
C. 若火车要提速行驶，而弯道坡度不变，要减小弯道半径
D. 若火车要提速行驶，而弯道半径不变，弯道的坡度应适当增大
3. 如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服随圆桶一起转动而未滑动，则（　　）
A．衣服随圆桶做圆周运动的向心力由静摩擦力提供
B．圆桶转速增大，衣服对桶壁的压力减小
C．圆桶转速足够大时，衣服上的水滴将做离心运动
D．圆桶转速增大以后，衣服所受摩擦力也增大
4. 一个质量为 的物体（体积可忽略），在半径为 的光滑半球顶点处以水平速度 运动，如图 所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 若 ，则物体对半球顶点无压力
B. 若 ，则物体对半球顶点的压力为
C. 若 ，则物体对半球顶点的压力为
D. 若 ，则物体对半球顶点的压力为零
5. 绳子的一端拴一重物，用手握住绳子另一端，使重物在水平面内做匀速圆周运动，下列判断中正确的是（　　）
A．每秒转数相同时，绳短的容易断 B．线速度大小相等时，绳短的容易断
C．旋转周期相同时，绳短的容易断 D．角速度相同时，绳短的容易断
6. 如图所示，倒L型的轻杆一端固定一个质量为m的小球（可视为质点），L杆可围绕竖直轴（）以角速度的匀速转动，若小球在水平面内作圆周运动的半径为R，则杆对球的作用力大小为（　　）
A． B．
C． D．不能确定
7. 如图，在验证向心力公式的实验中，质量为m的钢球①放在A盘的边缘，质量为4m的钢球②放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2:1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a轮、b轮半径之比为1:2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力之比为( )
A．2:1 B．4:1 C．1:4 D．8:1
8. 用细绳拴着小球做圆锥摆运动，如图所示，下列说法正确的是( )
A．小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B．小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力
C．向心力的大小可以表示为Fn＝mrω2，也可以表示为Fn＝mgtan θ
D．小球所受合力为恒力
二、填空题（本大题共4道小题）
9. 离心运动
（1）定义：做圆周运动的物体沿____飞出或做____圆心的运动。
（2）原因：向心力突然____或合力______________。
（3）离心运动的应用和防止
a.应用：离心干燥器；洗衣机的______；离心制管技术；分离血浆和红细胞的离心机。
b.防止：转动的砂轮、飞轮的转速不能太高；在公路弯道，车辆不允许超过_______。
10. 一根长为L的轻绳，一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，小球在竖直平面内做圆周运动，则小球刚好能做圆周运动时，小球在最高点的速度是__________.
11. 某个25kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离拴绳子的横梁2.5m．如果秋千板摆动经过最低位置时的速度是3m/s，这时秋千板所受的压力为______N
12. 如图所示，一个质量为2kg的小球用一根长为1m的细绳连接，在竖直平面内做圆周运动．g＝10m/s2．要使小球能顺利的通过最高点，则最高点的速度至少为_____m/s．若通过最高点时的速度是5m/s，则绳子收到的拉力是______N．
三、解答题（本大题共3道小题）
13. 如图所示，在一内壁光滑环状管道位于竖直面内，其管道口径很小，环半径为R（比管道的口径大得多）。一小球直径略小于管道口径，可视为质点。此时小球滑到达管道的顶端，速度大小为，重力加速度为g。请作出小球的受力示意图。
14. 如图所示为汽车在水平路面做半径为 的大转弯的后视图，悬吊的车顶的灯左偏了 角，则：（重力加速度为 ）
（1）车正向左转弯还是向右转弯
（2）车速是多少
（3）若（）中求出的速度正是汽车转弯时不打滑允许的最大速度，则车轮与路面间的动摩擦因素 是多少 （最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
15. 如图所示，光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平地面上，轨道的A点与水平地面相切，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，恰好能从半圆形轨道最高点B水平飞出，落到水平面地上的C点。重力加速度为g，求：
(1)小球经过B点的速度大小；
(2)小球落地点C距A处的距离为多少？
答案
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 【答案】A
【详解】
A．当人在最高点的速度满足
时，人对座位就会产生压力，故A正确；
B．人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg，故B错误；
C．人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，但人对座位的压力不一定等于6mg，故C错误；
D．当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时，临界速度为
当速度满足
时，没有保险带，人也不会掉下来，故D错误。
故选A。
2. 【答案】 A， D
【解析】火车在转弯处做匀速圆周运动，按规定速度行驶时，其向心力完全由其重力和轨道对其弹力的合力提供；若火车行驶到转弯处的速度大于规定速度 ，则运行过程中需要的向心力增大，火车将对外轨有侧向的挤压作用；若火车行驶到转弯处的速度小于规定速度 ，则运行过程中需要的向心力减小，而火车重力和支持力的合力将大于需要的向心力，火车将对内轨有侧向的挤压作用，故A正确，B错误。
由 得：，若火车要提速行驶，应适当增大弯道的坡度 ，或增大弯道半径 ，C错误，D正确。
3. 【答案】C
【详解】
A．衣服随圆桶做圆周运动的向心力由圆筒对衣服的支持力提供，选项A错误；
B．根据
可知，圆桶转速增大，衣服对桶壁的压力增大，选项B错误；
C．圆桶转速足够大时，衣服上的水滴的附着力不足以提供做圆周运动的向心力，则将做离心运动，选项C正确；
D．竖直方向衣服所受的摩擦力与重力平衡，则圆桶转速增大以后，衣服所受摩擦力不变，选项D错误。
选C。
4. 【答案】 A， C
【解析】若 ，则 ，得：，则物体对半球面顶点无压力，故A正确；若 ，则 ，得：，则物体对半球面顶点的压力为 ，故B错误；设物体受支持力为 ，根据牛顿第二定律：，得：，物体对半球顶点的压力为 ，故C正确，D错误。
5. 【答案】B
【详解】
A．根据牛顿第二定律得
m一定，当转速n相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，即绳子越长越容易断，选项A错误；
B．根据牛顿第二定律得
m一定，线速度大小相等时，绳长r越短，绳子拉力F越大，即绳短的容易断，选项B正确；
C．根据牛顿第二定律得
m一定，当周期T相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，即绳子长越越容易断，选项C错误；
D．根据牛顿第二定律得
m一定，当角速度相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，即绳子越长越容易断，选项D错误。
故选B。
6. 【答案】A
【详解】
杆对小球的作用力的一个分力平衡了小球竖直方向的重力，另一个分力提供了小球水平圆周运动的向心力，所以杆对小球的作用力大小为
故选A。
7. 【答案】A
【详解】
皮带传送，边缘上的点线速度大小相等，所以 ，a轮、b轮半径之比为1∶2，所以，共轴的点，角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等，则，根据向心加速度 ， 由向心力公式 ，得.故A正确．
8. 【答案】BC
【详解】
A.因为向心力是效果力，并不是实际受力，受力分析时不分析，A错误
B.小球受重力和绳子的拉力而做匀速圆周运动，所以圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力提供的，B正确
C.根据向心力方程可知：Fn＝mrω2，根据受力分析也可得到：，C正确
D.小球所受合力提供向心力，方向时刻指向圆心，力的方向一直在变，是变力，D错误
二、填空题（本大题共4道小题）
9. 【答案】 切线 逐渐远离 消失 不足以提供所需的向心力 脱水筒 规定的速度
【详解】
略
10. 【答案】
【详解】
小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，有：，解得：．
11. 【答案】340
【详解】
以小孩为研究对象，根据牛顿第二定律得
FN-mg=
得到秋千板对小孩的支持力为
FN=mg+
解得
FN=340N
由牛顿第三定律得小孩对秋千板的压力大小为340N。
12. 【答案】 30N
【详解】
刚好通过最高点时，只有重力提供向心力，当速度为5m/s时
三、解答题（本大题共3道小题）
13. 【答案】
【详解】
小球滑到达管道的顶端，设小球受重力和管道的作用力，则
由于
所以
说明小球在管道最高点不受管道的作用力，仅受重力作用，故小球的受力示意图为
14. 【答案】 （1） 向右转弯
【解析】对灯受力分析可知，合外力方向向右，所以车正向右转弯。
（2）
【解析】设灯的质量为 ，对灯受力分析知 ，得 。
（3）
【解析】设汽车的质量为 ，汽车刚好不打滑，有 得 。
15. 【答案】(1) (2)
【详解】
(1)小球恰好过最高点，根据牛顿第二定律有：
解得：
(2)小球从B点飞出后，做平抛运动，水平方向：
竖直方向：
解得：
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