6.4 生活中的圆周运动 课时训练（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 6.4 生活中的圆周运动 课时训练（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 498.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-19 21:13:16 | ||
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文档简介
6.4 生活中的圆周运动 课时训练
一、单选题
1．一汽车在水平公路上行驶，某段位置的弯道半径R=80 m。已知路面与轮胎间的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度大小g=10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为了防止汽车侧滑，过该弯道时汽车允许行驶的最大速度为（ ）
A．20 km/h B．36 km/h C．54 km/h D．72 km/h
2．如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，小球P与半圆轨道间的动摩擦因数处处相等，当小球P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出做竖直上抛运动，上升的最大高度为，空气阻力不计。当小球P下落再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度为h，则小球P（ ）
A．不能从a点冲出半圆轨道
B．能从a点冲出半圆轨道，但h<
C．能从a点冲出半圆轨道，但h>
D．无法确定能否从a点冲出半圆轨道
3．无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径为R，为使注入铁水后管状模型的各部分均对铁水有弹力，则管状模型转动的角速度至少为（ ）
A． B． C． D．
4．摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一、绕中心轴在竖直平面内匀速转动，如图所示为摩天轮的简化示意图，图中a、c分别表示座舱的最低点和最高点，已知小明的质量为m，在游乐园乘坐的摩天轮在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，线速度为v，座椅到中心轴半径为R，重力加速度为g。当小明从a处转动到c处的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小明始终处于超重状态 B．在a、c处受到的合力相同
C．在a、c处对座椅的压力之差为 D．在a、c处对座椅的压力之差为
5．如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法不正确的是（ ）
A．B的向心力是A的向心力的2倍
B．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
C．A、B都有沿半径向外滑动的趋势
D．若B先滑动，则B对A的动摩擦因数μA大于盘对B的动摩擦因数μB
6．如图所示，三个可视为质点的、相同的木块A、B和C放在转盘上，质量均为m，C放在A的上面，A和B两者用长为L的细绳连接，木块与转盘、木块与木块之间的动摩擦因数均为k，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动。开始时，绳恰好伸直，现让该裝置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，以下说法正确的是（ ）
A．当时，绳子拉力随增大
B．物块C会先发生相对滑动
C．当时，C受到的摩擦力为
D．当时，A受到转盘的摩擦力为
7．如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则下列说法正确的是（ ）
A．在最高点小球的速度水平，小球既不超重也不失重
B．小球经过与圆心等高的位置时，处于超重状态
C．盒子在最低点时对小球弹力大小等于2mg，方向向下
D．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于
8．如图所示，质量为m的小球在竖直放置的半径为R的光滑圆形管道内做圆周运动（小球半径不计），下列说法正确的是（ ）
A．小球通过最低点时对管壁压力一定大于重力
B．小球通过最高点时的向心力方向可能为竖直向上
C．小球通过最高点时的最小速度是
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力
9．如图所示，V形细杆AOB能绕其竖直对称轴转动，两质量相等的小环分别套在V形杆的两臂上，并用一定长度的轻质细线连接，两环与臂间的动摩擦因数相同。若保持细线始终处于水平状态，杆转动的角速度最小值为，则（ ）
A．角速度为时，环受到4个力的作用
B．角速度大于时，细线上一定有拉力
C．角速度大于时，环受到的摩擦力可能为0
D．角速度大于时，环受到的摩擦力方向一定沿杆向下
10．如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球，两绳能承受的最大拉力均为。当AC和BC拉直时，，，。细绳AC和BC能绕竖直轴AB匀速转动，因而小球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，则最先被拉断的那根绳及此时小球的速度大小分别为（重力加速度）（ ）
A．AC B．BC
C．AC D．BC
11．在粗糙水平桌面上，长为的细绳一端系一质量为的小球，手握住细绳另一端点在水平面上做匀速圆周运动，小球也随手的运动做匀速圆周运动。细绳始终与桌面保持水平，点做圆周运动的半径为，小球与桌面的动摩擦因数为，。当细绳与点做圆周运动的轨迹相切时，则下列说法正确的是（ ）
A．小球做圆周运动的向心力大小为
B．点做圆周运动的角速度为
C．小球做圆周运动的线速度为
D．小球做圆周运动的轨道半径为
12．如图所示，当列车以恒定速率v通过一段半径为r的水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行，同时观察放在桌面上的质量为m的小物块。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ）
A．列车转弯时的速率v=
B．列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用
C．小物块受到指向桌面外侧的静摩擦力
D．小物块受到桌面的支持力的大小为mgtanθ
二、填空题
13．飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径r=180m的圆周运动，如图所示。如果飞行员的质量m=70kg，飞机经过最低点时的速度=360km/h，这时飞行员对座位的压力为__________，方向为________。
14．车辆在弯道上行驶，已知弯道半径为R，倾角为，若车辆不受地面摩擦力，规定行驶速度为v，则______；若路面结冰，且已知行驶速度，，，要使车辆不侧滑，车辆与冰面间的动摩擦因数至少为______。（g取）
15．在研究物体的运动时，复杂的运动可以通过运动的合成与分解将问题“化繁为简”：比如在研究平抛运动时，我们可以将平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。如图所示，在圆柱体内表面距离底面高为h处，给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度v0（俯视如右图所示），小滑块将沿圆柱体内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与圆柱体内表面紧密贴合，重力加速度为g。
(1)设圆柱体内表面光滑，求：
a.小滑块滑落到圆柱体底面的时间t=_____；
b.小滑块滑落到圆柱体底面时速度v的大小为______；
(2)真实情境中，圆柱体内表面是粗糙的，小滑块在圆柱体内表面所受到的摩擦力f正比于两者之间的正压力N。则对于小滑块在水平方向的速率v随时间的变化关系图像描述正确的为________。（选填“甲”、“乙”、“丙”）请给出详细的论证过程。
三、解答题
16．为了适应我国经济快速发展的需要，我国铁路部门已多次对列车提速，并将继续提速，最高时速已经超过。你认为列车提速是否要对原来铁路的弯道进行改造？应该怎样改造？
17．长的轻杆，其一端连接着一个零件A，零件的质量。现让零件在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动，如图所示。在零件通过最高点时，g取，求下列两种情况下零件对杆的作用力：
（1）零件的线速度为1m/s；
（2）零件的线速度为4m/s。
18．“抛石机”是古代战争中常用的一种设备，其装置简化原理如图所示。“抛石机”长臂的长度，短臂的长度。在某次攻城战中，敌人城墙高度H=12m，士兵们为了能将石块投入敌人城中，在城外堆出了高的小土丘，在小土丘上使用“抛石机”对敌人进行攻击。士兵将质量m=4.8kg的石块装在长臂末端的弹框中，开始时长臂处于静止状态，其与水平底面夹角。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出且恰好击中城墙正面与小土丘等高的P点，P点与抛出位置间的水平距离。不计空气阻力，重力加速度。
（1）求石块刚被抛出时短臂末端的速度大小v。
（2）求石块转到最高点时对弹框竖直方向作用力的大小。
（3）若城墙上端的水平宽度，则石块抛出时速度多大才可以击中敌人城墙顶部？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．B
3．B
4．D
5．A
6．D
7．D
8．A
9．C
10．B
11．C
12．B
13． 4589N 竖直向下
14． 0.077
15． 乙
16．将轨道倾角增大
17．（1）16N，方向竖直向下；（2）44N，方向竖直向上
18．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．一汽车在水平公路上行驶，某段位置的弯道半径R=80 m。已知路面与轮胎间的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度大小g=10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为了防止汽车侧滑，过该弯道时汽车允许行驶的最大速度为（ ）
A．20 km/h B．36 km/h C．54 km/h D．72 km/h
2．如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，小球P与半圆轨道间的动摩擦因数处处相等，当小球P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出做竖直上抛运动，上升的最大高度为，空气阻力不计。当小球P下落再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度为h，则小球P（ ）
A．不能从a点冲出半圆轨道
B．能从a点冲出半圆轨道，但h<
C．能从a点冲出半圆轨道，但h>
D．无法确定能否从a点冲出半圆轨道
3．无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径为R，为使注入铁水后管状模型的各部分均对铁水有弹力，则管状模型转动的角速度至少为（ ）
A． B． C． D．
4．摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一、绕中心轴在竖直平面内匀速转动，如图所示为摩天轮的简化示意图，图中a、c分别表示座舱的最低点和最高点，已知小明的质量为m，在游乐园乘坐的摩天轮在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，线速度为v，座椅到中心轴半径为R，重力加速度为g。当小明从a处转动到c处的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小明始终处于超重状态 B．在a、c处受到的合力相同
C．在a、c处对座椅的压力之差为 D．在a、c处对座椅的压力之差为
5．如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法不正确的是（ ）
A．B的向心力是A的向心力的2倍
B．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
C．A、B都有沿半径向外滑动的趋势
D．若B先滑动，则B对A的动摩擦因数μA大于盘对B的动摩擦因数μB
6．如图所示，三个可视为质点的、相同的木块A、B和C放在转盘上，质量均为m，C放在A的上面，A和B两者用长为L的细绳连接，木块与转盘、木块与木块之间的动摩擦因数均为k，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动。开始时，绳恰好伸直，现让该裝置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，以下说法正确的是（ ）
A．当时，绳子拉力随增大
B．物块C会先发生相对滑动
C．当时，C受到的摩擦力为
D．当时，A受到转盘的摩擦力为
7．如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则下列说法正确的是（ ）
A．在最高点小球的速度水平，小球既不超重也不失重
B．小球经过与圆心等高的位置时，处于超重状态
C．盒子在最低点时对小球弹力大小等于2mg，方向向下
D．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于
8．如图所示，质量为m的小球在竖直放置的半径为R的光滑圆形管道内做圆周运动（小球半径不计），下列说法正确的是（ ）
A．小球通过最低点时对管壁压力一定大于重力
B．小球通过最高点时的向心力方向可能为竖直向上
C．小球通过最高点时的最小速度是
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力
9．如图所示，V形细杆AOB能绕其竖直对称轴转动，两质量相等的小环分别套在V形杆的两臂上，并用一定长度的轻质细线连接，两环与臂间的动摩擦因数相同。若保持细线始终处于水平状态，杆转动的角速度最小值为，则（ ）
A．角速度为时，环受到4个力的作用
B．角速度大于时，细线上一定有拉力
C．角速度大于时，环受到的摩擦力可能为0
D．角速度大于时，环受到的摩擦力方向一定沿杆向下
10．如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球，两绳能承受的最大拉力均为。当AC和BC拉直时，，，。细绳AC和BC能绕竖直轴AB匀速转动，因而小球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，则最先被拉断的那根绳及此时小球的速度大小分别为（重力加速度）（ ）
A．AC B．BC
C．AC D．BC
11．在粗糙水平桌面上，长为的细绳一端系一质量为的小球，手握住细绳另一端点在水平面上做匀速圆周运动，小球也随手的运动做匀速圆周运动。细绳始终与桌面保持水平，点做圆周运动的半径为，小球与桌面的动摩擦因数为，。当细绳与点做圆周运动的轨迹相切时，则下列说法正确的是（ ）
A．小球做圆周运动的向心力大小为
B．点做圆周运动的角速度为
C．小球做圆周运动的线速度为
D．小球做圆周运动的轨道半径为
12．如图所示，当列车以恒定速率v通过一段半径为r的水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行，同时观察放在桌面上的质量为m的小物块。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ）
A．列车转弯时的速率v=
B．列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用
C．小物块受到指向桌面外侧的静摩擦力
D．小物块受到桌面的支持力的大小为mgtanθ
二、填空题
13．飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径r=180m的圆周运动，如图所示。如果飞行员的质量m=70kg，飞机经过最低点时的速度=360km/h，这时飞行员对座位的压力为__________，方向为________。
14．车辆在弯道上行驶，已知弯道半径为R，倾角为，若车辆不受地面摩擦力，规定行驶速度为v，则______；若路面结冰，且已知行驶速度，，，要使车辆不侧滑，车辆与冰面间的动摩擦因数至少为______。（g取）
15．在研究物体的运动时，复杂的运动可以通过运动的合成与分解将问题“化繁为简”：比如在研究平抛运动时，我们可以将平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。如图所示，在圆柱体内表面距离底面高为h处，给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度v0（俯视如右图所示），小滑块将沿圆柱体内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与圆柱体内表面紧密贴合，重力加速度为g。
(1)设圆柱体内表面光滑，求：
a.小滑块滑落到圆柱体底面的时间t=_____；
b.小滑块滑落到圆柱体底面时速度v的大小为______；
(2)真实情境中，圆柱体内表面是粗糙的，小滑块在圆柱体内表面所受到的摩擦力f正比于两者之间的正压力N。则对于小滑块在水平方向的速率v随时间的变化关系图像描述正确的为________。（选填“甲”、“乙”、“丙”）请给出详细的论证过程。
三、解答题
16．为了适应我国经济快速发展的需要，我国铁路部门已多次对列车提速，并将继续提速，最高时速已经超过。你认为列车提速是否要对原来铁路的弯道进行改造？应该怎样改造？
17．长的轻杆，其一端连接着一个零件A，零件的质量。现让零件在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动，如图所示。在零件通过最高点时，g取，求下列两种情况下零件对杆的作用力：
（1）零件的线速度为1m/s；
（2）零件的线速度为4m/s。
18．“抛石机”是古代战争中常用的一种设备，其装置简化原理如图所示。“抛石机”长臂的长度，短臂的长度。在某次攻城战中，敌人城墙高度H=12m，士兵们为了能将石块投入敌人城中，在城外堆出了高的小土丘，在小土丘上使用“抛石机”对敌人进行攻击。士兵将质量m=4.8kg的石块装在长臂末端的弹框中，开始时长臂处于静止状态，其与水平底面夹角。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出且恰好击中城墙正面与小土丘等高的P点，P点与抛出位置间的水平距离。不计空气阻力，重力加速度。
（1）求石块刚被抛出时短臂末端的速度大小v。
（2）求石块转到最高点时对弹框竖直方向作用力的大小。
（3）若城墙上端的水平宽度，则石块抛出时速度多大才可以击中敌人城墙顶部？
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参考答案：
1．D
2．B
3．B
4．D
5．A
6．D
7．D
8．A
9．C
10．B
11．C
12．B
13． 4589N 竖直向下
14． 0.077
15． 乙
16．将轨道倾角增大
17．（1）16N，方向竖直向下；（2）44N，方向竖直向上
18．（1）；（2）；（3）
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