6.4生活中的圆周运动同步练习-试卷(word版含答案)

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名称 6.4生活中的圆周运动同步练习-试卷(word版含答案)
格式 doc
文件大小 565.7KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-23 20:18:41

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文档简介

6.4生活中的圆周运动同步练习
一、单选题(本大题共8道小题)
1. 摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车,如图所示。当列车转弯时,在电脑控制下,车厢会自动倾斜;行驶在直轨上时,车厢又恢复原状,就像玩具“不倒翁”一样,假设有一超高速列车在水平面内行驶,以 的速度转弯,转弯半径为 ,则质量为 的乘客,在转弯过程中所受到的火车给他的作用力为( 取 )( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,光滑木板长1 m,木板上距离左端处放有一物块,木板可以绕左端垂直纸面的轴转动,开始时木板水平静止.现让木板突然以一恒定角速度顺时针转动时,物块下落正好可以砸在木板的末端,已知重力加速度g=10m/s2,则木板转动的角速度为(   )
A. B. C. D.
3. 荡秋千是儿童喜爱的运动,如图所示,当秋千荡到最高点时关于小孩的加速度说法正确的是(  )
A.由于在最高点,小孩的速度为0,所以加速度等于0
B.由于在最高点,小孩的速度为0,所以向心加速度等于0
C.小孩实际的加速度方向可能是3方向
D.小孩实际的加速度方向一定是4方向
4. 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
5. 如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,质量都为 m,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为,两物体与盘间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,下列说法正确的是(  )
A.此时细线张力为 B.此时圆盘的角速度为
C.此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心 D.此时烧断细线,A和B都将做离心运动
6. 如图所示,A、B、C三个物体放在旋转圆台上,它们与转台间的动摩擦因数均为μ,A的质量为2m,B、C质量均为m,A、B离轴为R,C离轴为2R,当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动),下列说法正确的是(  )
A.C物体的向心加速度最大
B.B物体的静摩擦力最小
C.若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则当圆台转速增加时,C比A先滑动
D.若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则当圆台转速增加时,B比A先滑动
7. 甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1:3,转动半径之比为1:4,角速度之比为2:1,则它们的向心力之比为(  )
A.2:3 B.1:3 C.4:9 D.1:6
8. 如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上质量均为m=2kg,两者用长为L=0.5m的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的0.3倍,A放在距离转轴L=0.5m处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动,开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,g=10m/s2,以下说法正确的是(  )
A.当ω>2rad/s时,A、B相对于转盘会滑动
B.当ω>rad/s时,绳子一定有弹力
C.ω在rad/s<ω<2rad/s时范围内增大时,B所受摩擦力变大
D.ω在0<ω<2rad/s范围内增大时,A所受摩擦力一直变大
二、填空题(本大题共2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. 滑板运动是很多青少年喜爱的运动项目。如图所示,这是某同学在圆弧形场地进行滑板运动的示意图,若圆弧场地半径为,该同学质量为,他滑到场地最低点时的速度大小为,此时他所受的向心力大小为___________,滑板对他的支持力____________(选填“大于”、“小于”或“等于”)他的重力。
三、解答题(本大题共3道小题)
11. 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)
12. 如图甲所示,小球(视为质点)穿在竖直平面内光滑的固定圆环上,绕圆心O点做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时,圆环对小球的弹力大小为F,小球在最高点的速度大小为v,其F—v2图象如图乙所示.取重力加速度大小g=10 m/s2,不计空气阻力.求:
(1)小球的质量和圆环的半径;
(2)小球在最高点受到向上的弹力大小为15N时的速度大小.(结果可保留根式)
13. 下列关于元电荷的说法正确的是(  )
A.元电荷是除正、负电荷外的第三种电荷
B.元电荷就是质子
C.元电荷就是电子
D.自然界所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍
答案
一、单选题(本大题共8道小题)
1. 【答案】 C
【解析】乘客所需的向心力:,而乘客的重力为 ,故火车对乘客的作用力大小为 ,C正确。
2. 【答案】B
【详解】
设从开始到物块砸在木板的末端,木板转过的角度为α,则有,,所以物块下落的高度,由,得物块下落时间为,所以木板转动的角速度,选项B正确.
3. 【答案】B
【详解】
由于在最高点,小孩的速度为0,根据可知向心加速度等于0;到最高点时受重力和拉力,合力不为零,方向沿圆弧的切线方向,则切向加速度不为零,方向沿着圆弧的切线方向,即加速度不为零,沿图中的2方向,选项ACD错误,B正确。
故选B。
4. 【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.
5. 【答案】BD
【详解】
ABC.两物块A和B随着圆盘转动,角速度相同,根据
可知B的半径比A的半径大,所以B所需向心力大,绳子拉力相等,所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,B的最大静摩擦力方向指向圆心,A的最大静摩擦力方向指向圆外,根据牛顿第二定律,对A有
对B有
联立解得
故B正确,AC错误;
D.若此时剪断绳子,B的摩擦力不足以提供所需的向心力,B将会做离心运动,此时A所需要的向心力将角速度代入可求得
由此可知A的摩擦力也不足以提供所需的向心力,A也将会做离心运动,故D正确。
故选BD。
6. 【答案】ABC
【详解】
A.由于A、B、C三个物体共轴转动,角速度ω相等,根据题意,rC=2rA=2rB=2R,由a=ω2r知,C物体的向心加速度最大,故A正确。
B.三个物体都做匀速圆周运动,由合力提供向心力。对其中任意一个物体受力分析,如图
由于支持力与重力平衡,则由静摩擦力提供向心力,有
f=mω2r
由向心力公式
F向=mω2r
得三物体所受的静摩擦力分别为:
FA=(2m)ω2R=2mω2R
FB=mω2R=mω2R
FC=mω2(2R)=2mω2R
可知,B需要的向心力最小,故B受到的摩擦力最小。故B正确。
CD.当ω变大时,物体所需要的向心力也变大,当达到最大静摩擦力时,物体开始滑动。此时有
解得
可知转动半径越大,临界角速度越小,越容易滑动,与质量无关,因此C先滑动,A和B同时滑动。故C正确,D错误。
故选ABC。
7. 【答案】B
【详解】
根据可知,它们的向心力之比为
故选B。
8. 【答案】ABD
【详解】
A.当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时,A、B相对于转盘会滑动,对A有
kmg-T=mLω2
对B有
T+kmg=m×2Lω2
解得
当ω>2rad/s时,A、B相对于转盘会滑动,故A正确;
B.当B达到最大静摩擦力时,绳子开始出现弹力,有
kmg=m×2Lω2
解得
可知ω>rad/s时,绳子具有弹力,故B正确;
C.角速度0<ωD.当ω在0<ω<2rad/s范围内,A相对转盘是静止的,A所受摩擦力为静摩擦力,所以
f-T=mLω2
当ω增大时,静摩擦力也增大,故D正确。
故选ABD。
二、填空题(本大题共2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】

10. 【答案】 大于
【详解】
他所受的向心力大小
根据牛顿第二定律得
可得
三、解答题(本大题共3道小题)
11. 【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 。
12. 【答案】(1)0. 8m.(2)m/s.
【详解】
(1)由图可知,当速度为零时,小球所受的弹力等于小球的重力,因此可得小球的质量为
当时,小球恰好不受弹力,故其重力提供向心力,因此可得
解得
(2)小球在最高点受到向上的弹力大小为15N时,小球所受合力为5N,方向指向圆心,可得
解得
13. 【答案】D
【详解】
ABC.元电荷是基本的电量单位,即不是质子,也不是电子,也不是除正、负电荷外的第三种电荷,ABC错误。
D.自然界所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍,D正确。
故选D。
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