2022春人教(2019)物理必修第二册第6章 圆周运动习题(word版含答案)

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名称 2022春人教(2019)物理必修第二册第6章 圆周运动习题(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-05-10 08:47:35

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2022春人教(2019)物理必修第二册第6章 圆周运动习题含答案
人教(2019)必修第二册第6章 圆周运动
一、选择题。
1、关于向心力,下列说法中正确的是(  )
A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力
B.向心力不改变物体做圆周运动的速度大小
C.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力
D.做一般曲线运动的物体所受的合力即为向心力
2、(双选)下列说法正确的是(  )
A.匀速圆周运动是线速度不变的运动
B.匀速圆周运动是角速度不变的运动
C.匀速圆周运动是周期不变的运动
D.做匀速圆周运动的物体经过相等时间的速度变化量相等
3、如图所示为“感受向心力”的实验,用一根轻绳,一端拴着一个小球,在光滑桌面上抡动细绳,使小球做圆周运动,通过拉力来感受向心力.下列说法正确的是(  )
A.只减小旋转角速度,拉力增大
B.只加快旋转速度,拉力减小
C.只更换一个质量较大的小球,拉力增大
D.突然放开绳子,小球仍做曲线运动
4、有一运输西瓜的汽车,以5 m/s的速率通过一个半径为R=10 m的凹形桥,车经凹形桥最低点时,车中间一个质量为6 kg的大西瓜受到周围西瓜对它的作用力大小为(g取10 m/s2)(  )
A.60 N B.75 N C.45 N D.0 N
5、在水平路面上转弯的汽车,向心力是(  )
A.重力和支持力的合力 B.静摩擦力 C.滑动摩擦力 D.牵引力
6、如图所示,一圆环以直径AB为轴做匀速转动,P、Q、R是环上的三点,则下列说法正确的是(  )
A.向心加速度的大小aP=aQ=aR
B.任意时刻P、Q、R三点向心加速度的方向不同
C.线速度vP>vQ>vR
D.任意时刻P、Q、R三点的线速度方向均不同
7、下列关于离心现象的说法中,正确的是(  )
A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B.物体受到离心力时将做远离圆心的圆周运动
C.物体发生离心运动时不再受到向心力的作用
D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将沿圆周运动的切线做直线运动
8、(双选)如图所示光滑轨道上,小球滑下经平直部分冲上圆弧部分的最高点A时,对圆弧的压力为mg,已知圆弧的半径为R,则(  )
A.在最高点A,小球受重力和向心力
B.在最高点A,小球受重力和圆弧的压力
C.在最高点A,小球的速度为
D.在最高点A,小球的向心加速度为2g
9、静止在地球上的物体都要随地球一起转动,下列说法中正确的是(  )
A.它们的运动周期都是相同的 B.它们的线速度都是相同的
C.它们的线速度大小都是相同的 D.它们的角速度是不同的
10、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动.当圆筒的角速度增大以后,物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动,则下列说法正确的是(  )
A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大了
B.物体所受弹力增大,摩擦力减小了
C.物体所受弹力和摩擦力都减小了
D.物体所受弹力增大,摩擦力不变
11、(多选)冰上芭蕾舞剧《天鹅湖》在某大剧院的歌剧厅震撼上演!表演中,演员展开双臂单脚点地做着优美的旋转动作,在他将双臂逐渐放下的过程中,他转动的速度会逐渐变快,则他肩上某点随之转动的(  )
A.周期变大 B.线速度变大
C.角速度变大 D.向心加速度变大
12、(双选)21世纪初某年的 6月11日至26日,“神舟十号” 飞船圆满完成了太空之行,期间还成功进行了人类历史上第二次太空授课,女航天员王亚平做了大量失重状态下的精美物理实验。如图所示为处于完全失重状态下的水珠,下列说法正确的是(  )
A.水珠仍受重力的作用 B.水珠受力平衡
C.水珠所受重力等于所需的向心力 D.水珠不受重力的作用
三、填空含实验题。
13、用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关.
(1)本实验采用的科学方法是 .
A.控制变量法  B.累积法 C.微元法 D.放大法
(2)图示情景正在探究的是 .
A.向心力的大小与半径的关系
B.向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与角速度大小的关系
D.向心力的大小与物体质量的关系
(3)通过本实验可以得到的结果是 .
A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比
14、某学习小组做探究向心力与向心加速度关系实验。实验装置如图甲:一轻质细线上端固定在拉力传感器O点,下端悬挂一质量为m的小钢球。小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动。已知重力加速度为g,主要实验步骤如下:
(1)用游标卡尺测出小球直径d。
(2)按图甲所示把实验器材安装调节好。当小球静止时,如图乙所示,毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐(图中未画出),测得悬点O到球心的距离L=________ m。
(3)利用拉力传感器和计算机,描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线,如图丙所示。
(4)利用光电计时器(图中未画出)测出小球经过B点过程中,其直径的遮光时间为Δt;可得小球经过B点瞬时速度为v=________(用d、Δt表示)。
(5)若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律,则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F1(或F2)应满足的关系式为:_________________________________。
三、解答类题。
15、(计算类综合题)如图所示,B物体放在光滑的水平地面上,在水平力F的作用下由静止开始运动,B物体的质量为m,同时A物体在竖直面内由M点开始做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动.求满足使A、B速度相同的力F的取值.
16、(计算题)在男女双人花样滑冰运动中,男运动员以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动.若运动员的转速为30 r/min,女运动员触地冰鞋的线速度为4.8 m/s,求女运动员做圆周运动的角速度、触地冰鞋做圆周运动的半径及向心加速度大小.
17、(计算题)如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过1 s后,又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰.已知半圆形管道的半径为R=5 m,小球可看作质点且其质量为m=5 kg,重力加速度为g.求:
(1)小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离;
(2)小球经过管道的B点时,受到管道的作用力FNB的大小和方向.
2022春人教(2019)物理必修第二册第6章 圆周运动习题含答案
人教(2019)必修第二册第6章 圆周运动
一、选择题。
1、关于向心力,下列说法中正确的是(  )
A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力
B.向心力不改变物体做圆周运动的速度大小
C.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力
D.做一般曲线运动的物体所受的合力即为向心力
【答案】B
2、(双选)下列说法正确的是(  )
A.匀速圆周运动是线速度不变的运动
B.匀速圆周运动是角速度不变的运动
C.匀速圆周运动是周期不变的运动
D.做匀速圆周运动的物体经过相等时间的速度变化量相等
【答案】 BC
3、如图所示为“感受向心力”的实验,用一根轻绳,一端拴着一个小球,在光滑桌面上抡动细绳,使小球做圆周运动,通过拉力来感受向心力.下列说法正确的是(  )
A.只减小旋转角速度,拉力增大
B.只加快旋转速度,拉力减小
C.只更换一个质量较大的小球,拉力增大
D.突然放开绳子,小球仍做曲线运动
【答案】C 
4、有一运输西瓜的汽车,以5 m/s的速率通过一个半径为R=10 m的凹形桥,车经凹形桥最低点时,车中间一个质量为6 kg的大西瓜受到周围西瓜对它的作用力大小为(g取10 m/s2)(  )
A.60 N B.75 N C.45 N D.0 N
【答案】B
5、在水平路面上转弯的汽车,向心力是(  )
A.重力和支持力的合力 B.静摩擦力 C.滑动摩擦力 D.牵引力
【答案】B
6、如图所示,一圆环以直径AB为轴做匀速转动,P、Q、R是环上的三点,则下列说法正确的是(  )
A.向心加速度的大小aP=aQ=aR
B.任意时刻P、Q、R三点向心加速度的方向不同
C.线速度vP>vQ>vR
D.任意时刻P、Q、R三点的线速度方向均不同
【答案】C
7、下列关于离心现象的说法中,正确的是(  )
A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B.物体受到离心力时将做远离圆心的圆周运动
C.物体发生离心运动时不再受到向心力的作用
D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将沿圆周运动的切线做直线运动
【答案】D
8、(双选)如图所示光滑轨道上,小球滑下经平直部分冲上圆弧部分的最高点A时,对圆弧的压力为mg,已知圆弧的半径为R,则(  )
A.在最高点A,小球受重力和向心力
B.在最高点A,小球受重力和圆弧的压力
C.在最高点A,小球的速度为
D.在最高点A,小球的向心加速度为2g
【答案】BD 
9、静止在地球上的物体都要随地球一起转动,下列说法中正确的是(  )
A.它们的运动周期都是相同的 B.它们的线速度都是相同的
C.它们的线速度大小都是相同的 D.它们的角速度是不同的
【答案】A
10、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动.当圆筒的角速度增大以后,物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动,则下列说法正确的是(  )
A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大了
B.物体所受弹力增大,摩擦力减小了
C.物体所受弹力和摩擦力都减小了
D.物体所受弹力增大,摩擦力不变
【答案】D 
11、(多选)冰上芭蕾舞剧《天鹅湖》在某大剧院的歌剧厅震撼上演!表演中,演员展开双臂单脚点地做着优美的旋转动作,在他将双臂逐渐放下的过程中,他转动的速度会逐渐变快,则他肩上某点随之转动的(  )
A.周期变大 B.线速度变大
C.角速度变大 D.向心加速度变大
【答案】BCD
12、(双选)21世纪初某年的 6月11日至26日,“神舟十号” 飞船圆满完成了太空之行,期间还成功进行了人类历史上第二次太空授课,女航天员王亚平做了大量失重状态下的精美物理实验。如图所示为处于完全失重状态下的水珠,下列说法正确的是(  )
A.水珠仍受重力的作用 B.水珠受力平衡
C.水珠所受重力等于所需的向心力 D.水珠不受重力的作用
【答案】AC
三、填空含实验题。
13、用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关.
(1)本实验采用的科学方法是 .
A.控制变量法  B.累积法 C.微元法 D.放大法
(2)图示情景正在探究的是 .
A.向心力的大小与半径的关系
B.向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与角速度大小的关系
D.向心力的大小与物体质量的关系
(3)通过本实验可以得到的结果是 .
A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比
【答案】(1)A  (2)D  (3)C
14、某学习小组做探究向心力与向心加速度关系实验。实验装置如图甲:一轻质细线上端固定在拉力传感器O点,下端悬挂一质量为m的小钢球。小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动。已知重力加速度为g,主要实验步骤如下:
(1)用游标卡尺测出小球直径d。
(2)按图甲所示把实验器材安装调节好。当小球静止时,如图乙所示,毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐(图中未画出),测得悬点O到球心的距离L=________ m。
(3)利用拉力传感器和计算机,描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线,如图丙所示。
(4)利用光电计时器(图中未画出)测出小球经过B点过程中,其直径的遮光时间为Δt;可得小球经过B点瞬时速度为v=________(用d、Δt表示)。
(5)若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律,则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F1(或F2)应满足的关系式为:_________________________________。
【答案】(2)0.863 0 (0.8625~0.8635均平)  (4)  (5)F2-mg=m
【解析】(2)由题图所示刻度尺可知,其分度值为1 mm,其示数为:86.30 cm=0.863 0 m(0.862 5~0.863 5均正确);
(4)小球经过B点时的瞬时速度:v=;
(5)由题图所示图像可知,小球经过B点时绳子的拉力为F2,绳子的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律得:
F2-mg=m。
三、解答类题。
15、(计算类综合题)如图所示,B物体放在光滑的水平地面上,在水平力F的作用下由静止开始运动,B物体的质量为m,同时A物体在竖直面内由M点开始做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动.求满足使A、B速度相同的力F的取值.
【答案】F=(n=0,1,2…)
【解析】速度相同即大小、方向相同,B为水平向右,A一定要在最低点才能保证速度水平向右.由题意可知:当A从M点运动到最低点时
t=nT+T(n=0,1,2…),线速度v=ωr
对于B(初速度为0):
v=at==
解得:F=(n=0,1,2…).
16、(计算题)在男女双人花样滑冰运动中,男运动员以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动.若运动员的转速为30 r/min,女运动员触地冰鞋的线速度为4.8 m/s,求女运动员做圆周运动的角速度、触地冰鞋做圆周运动的半径及向心加速度大小.
【答案】3.14 rad/s 1.53 m 15.1 m/s2
【解析】男女运动员的转速、角速度是相同的,
由ω=2πn得ω=2×3.14×30/60 rad/s=3.14 rad/s
由v=ωr得r== m=1.53 m
由a=ω2r得a=3.142×1.53 m/s2=15.1 m/s2。
17、(计算题)如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过1 s后,又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰.已知半圆形管道的半径为R=5 m,小球可看作质点且其质量为m=5 kg,重力加速度为g.求:
(1)小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离;
(2)小球经过管道的B点时,受到管道的作用力FNB的大小和方向.
【答案】(1)10 m  (2) 50 N,方向竖直向下
【解析】根据平抛运动的规律:
(1)小球在C点的竖直分速度vy=gt=10 m/s 水平分速度vx=vytan 45°=10 m/s
则B点与C点的水平距离为x=vxt=10 m.
(2)在B点设管道对小球的作用力方向向下,根据牛顿第二定律,有FNB+mg=m,vB=vx=10 m/s,解得FNB=50 N,管道对小球的作用力方向向下。