2022—2023学年物理人教（2019）必修第二册第6章 圆周运动 练习有答案
文档属性
| 名称 | 2022—2023学年物理人教（2019）必修第二册第6章 圆周运动 练习有答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-15 21:41:13 | ||
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文档简介
2022—2023学年物理人教（2019）必修第二册第6章 圆周运动 练习有答案
一、选择题。
1、机械手表中的分针与秒针的运动可视为匀速转动，分针与秒针从重合到第二次重合，中间经历的时间为( )
A．1 min B. min C. min D. min
2、如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(若忽略摩擦)，这时球受到的力是( )
A．重力和向心力 B．重力和支持力
C．重力、支持力和向心力 D．重力
3、下列关于匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是( )
A.物体除受其他的力外还受到向心力的作用
B.物体所受的合力提供向心力
C.向心力的方向总指向圆心，故方向不变
D.向心力的大小一直在变化
4、如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力由以下哪个力提供( )
A.重力 B.支持力
C.重力和支持力的合力 D.重力、支持力和摩擦力的合力
5、如图所示，A、B为啮合传动的两齿轮，rA＝2rB，则A、B两轮边缘上两点的( )
A．角速度之比为2∶1 B．向心加速度之比为1∶2
C．周期之比为1∶2 D．转速之比为2∶1
6、如图所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧。若竖直圆轨道的半径为R，重力加速度为g，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为( )
A. B.2 C. D.
7、（双选）如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力
B．乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力
C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力
D．丁图中，轨道车过最高点的最小速度为
8、甲、乙两同学都在参加体育锻炼，甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步。在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度大小分别是ω1、ω2。则( )
A．ω1＞ω2 B．ω1＜ω2 C．ω1＝ω2 D．无法确定
9、下列关于向心力的说法中正确的是( )
A．做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用
B．向心力和重力、弹力一样，是性质力
C．做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受的合外力
D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
10、如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和乙、丙两轮的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点，若传动中皮带不打滑，则( )
A．A、B两点的线速度大小之比为2∶1
B．B、C两点的角速度之比为1∶2
C．A、B两点的向心加速度大小之比为2∶1
D．A、C两点的向心加速度大小之比为1∶4
11、如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动。当小球运动到最高点时，瞬时速度为v＝，L是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是( )
A.mg的拉力 B.mg的压力 C.零 D.mg的压力
12、两小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示。当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则O点到小球2的距离是( )
A. B. C. D.
13、(多选)如图所示．用长为L的细线拴住一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是( )
A．小球受到重力、线的拉力和向心力三个力
B．向心力是线对小球的拉力和小球所受重力的合力
C．向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分量
D．向心力的大小等于Mgtan θ
14、（多选）一小球被细绳拴着，在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，向心加速度为a，那么( )
A．角速度ω＝ B．时间t内通过的路程s＝t
C．周期T＝ D．时间t内可能发生的最大位移为2R
15、(多选)如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是( )
A.600 r/min B.900 r/min C.1 200 r/min D.3 000 r/min
二、解答类题。
16、某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素．实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，测量角速度和向心力。
(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为 。
(2)图乙中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线①对应的砝码质量 (选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量．
甲
乙
17、如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，表格中是所得数据，图乙为F v图象、F v2图象、F v3图象，
甲
A B C
乙
v/(m·s－1) 1 1.5 2 2.5 3
F/N 0.88 2 3.5 5.5 7.9
(1)数据表格和图乙中的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时，保持圆柱体质量不变、半径r＝0.1 m的条件下得到的．研究图象后，可得出向心力F和圆柱体线速度v的关系式 ．
(2)为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量 不变．
(3)若已知向心力公式为F＝m，根据上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为 ．
18、（计算类题）某农民发明家为家禽养殖者研发出了一款自动抛食机，其原理如图，将软食料装入长臂末端半圆形金属碗中，电机带动长臂转动，当长臂碰到挡杆时，速度立即变为零，食料被抛出，通过控制长臂的转速来控制食料的抛出范围。长臂的长度为L，假设食料抛出做平抛运动，平抛的初速度和长臂端碰挡杆前的瞬时线速度大小相等，抛出点距地面距离为H，要使食料被抛到地面距抛出点的水平距离为0到D的范围内，则长臂在碰挡杆前的角速度ω应控制在什么范围？(用表达式写出)
19、（计算题）如图甲，某汽车以恒定的速率驶入一个狭长的90°圆弧形水平弯道，弯道两端连接的都是直道。有人在车内测量汽车的向心加速度随时间的变化关系如图乙所示。求：
(1)汽车转弯所用的时间；
(2)汽车行驶的速率。
20、（计算题）一个人用一根长1 m，只能承受35 N拉力的绳子，拴着一个质量为1 kg的小球，在竖直面内做圆周运动，已知转轴O离地面高为6 m，如图所示。(g取10 m/s2)
(1)小球做圆周运动到最低点的速度v达到多少时方能使小球到达最低点时绳子拉断？
(2)此时绳断后，小球落地点与抛出点的水平距离多大？
2022—2023学年物理人教（2019）必修第二册第6章 圆周运动 练习有答案
一、选择题。
1、机械手表中的分针与秒针的运动可视为匀速转动，分针与秒针从重合到第二次重合，中间经历的时间为( )
A．1 min B. min C. min D. min
【答案】C
2、如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(若忽略摩擦)，这时球受到的力是( )
A．重力和向心力 B．重力和支持力
C．重力、支持力和向心力 D．重力
【答案】B
3、下列关于匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是( )
A.物体除受其他的力外还受到向心力的作用
B.物体所受的合力提供向心力
C.向心力的方向总指向圆心，故方向不变
D.向心力的大小一直在变化
【答案】B
4、如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力由以下哪个力提供( )
A.重力 B.支持力
C.重力和支持力的合力 D.重力、支持力和摩擦力的合力
【答案】C
5、如图所示，A、B为啮合传动的两齿轮，rA＝2rB，则A、B两轮边缘上两点的( )
A．角速度之比为2∶1 B．向心加速度之比为1∶2
C．周期之比为1∶2 D．转速之比为2∶1
【答案】B
6、如图所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧。若竖直圆轨道的半径为R，重力加速度为g，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
7、（双选）如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力
B．乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力
C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力
D．丁图中，轨道车过最高点的最小速度为
【答案】BC
8、甲、乙两同学都在参加体育锻炼，甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步。在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度大小分别是ω1、ω2。则( )
A．ω1＞ω2 B．ω1＜ω2 C．ω1＝ω2 D．无法确定
【答案】C
9、下列关于向心力的说法中正确的是( )
A．做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用
B．向心力和重力、弹力一样，是性质力
C．做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受的合外力
D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
【答案】C
10、如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和乙、丙两轮的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点，若传动中皮带不打滑，则( )
A．A、B两点的线速度大小之比为2∶1
B．B、C两点的角速度之比为1∶2
C．A、B两点的向心加速度大小之比为2∶1
D．A、C两点的向心加速度大小之比为1∶4
【答案】D
11、如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动。当小球运动到最高点时，瞬时速度为v＝，L是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是( )
A.mg的拉力 B.mg的压力 C.零 D.mg的压力
【答案】B
12、两小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示。当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则O点到小球2的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】B
13、(多选)如图所示．用长为L的细线拴住一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是( )
A．小球受到重力、线的拉力和向心力三个力
B．向心力是线对小球的拉力和小球所受重力的合力
C．向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分量
D．向心力的大小等于Mgtan θ
【答案】BCD
14、（多选）一小球被细绳拴着，在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，向心加速度为a，那么( )
A．角速度ω＝ B．时间t内通过的路程s＝t
C．周期T＝ D．时间t内可能发生的最大位移为2R
【答案】ABD
15、(多选)如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是( )
A.600 r/min B.900 r/min C.1 200 r/min D.3 000 r/min
【答案】ACD
二、解答类题。
16、某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素．实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，测量角速度和向心力。
(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为 。
(2)图乙中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线①对应的砝码质量 (选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量．
甲
乙
【答案】(1) (2)小于
17、如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，表格中是所得数据，图乙为F v图象、F v2图象、F v3图象，
甲
A B C
乙
v/(m·s－1) 1 1.5 2 2.5 3
F/N 0.88 2 3.5 5.5 7.9
(1)数据表格和图乙中的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时，保持圆柱体质量不变、半径r＝0.1 m的条件下得到的．研究图象后，可得出向心力F和圆柱体线速度v的关系式 ．
(2)为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量 不变．
(3)若已知向心力公式为F＝m，根据上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为 ．
【答案】(1)F＝0.88v2 (2)线速度v (3)0.088 kg
18、（计算类题）某农民发明家为家禽养殖者研发出了一款自动抛食机，其原理如图，将软食料装入长臂末端半圆形金属碗中，电机带动长臂转动，当长臂碰到挡杆时，速度立即变为零，食料被抛出，通过控制长臂的转速来控制食料的抛出范围。长臂的长度为L，假设食料抛出做平抛运动，平抛的初速度和长臂端碰挡杆前的瞬时线速度大小相等，抛出点距地面距离为H，要使食料被抛到地面距抛出点的水平距离为0到D的范围内，则长臂在碰挡杆前的角速度ω应控制在什么范围？(用表达式写出)
【答案】
【解析】食料在最高点做平抛运动，则有：
H＝gt2
D＝vt
联立解得：v＝D
由v＝ωL可得最大转动角速度为：
ω＝＝
最小角速度为0
故角速度范围。
19、（计算题）如图甲，某汽车以恒定的速率驶入一个狭长的90°圆弧形水平弯道，弯道两端连接的都是直道。有人在车内测量汽车的向心加速度随时间的变化关系如图乙所示。求：
(1)汽车转弯所用的时间；
(2)汽车行驶的速率。
【答案】 (1)10 s (2)10 m/s
【解析】 (1)由题图乙可得汽车转弯所用的时间为t＝10 s。
(2)汽车在转弯过程中做圆周运动的周期T＝4t＝40 s，
由an＝r，可得r≈63.7 m，
由an＝，解得v≈10 m/s。
20、（计算题）一个人用一根长1 m，只能承受35 N拉力的绳子，拴着一个质量为1 kg的小球，在竖直面内做圆周运动，已知转轴O离地面高为6 m，如图所示。(g取10 m/s2)
(1)小球做圆周运动到最低点的速度v达到多少时方能使小球到达最低点时绳子拉断？
(2)此时绳断后，小球落地点与抛出点的水平距离多大？
【答案】(1)5 m/s (2)5 m
【解析】(1)设小球经过最低点的速度为v时，绳子刚好被拉断
则由牛顿第二定律得：T－mg＝m
解得：v＝＝ m/s＝5 m/s。
(2)小球脱离绳子的束缚后，将做平抛运动，其竖直方向为自由落体运动，即h－R＝gt2，
则飞行时间为t＝＝ s＝1 s
所以，小球的水平位移为：x＝vt＝5×1 m＝5 m。
一、选择题。
1、机械手表中的分针与秒针的运动可视为匀速转动，分针与秒针从重合到第二次重合，中间经历的时间为( )
A．1 min B. min C. min D. min
2、如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(若忽略摩擦)，这时球受到的力是( )
A．重力和向心力 B．重力和支持力
C．重力、支持力和向心力 D．重力
3、下列关于匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是( )
A.物体除受其他的力外还受到向心力的作用
B.物体所受的合力提供向心力
C.向心力的方向总指向圆心，故方向不变
D.向心力的大小一直在变化
4、如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力由以下哪个力提供( )
A.重力 B.支持力
C.重力和支持力的合力 D.重力、支持力和摩擦力的合力
5、如图所示，A、B为啮合传动的两齿轮，rA＝2rB，则A、B两轮边缘上两点的( )
A．角速度之比为2∶1 B．向心加速度之比为1∶2
C．周期之比为1∶2 D．转速之比为2∶1
6、如图所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧。若竖直圆轨道的半径为R，重力加速度为g，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为( )
A. B.2 C. D.
7、（双选）如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力
B．乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力
C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力
D．丁图中，轨道车过最高点的最小速度为
8、甲、乙两同学都在参加体育锻炼，甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步。在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度大小分别是ω1、ω2。则( )
A．ω1＞ω2 B．ω1＜ω2 C．ω1＝ω2 D．无法确定
9、下列关于向心力的说法中正确的是( )
A．做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用
B．向心力和重力、弹力一样，是性质力
C．做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受的合外力
D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
10、如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和乙、丙两轮的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点，若传动中皮带不打滑，则( )
A．A、B两点的线速度大小之比为2∶1
B．B、C两点的角速度之比为1∶2
C．A、B两点的向心加速度大小之比为2∶1
D．A、C两点的向心加速度大小之比为1∶4
11、如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动。当小球运动到最高点时，瞬时速度为v＝，L是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是( )
A.mg的拉力 B.mg的压力 C.零 D.mg的压力
12、两小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示。当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则O点到小球2的距离是( )
A. B. C. D.
13、(多选)如图所示．用长为L的细线拴住一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是( )
A．小球受到重力、线的拉力和向心力三个力
B．向心力是线对小球的拉力和小球所受重力的合力
C．向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分量
D．向心力的大小等于Mgtan θ
14、（多选）一小球被细绳拴着，在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，向心加速度为a，那么( )
A．角速度ω＝ B．时间t内通过的路程s＝t
C．周期T＝ D．时间t内可能发生的最大位移为2R
15、(多选)如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是( )
A.600 r/min B.900 r/min C.1 200 r/min D.3 000 r/min
二、解答类题。
16、某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素．实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，测量角速度和向心力。
(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为 。
(2)图乙中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线①对应的砝码质量 (选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量．
甲
乙
17、如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，表格中是所得数据，图乙为F v图象、F v2图象、F v3图象，
甲
A B C
乙
v/(m·s－1) 1 1.5 2 2.5 3
F/N 0.88 2 3.5 5.5 7.9
(1)数据表格和图乙中的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时，保持圆柱体质量不变、半径r＝0.1 m的条件下得到的．研究图象后，可得出向心力F和圆柱体线速度v的关系式 ．
(2)为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量 不变．
(3)若已知向心力公式为F＝m，根据上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为 ．
18、（计算类题）某农民发明家为家禽养殖者研发出了一款自动抛食机，其原理如图，将软食料装入长臂末端半圆形金属碗中，电机带动长臂转动，当长臂碰到挡杆时，速度立即变为零，食料被抛出，通过控制长臂的转速来控制食料的抛出范围。长臂的长度为L，假设食料抛出做平抛运动，平抛的初速度和长臂端碰挡杆前的瞬时线速度大小相等，抛出点距地面距离为H，要使食料被抛到地面距抛出点的水平距离为0到D的范围内，则长臂在碰挡杆前的角速度ω应控制在什么范围？(用表达式写出)
19、（计算题）如图甲，某汽车以恒定的速率驶入一个狭长的90°圆弧形水平弯道，弯道两端连接的都是直道。有人在车内测量汽车的向心加速度随时间的变化关系如图乙所示。求：
(1)汽车转弯所用的时间；
(2)汽车行驶的速率。
20、（计算题）一个人用一根长1 m，只能承受35 N拉力的绳子，拴着一个质量为1 kg的小球，在竖直面内做圆周运动，已知转轴O离地面高为6 m，如图所示。(g取10 m/s2)
(1)小球做圆周运动到最低点的速度v达到多少时方能使小球到达最低点时绳子拉断？
(2)此时绳断后，小球落地点与抛出点的水平距离多大？
2022—2023学年物理人教（2019）必修第二册第6章 圆周运动 练习有答案
一、选择题。
1、机械手表中的分针与秒针的运动可视为匀速转动，分针与秒针从重合到第二次重合，中间经历的时间为( )
A．1 min B. min C. min D. min
【答案】C
2、如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(若忽略摩擦)，这时球受到的力是( )
A．重力和向心力 B．重力和支持力
C．重力、支持力和向心力 D．重力
【答案】B
3、下列关于匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是( )
A.物体除受其他的力外还受到向心力的作用
B.物体所受的合力提供向心力
C.向心力的方向总指向圆心，故方向不变
D.向心力的大小一直在变化
【答案】B
4、如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力由以下哪个力提供( )
A.重力 B.支持力
C.重力和支持力的合力 D.重力、支持力和摩擦力的合力
【答案】C
5、如图所示，A、B为啮合传动的两齿轮，rA＝2rB，则A、B两轮边缘上两点的( )
A．角速度之比为2∶1 B．向心加速度之比为1∶2
C．周期之比为1∶2 D．转速之比为2∶1
【答案】B
6、如图所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧。若竖直圆轨道的半径为R，重力加速度为g，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
7、（双选）如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力
B．乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力
C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力
D．丁图中，轨道车过最高点的最小速度为
【答案】BC
8、甲、乙两同学都在参加体育锻炼，甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步。在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度大小分别是ω1、ω2。则( )
A．ω1＞ω2 B．ω1＜ω2 C．ω1＝ω2 D．无法确定
【答案】C
9、下列关于向心力的说法中正确的是( )
A．做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用
B．向心力和重力、弹力一样，是性质力
C．做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受的合外力
D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
【答案】C
10、如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和乙、丙两轮的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点，若传动中皮带不打滑，则( )
A．A、B两点的线速度大小之比为2∶1
B．B、C两点的角速度之比为1∶2
C．A、B两点的向心加速度大小之比为2∶1
D．A、C两点的向心加速度大小之比为1∶4
【答案】D
11、如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动。当小球运动到最高点时，瞬时速度为v＝，L是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是( )
A.mg的拉力 B.mg的压力 C.零 D.mg的压力
【答案】B
12、两小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示。当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则O点到小球2的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】B
13、(多选)如图所示．用长为L的细线拴住一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是( )
A．小球受到重力、线的拉力和向心力三个力
B．向心力是线对小球的拉力和小球所受重力的合力
C．向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分量
D．向心力的大小等于Mgtan θ
【答案】BCD
14、（多选）一小球被细绳拴着，在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，向心加速度为a，那么( )
A．角速度ω＝ B．时间t内通过的路程s＝t
C．周期T＝ D．时间t内可能发生的最大位移为2R
【答案】ABD
15、(多选)如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是( )
A.600 r/min B.900 r/min C.1 200 r/min D.3 000 r/min
【答案】ACD
二、解答类题。
16、某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素．实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，测量角速度和向心力。
(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为 。
(2)图乙中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线①对应的砝码质量 (选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量．
甲
乙
【答案】(1) (2)小于
17、如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，表格中是所得数据，图乙为F v图象、F v2图象、F v3图象，
甲
A B C
乙
v/(m·s－1) 1 1.5 2 2.5 3
F/N 0.88 2 3.5 5.5 7.9
(1)数据表格和图乙中的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时，保持圆柱体质量不变、半径r＝0.1 m的条件下得到的．研究图象后，可得出向心力F和圆柱体线速度v的关系式 ．
(2)为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量 不变．
(3)若已知向心力公式为F＝m，根据上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为 ．
【答案】(1)F＝0.88v2 (2)线速度v (3)0.088 kg
18、（计算类题）某农民发明家为家禽养殖者研发出了一款自动抛食机，其原理如图，将软食料装入长臂末端半圆形金属碗中，电机带动长臂转动，当长臂碰到挡杆时，速度立即变为零，食料被抛出，通过控制长臂的转速来控制食料的抛出范围。长臂的长度为L，假设食料抛出做平抛运动，平抛的初速度和长臂端碰挡杆前的瞬时线速度大小相等，抛出点距地面距离为H，要使食料被抛到地面距抛出点的水平距离为0到D的范围内，则长臂在碰挡杆前的角速度ω应控制在什么范围？(用表达式写出)
【答案】
【解析】食料在最高点做平抛运动，则有：
H＝gt2
D＝vt
联立解得：v＝D
由v＝ωL可得最大转动角速度为：
ω＝＝
最小角速度为0
故角速度范围。
19、（计算题）如图甲，某汽车以恒定的速率驶入一个狭长的90°圆弧形水平弯道，弯道两端连接的都是直道。有人在车内测量汽车的向心加速度随时间的变化关系如图乙所示。求：
(1)汽车转弯所用的时间；
(2)汽车行驶的速率。
【答案】 (1)10 s (2)10 m/s
【解析】 (1)由题图乙可得汽车转弯所用的时间为t＝10 s。
(2)汽车在转弯过程中做圆周运动的周期T＝4t＝40 s，
由an＝r，可得r≈63.7 m，
由an＝，解得v≈10 m/s。
20、（计算题）一个人用一根长1 m，只能承受35 N拉力的绳子，拴着一个质量为1 kg的小球，在竖直面内做圆周运动，已知转轴O离地面高为6 m，如图所示。(g取10 m/s2)
(1)小球做圆周运动到最低点的速度v达到多少时方能使小球到达最低点时绳子拉断？
(2)此时绳断后，小球落地点与抛出点的水平距离多大？
【答案】(1)5 m/s (2)5 m
【解析】(1)设小球经过最低点的速度为v时，绳子刚好被拉断
则由牛顿第二定律得：T－mg＝m
解得：v＝＝ m/s＝5 m/s。
(2)小球脱离绳子的束缚后，将做平抛运动，其竖直方向为自由落体运动，即h－R＝gt2，
则飞行时间为t＝＝ s＝1 s
所以，小球的水平位移为：x＝vt＝5×1 m＝5 m。