5.7.生活中的圆周运动 同步练习
文档属性
| 名称 | 5.7.生活中的圆周运动 同步练习 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 110.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-03-17 09:17:34 | ||
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文档简介
7.生活中的圆周运动
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、选择题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．物体做离心运动时，将离圆心越来越远
B．物体做离心运动时，其运动轨迹是半径逐渐增大的圆
C．做离心运动的物体，一定不受到外力的作用
D．做匀速圆周运动的物体，因受合力大小改变而不做圆周运动时，将做离心运动
2．如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（ ）
A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
D．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心
3．赛车在倾斜的轨道上转弯如图所示，弯道的倾角为θ，半径为r，则赛车完全不靠摩擦力转弯的速率是（设转弯半径水平）（ ）
A． B．
C． D．
4．杂技演员表演“水流星”，在长为1．6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m＝0．5 kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s，则下列说法正确的是（g＝10 m/s2）（ ）
A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出
B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零
C．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用
D．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N
5．一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶，如图所示，由于轮胎过热，容易爆胎．爆胎可能性最大的地段是（ ）
A．A处 B．B处
C．C处 D．D处
二、多选题
6．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的有（ ）
A．在飞船内可以用天平测量物体的质量
B．在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压
C．在飞船内可以用弹簧测力计测拉力
D．在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球的引力
7．公路急转弯处通常是交通事故多发地带，如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处（ ）
A．路面外侧高内侧低
B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动
C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小
8．如图所示，小物块位于放在地面上半径为R的半球的顶端，若给小物块一水平的初速度v时小物块对半球刚好无压力，则下列说法正确的是（ ）
A．小物块立即离开球面做平抛运动
B．小物块落地时水平位移为R
C．小物块沿球面运动
D．小物块落地时速度的方向与地面成45°角
第II卷（非选择题）
三、填空题
9．飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看作一段圆弧，如图所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径为r＝180 m的圆周运动，如果飞行员质量m＝70 kg，飞机经过最低点P时的速度v＝360 km/h，则这时飞行员对座椅的压力F= N。（g＝10 m/s2）
10．如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R＝100 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0．23。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动（离心现象）所许可的最大速率vm= km/h。（g＝9．8 m/s2）
四、计算题
11．如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0．5mg。求：
（1）小球从管口飞出时的速率；
（2）小球落地点到P点的水平距离。
12．如图所示，把一个质量m＝1 kg的物体通过两根等长的细绳与竖直杆上A、B两个固定点相连接，绳a、b长都是1 m，AB长度是1．6 m，直杆和球旋转的角速度等于多少时，b绳上才有张力？
参考答案
1．A
【解析】离心运动指离圆心越来越远的运动，A正确；物体做离心运动时，运动轨迹可能是直线，也可能是曲线，但不是圆，B错误；当物体的合外力突然为零或小于向心力时，物体做离心运动；当合外力大于向心力时，物体做近心运动，C、D错误。
2．A
【解析】F突然消失时，小球将沿该时刻线速度方向，即沿轨迹Pa做离心运动，选项A正确；F突然变小时，小球将会沿轨迹Pb做离心运动，选项B、D均错误；F突然变大时，小球将沿轨迹Pc做近心运动，选项C错误。
3．C
【解析】设赛车的质量为m，赛车受力分析如图所示，可见：F合＝mgtan θ，而F合＝m，故v＝。
4．B
【解析】水流星在最高点的临界速度v＝＝4 m/s，由此知绳的拉力恰为零，且水恰不流出．故选B。
5．D
【解析】在A、B、C、D各点均由重力与支持力的合力提供向心力，爆胎可能性最大的地段为轮胎与地面的挤压力最大处．在A、C两点有mg－F＝m，则F＝mg－mmg，且R越小，F越大，故FD最大，即D处最容易爆胎。
6．CD
【解析】飞船内的物体处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为0，因此不能用天平测量物体的质量，A错误；同理，水银也不会产生压力，故水银气压计也不能使用，B错误；弹簧测力计测拉力遵从胡克定律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，C正确；飞船内的重物处于完全失重状态，并不是不受重力，而是重力全部用于提供物体做圆周运动所需的向心力，D正确。
7．AC
【解析】当汽车行驶的速度为vc时，路面对汽车没有摩擦力，路面对汽车的支持力与汽车重力的合力提供向心力，此时要求路面外侧高内侧低，选项A正确；当速度稍大于vc时，汽车有向外侧滑动的趋势，因而受到向内侧的摩擦力，当摩擦力小于最大静摩擦力时，车辆不会向外侧滑动，选项C正确；同样，速度稍小于vc时，车辆不会向内侧滑动，选项B错误；vc的大小只与路面的倾斜程度和转弯半径有关，与地面的粗糙程度无关，D错误。
8．AB
【解析】小物块在最高点时对半球的顶端刚好无压力，表明从最高点开始小物块离开球面做平抛运动，A对，C错；由mg＝m知，小物块在最高点的速度大小v＝，又由于R＝gt2，vy＝gt，x＝vt，故x＝R，B对；tan θ＝＝，θ>45°，D错。
9．4589
【解析】飞机经过最低点时对飞行员受力分析得：FN－mg＝m
∴FN＝mg＋m＝4589 N
由牛顿第三定律得飞行员对座椅的压力为4589 N．
10．54
【解析】在水平路面上转弯，向心力只能由静摩擦力提供，设汽车质量为m，则Ffm＝μmg，
则有m＝μmg，vm＝，
代入数据可得vm≈15 m/s＝54 km/h。
11．（1）或 （2）R或 R
【解析】（1）分两种情况，当小球对管下部有压力时，则有
mg－0．5mg＝，v1＝
当小球对管上部有压力时，则有
mg＋0．5mg＝，v2＝
（2）小球从管口飞出做平抛运动，
2R＝gt2，t＝2
x1＝v1t＝R
x2＝v2t＝R
12．ω>3．5 rad/s
【解析】已知a、b绳长均为1 m，即
＝＝1 m， ＝＝0．8 m
在△AOm中，cosθ＝＝＝0．8
sinθ＝0．6，θ＝37°
小球做圆周运动的轨道半径
r＝＝·sinθ＝10．6 m＝0．6 m
b绳被拉直但无张力时，小球所受的重力mg与a绳拉力FTa的合力F为向心力，其受力分析如图所示，由图可知小球的向心力为
F＝mgtanθ
根据牛顿第二定律得
F＝mgtanθ＝mr·ω2
解得直杆和球的角速度为
ω＝＝ rad/s＝3．5 rad/s
当直杆和球的角速度ω>3．5 rad/s时，b中才有张力
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、选择题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．物体做离心运动时，将离圆心越来越远
B．物体做离心运动时，其运动轨迹是半径逐渐增大的圆
C．做离心运动的物体，一定不受到外力的作用
D．做匀速圆周运动的物体，因受合力大小改变而不做圆周运动时，将做离心运动
2．如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（ ）
A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
D．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心
3．赛车在倾斜的轨道上转弯如图所示，弯道的倾角为θ，半径为r，则赛车完全不靠摩擦力转弯的速率是（设转弯半径水平）（ ）
A． B．
C． D．
4．杂技演员表演“水流星”，在长为1．6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m＝0．5 kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s，则下列说法正确的是（g＝10 m/s2）（ ）
A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出
B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零
C．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用
D．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N
5．一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶，如图所示，由于轮胎过热，容易爆胎．爆胎可能性最大的地段是（ ）
A．A处 B．B处
C．C处 D．D处
二、多选题
6．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的有（ ）
A．在飞船内可以用天平测量物体的质量
B．在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压
C．在飞船内可以用弹簧测力计测拉力
D．在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球的引力
7．公路急转弯处通常是交通事故多发地带，如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处（ ）
A．路面外侧高内侧低
B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动
C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小
8．如图所示，小物块位于放在地面上半径为R的半球的顶端，若给小物块一水平的初速度v时小物块对半球刚好无压力，则下列说法正确的是（ ）
A．小物块立即离开球面做平抛运动
B．小物块落地时水平位移为R
C．小物块沿球面运动
D．小物块落地时速度的方向与地面成45°角
第II卷（非选择题）
三、填空题
9．飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看作一段圆弧，如图所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径为r＝180 m的圆周运动，如果飞行员质量m＝70 kg，飞机经过最低点P时的速度v＝360 km/h，则这时飞行员对座椅的压力F= N。（g＝10 m/s2）
10．如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R＝100 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0．23。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动（离心现象）所许可的最大速率vm= km/h。（g＝9．8 m/s2）
四、计算题
11．如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0．5mg。求：
（1）小球从管口飞出时的速率；
（2）小球落地点到P点的水平距离。
12．如图所示，把一个质量m＝1 kg的物体通过两根等长的细绳与竖直杆上A、B两个固定点相连接，绳a、b长都是1 m，AB长度是1．6 m，直杆和球旋转的角速度等于多少时，b绳上才有张力？
参考答案
1．A
【解析】离心运动指离圆心越来越远的运动，A正确；物体做离心运动时，运动轨迹可能是直线，也可能是曲线，但不是圆，B错误；当物体的合外力突然为零或小于向心力时，物体做离心运动；当合外力大于向心力时，物体做近心运动，C、D错误。
2．A
【解析】F突然消失时，小球将沿该时刻线速度方向，即沿轨迹Pa做离心运动，选项A正确；F突然变小时，小球将会沿轨迹Pb做离心运动，选项B、D均错误；F突然变大时，小球将沿轨迹Pc做近心运动，选项C错误。
3．C
【解析】设赛车的质量为m，赛车受力分析如图所示，可见：F合＝mgtan θ，而F合＝m，故v＝。
4．B
【解析】水流星在最高点的临界速度v＝＝4 m/s，由此知绳的拉力恰为零，且水恰不流出．故选B。
5．D
【解析】在A、B、C、D各点均由重力与支持力的合力提供向心力，爆胎可能性最大的地段为轮胎与地面的挤压力最大处．在A、C两点有mg－F＝m，则F＝mg－m
6．CD
【解析】飞船内的物体处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为0，因此不能用天平测量物体的质量，A错误；同理，水银也不会产生压力，故水银气压计也不能使用，B错误；弹簧测力计测拉力遵从胡克定律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，C正确；飞船内的重物处于完全失重状态，并不是不受重力，而是重力全部用于提供物体做圆周运动所需的向心力，D正确。
7．AC
【解析】当汽车行驶的速度为vc时，路面对汽车没有摩擦力，路面对汽车的支持力与汽车重力的合力提供向心力，此时要求路面外侧高内侧低，选项A正确；当速度稍大于vc时，汽车有向外侧滑动的趋势，因而受到向内侧的摩擦力，当摩擦力小于最大静摩擦力时，车辆不会向外侧滑动，选项C正确；同样，速度稍小于vc时，车辆不会向内侧滑动，选项B错误；vc的大小只与路面的倾斜程度和转弯半径有关，与地面的粗糙程度无关，D错误。
8．AB
【解析】小物块在最高点时对半球的顶端刚好无压力，表明从最高点开始小物块离开球面做平抛运动，A对，C错；由mg＝m知，小物块在最高点的速度大小v＝，又由于R＝gt2，vy＝gt，x＝vt，故x＝R，B对；tan θ＝＝，θ>45°，D错。
9．4589
【解析】飞机经过最低点时对飞行员受力分析得：FN－mg＝m
∴FN＝mg＋m＝4589 N
由牛顿第三定律得飞行员对座椅的压力为4589 N．
10．54
【解析】在水平路面上转弯，向心力只能由静摩擦力提供，设汽车质量为m，则Ffm＝μmg，
则有m＝μmg，vm＝，
代入数据可得vm≈15 m/s＝54 km/h。
11．（1）或 （2）R或 R
【解析】（1）分两种情况，当小球对管下部有压力时，则有
mg－0．5mg＝，v1＝
当小球对管上部有压力时，则有
mg＋0．5mg＝，v2＝
（2）小球从管口飞出做平抛运动，
2R＝gt2，t＝2
x1＝v1t＝R
x2＝v2t＝R
12．ω>3．5 rad/s
【解析】已知a、b绳长均为1 m，即
＝＝1 m， ＝＝0．8 m
在△AOm中，cosθ＝＝＝0．8
sinθ＝0．6，θ＝37°
小球做圆周运动的轨道半径
r＝＝·sinθ＝10．6 m＝0．6 m
b绳被拉直但无张力时，小球所受的重力mg与a绳拉力FTa的合力F为向心力，其受力分析如图所示，由图可知小球的向心力为
F＝mgtanθ
根据牛顿第二定律得
F＝mgtanθ＝mr·ω2
解得直杆和球的角速度为
ω＝＝ rad/s＝3．5 rad/s
当直杆和球的角速度ω>3．5 rad/s时，b中才有张力