人教版物理必修二5.7生活中的圆周运动跟踪训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版物理必修二5.7生活中的圆周运动跟踪训练（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 234.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-08 22:43:09 | ||
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文档简介
人教版物理必修二5.7生活中的圆周运动跟踪训练
一、单项选择题（下列题目选型中只有一个选项是满足题意的）
1．如图所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是( )
A．脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的
B．水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故
C．加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好
D．靠近中心的衣物的脱水效果不如周边的衣物的脱水效果好
2．如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法不正确的是（ ）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C．若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹Pb做离心运动
D．若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹Pc做向心运动
3．在公交车上坐着一位中学生，脚边放着他携带的一小桶水．当公交车急转弯时，桶内的水溅了出来．中学生对司机有意见了，于是便出现了下面的一段对话： 中学生：师傅，怎么搞的，我桶里的水都泼出来了
司机：我车子正在转弯呢
中学生：那你弯子为什么转的那么大？转小点，桶里的水就不会泼出来了
司机：如果我把弯子转的小一点，你桶里溅出来的水会更多
你读了这段对话，对下面的说法进行判断，其中错误的是（）
A．中学生说的对
B．司机师傅说的对
C．汽车转弯时，桶内的水会泼出来，这是一种离心现象
D．汽车转弯时，桶内的水会泼出来，是因为外界提供的向心力不足造成的
4．冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，其安全速度的最大值是（ ）
A． B． C． D．
5．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L，已知重力加速度为g，要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（ ）
A． B． C． D．
6．城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，从A端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为v1，若小汽车在上桥过程中保持速率不变，则( )
A．小汽车通过桥顶时处于失重状态
B．小汽车通过桥顶时处于超重状态
C．小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为FN＝mg－m
D．小汽车到达桥顶时的速度必须大于
7．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作圆周运动。当小球运动到最高点时，即时速度，L是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是（ ?）
A．的拉力 B．的压力
C．零 D．的压力
8．如图所示，飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力，这种现象叫过荷．过荷过重会造成飞行员的大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至昏厥．受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的支持力影响．取g=10m/s2，则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道半径r=180m俯冲时，飞机的最大速度为（ ）
A．80m/s B．100m/s C．120m/s D．140m/s
二、多项选择题
9．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
10．如下图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是( )
A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零
C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为
D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力
三、综合计算题
11．如图所示，质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为60m，如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N，则：
（1）汽车允许的最大速率是多少？
（2）若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？
12．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，两绳能承担的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时，，。ABC能绕竖直轴AB匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，求：
(1)哪根绳最先被拉断，被拉断时的线速度v1；
(2)另一根绳被拉断时的速度v2。（已知，，）
13．如图所示，用细线把小球悬挂在墙壁的钉子O上，小球绕悬点O在竖直平面内做圆周运动。小球质量为2kg，绳长L为0.8m，悬点距地面高度为1.6m。小球运动至最低点时，绳恰好被拉断，小球着地时水平位移为1.6m，当地重力加速度为10m/s2.求：
(1)细线刚被拉断时，小球的速度多大？
(2)细线所能承受的最大拉力？
14．如图所示，在匀速转动的圆盘上，沿半径方向放置以细线相连的质量均为的A、B两个小物块（细线伸直）。A离轴心r1=10cm，B离轴心r2=20cm，A、B两与圆盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.3倍，取g=10m/s2。求：
(1)若细线上刚要出现张力时，圆盘的角速度；
(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度；
(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时，烧断细线，则A、B将怎样运动?
人教版物理必修二5.7生活中的圆周运动跟踪训练参考答案
1．B
【解析】
试题分析：脱水过程中，桶壁为衣物提供做圆周运动的向心力，A正确；水会从桶中甩出是因为为水滴提供的向心力小于水滴需要的向心力，B错误；加快脱水桶转动的角速度，水滴做圆周运动需要的向心力就越大，滴水效果会更好，C正确；靠近中心的衣物比四周的衣物得到向心力的来源多，则靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好，D正确。
2．B
【解析】
A、在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故A正确．
BC、当向心力减小时，将可能沿pb轨道做离心运动，故B错误，C正确．
D、若拉力突然变大，拉力大于向心力，小球做向心运动，故D正确．
本题选错误的，故选B
3．A
【解析】
试题分析：汽车转弯时，桶内的水会泼出来，是因为外界提供的向心力不足造成的，这是一种离心现象，司机说的对，转小点，桶里的水就不会泼出来了忽略了惯性，中学生说法错误，故选A
4．B
【解析】
由题意可知，最大静摩擦力为重力的k倍，所以最大静摩擦力等于kmg，设运动员的最大的速度为v，则：，解得：安全速度的最大值．故B项正确，ACD三项错误．
5．A
【解析】
设路面的倾角为，作出汽车的受力图
由牛顿第二定律得
又因为
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．A
【解析】
AB．由圆周运动知识知，小汽车通过桥顶时，其加速度方向向下，由牛顿第二定律得
mg－FN＝m
解得
FN＝mg－m＜mg
故其处于失重状态，A正确，B错误；
C．FN＝mg－m只在小汽车通过桥顶时成立，而在其上桥过程中不成立，C错误；
D．由mg－FN＝m，FN≥0，解得
v1≤
D错误。
故选A。
7．B
【解析】
球在最高点对杆恰好无压力时，重力提供向心力，由牛顿第二定律，有：
解得：
由于
所以杆对球有支持力，由牛顿第二定律，有：
解得：
由牛顿第三定律，球对杆有向下的压力，大小为，故B正确。
8．C
【解析】
在飞机经过最低点时，对飞行员受力分析：重力mg和支持力N，两者的合力提供向心力，
由题意，N=9mg时，飞机的速度最大，由牛顿第二定律列出：，
则，解得．
9．AC
【解析】
试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确．车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．当速度为v0时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变．故D错误．故选AC．
考点：圆周运动的实例分析
10．CD
【解析】
A.在最高点若速度比较大，则有
所以向心力不一定由重力提供，故A项与题意不相符；
BC.当在最高点速度，此时F=0，重力提供向心力，此时的速度是物体做圆周运动在最高点的最小速度，故B与题意不相符，C项与题意相符；
D.在最低点有：
拉力一定大于重力，故D项与题意相符。
11．（1）10m/s；（2）1.0×105N．
【解析】
（1）汽车在最低点受到的支持力最大，此时速度最大，根据牛顿定律得：
N?mg＝m
代入数据：3×105?2×105＝2×104×
解得：v=10m/s．
（2）当汽车运动到最高点时，支持力最小，根据牛顿第二定律得：
mg?N′＝m
代入数据：2×105?N′＝2×104×，
解得：N′=1.0×105N．
根据牛顿第三定律得，最小压力为：N″=N′=1.0×105N．
12．(1)BC先断，；(2)
【解析】
(1)当绳子拉直时，线速度再增大时，不变，而增大，所以BC绳先断，当时，根据向心力公式得
解得
(2)当BC线断后，小球线速度继续增大，当时，AC也断。设此时AC线与竖直方向夹角，则有
代入数据解得
，
13．（1）；（2）52N，方向竖直向上
【解析】
（1）根据平抛运动规律
解得
（2）在最低点，根据牛顿第二定律得
解得
方向竖直向上
14．（1）；（2）；（3）A随盘一起转动，B将做离心运动
【解析】
（1）当所需受到的摩擦力达到最大静摩擦力时，细线就要出现张力，对B有
解得
（2）当所受静摩擦力増大到最大静摩擦力时，圆盘的角速度达到最大值，超过时，、将相对圆盘滑动，设细线中的张力为，对
对
解得
（3）烧断细线时，做圆周运动所需向心力
又因为最大静摩擦力为，所以随盘一起转动。此时所需向心力
大于它的最大静摩擦力，因此将做离心运动。
一、单项选择题（下列题目选型中只有一个选项是满足题意的）
1．如图所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是( )
A．脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的
B．水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故
C．加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好
D．靠近中心的衣物的脱水效果不如周边的衣物的脱水效果好
2．如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法不正确的是（ ）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C．若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹Pb做离心运动
D．若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹Pc做向心运动
3．在公交车上坐着一位中学生，脚边放着他携带的一小桶水．当公交车急转弯时，桶内的水溅了出来．中学生对司机有意见了，于是便出现了下面的一段对话： 中学生：师傅，怎么搞的，我桶里的水都泼出来了
司机：我车子正在转弯呢
中学生：那你弯子为什么转的那么大？转小点，桶里的水就不会泼出来了
司机：如果我把弯子转的小一点，你桶里溅出来的水会更多
你读了这段对话，对下面的说法进行判断，其中错误的是（）
A．中学生说的对
B．司机师傅说的对
C．汽车转弯时，桶内的水会泼出来，这是一种离心现象
D．汽车转弯时，桶内的水会泼出来，是因为外界提供的向心力不足造成的
4．冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，其安全速度的最大值是（ ）
A． B． C． D．
5．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L，已知重力加速度为g，要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（ ）
A． B． C． D．
6．城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，从A端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为v1，若小汽车在上桥过程中保持速率不变，则( )
A．小汽车通过桥顶时处于失重状态
B．小汽车通过桥顶时处于超重状态
C．小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为FN＝mg－m
D．小汽车到达桥顶时的速度必须大于
7．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作圆周运动。当小球运动到最高点时，即时速度，L是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是（ ?）
A．的拉力 B．的压力
C．零 D．的压力
8．如图所示，飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力，这种现象叫过荷．过荷过重会造成飞行员的大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至昏厥．受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的支持力影响．取g=10m/s2，则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道半径r=180m俯冲时，飞机的最大速度为（ ）
A．80m/s B．100m/s C．120m/s D．140m/s
二、多项选择题
9．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
10．如下图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是( )
A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零
C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为
D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力
三、综合计算题
11．如图所示，质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为60m，如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N，则：
（1）汽车允许的最大速率是多少？
（2）若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？
12．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，两绳能承担的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时，，。ABC能绕竖直轴AB匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，求：
(1)哪根绳最先被拉断，被拉断时的线速度v1；
(2)另一根绳被拉断时的速度v2。（已知，，）
13．如图所示，用细线把小球悬挂在墙壁的钉子O上，小球绕悬点O在竖直平面内做圆周运动。小球质量为2kg，绳长L为0.8m，悬点距地面高度为1.6m。小球运动至最低点时，绳恰好被拉断，小球着地时水平位移为1.6m，当地重力加速度为10m/s2.求：
(1)细线刚被拉断时，小球的速度多大？
(2)细线所能承受的最大拉力？
14．如图所示，在匀速转动的圆盘上，沿半径方向放置以细线相连的质量均为的A、B两个小物块（细线伸直）。A离轴心r1=10cm，B离轴心r2=20cm，A、B两与圆盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.3倍，取g=10m/s2。求：
(1)若细线上刚要出现张力时，圆盘的角速度；
(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度；
(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时，烧断细线，则A、B将怎样运动?
人教版物理必修二5.7生活中的圆周运动跟踪训练参考答案
1．B
【解析】
试题分析：脱水过程中，桶壁为衣物提供做圆周运动的向心力，A正确；水会从桶中甩出是因为为水滴提供的向心力小于水滴需要的向心力，B错误；加快脱水桶转动的角速度，水滴做圆周运动需要的向心力就越大，滴水效果会更好，C正确；靠近中心的衣物比四周的衣物得到向心力的来源多，则靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好，D正确。
2．B
【解析】
A、在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故A正确．
BC、当向心力减小时，将可能沿pb轨道做离心运动，故B错误，C正确．
D、若拉力突然变大，拉力大于向心力，小球做向心运动，故D正确．
本题选错误的，故选B
3．A
【解析】
试题分析：汽车转弯时，桶内的水会泼出来，是因为外界提供的向心力不足造成的，这是一种离心现象，司机说的对，转小点，桶里的水就不会泼出来了忽略了惯性，中学生说法错误，故选A
4．B
【解析】
由题意可知，最大静摩擦力为重力的k倍，所以最大静摩擦力等于kmg，设运动员的最大的速度为v，则：，解得：安全速度的最大值．故B项正确，ACD三项错误．
5．A
【解析】
设路面的倾角为，作出汽车的受力图
由牛顿第二定律得
又因为
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．A
【解析】
AB．由圆周运动知识知，小汽车通过桥顶时，其加速度方向向下，由牛顿第二定律得
mg－FN＝m
解得
FN＝mg－m＜mg
故其处于失重状态，A正确，B错误；
C．FN＝mg－m只在小汽车通过桥顶时成立，而在其上桥过程中不成立，C错误；
D．由mg－FN＝m，FN≥0，解得
v1≤
D错误。
故选A。
7．B
【解析】
球在最高点对杆恰好无压力时，重力提供向心力，由牛顿第二定律，有：
解得：
由于
所以杆对球有支持力，由牛顿第二定律，有：
解得：
由牛顿第三定律，球对杆有向下的压力，大小为，故B正确。
8．C
【解析】
在飞机经过最低点时，对飞行员受力分析：重力mg和支持力N，两者的合力提供向心力，
由题意，N=9mg时，飞机的速度最大，由牛顿第二定律列出：，
则，解得．
9．AC
【解析】
试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确．车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．当速度为v0时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变．故D错误．故选AC．
考点：圆周运动的实例分析
10．CD
【解析】
A.在最高点若速度比较大，则有
所以向心力不一定由重力提供，故A项与题意不相符；
BC.当在最高点速度，此时F=0，重力提供向心力，此时的速度是物体做圆周运动在最高点的最小速度，故B与题意不相符，C项与题意相符；
D.在最低点有：
拉力一定大于重力，故D项与题意相符。
11．（1）10m/s；（2）1.0×105N．
【解析】
（1）汽车在最低点受到的支持力最大，此时速度最大，根据牛顿定律得：
N?mg＝m
代入数据：3×105?2×105＝2×104×
解得：v=10m/s．
（2）当汽车运动到最高点时，支持力最小，根据牛顿第二定律得：
mg?N′＝m
代入数据：2×105?N′＝2×104×，
解得：N′=1.0×105N．
根据牛顿第三定律得，最小压力为：N″=N′=1.0×105N．
12．(1)BC先断，；(2)
【解析】
(1)当绳子拉直时，线速度再增大时，不变，而增大，所以BC绳先断，当时，根据向心力公式得
解得
(2)当BC线断后，小球线速度继续增大，当时，AC也断。设此时AC线与竖直方向夹角，则有
代入数据解得
，
13．（1）；（2）52N，方向竖直向上
【解析】
（1）根据平抛运动规律
解得
（2）在最低点，根据牛顿第二定律得
解得
方向竖直向上
14．（1）；（2）；（3）A随盘一起转动，B将做离心运动
【解析】
（1）当所需受到的摩擦力达到最大静摩擦力时，细线就要出现张力，对B有
解得
（2）当所受静摩擦力増大到最大静摩擦力时，圆盘的角速度达到最大值，超过时，、将相对圆盘滑动，设细线中的张力为，对
对
解得
（3）烧断细线时，做圆周运动所需向心力
又因为最大静摩擦力为，所以随盘一起转动。此时所需向心力
大于它的最大静摩擦力，因此将做离心运动。