6.4生活中的圆周运动 （培优）练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 6.4生活中的圆周运动 （培优）练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 373.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-25 22:37:45 | ||
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文档简介
2020-2021学年第二学期高一物理人教版（2019）必修第二册6.4生活中的圆周运动培优练习
一、单选题
1．我国将在2022年举办冬季奥运会，届时将成为第一个实现奥运“全满贯”国家。图示为某种滑雪赛道的一部分，运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道。若运动员从图中a点滑行到最低点b的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率保持不变，对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．运动员受到的摩擦力大小不变
B．运动员所受合外力始终等于零
C．运动员先处于失重状态后处于超重状态
D．运动员进入圆弧形滑道后处于超重状态
2．如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为（ ）
A．false B．false C．false D．false
3．“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。简化后的模型如图所示，若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为H，侧壁倾斜角度α不变，摩托车做圆周运动的H越高，则（ ）
A．运动的线速度越大 B．运动的向心加速度越大
C．运动的向心力越大 D．对侧壁的压力越大
4．如图甲所示，质量相等大小可忽略的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做匀速圆周运动，连接小球b的绳子与竖直方向的夹角和小球a摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为false，运动过程中两绳子拉力大小随时间变化的关系如图乙中c、d所示。则下列说法正确的是（ ）
A．图乙中直线d表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系
B．a球在最低点的速度大小跟b球速度大小相同
C．false的取值不是唯一的
D．false
5．质量为m的小球在半径为R的光滑竖直圆环内做圆周运动，重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法不正确的是（ ）
A．小球经过最高点的最小速度为false
B．小球经过最低点的最小速度为false
C．圆环最低点和最高点对小球的压力大小的差值为4mg
D．圆环最低点和最高点对小球的压力大小的差值为6mg
6．一固定的水平细杆上套着一个质量为m的圆环A（体积可以忽略）圆环通过一长度为L的轻绳连有一质量也是m的小球B。现让小球在水平面内做匀速圆周运动，圆环与细杆之间的动摩擦因数为μ且始终没有相对滑动。在此条件下，轻绳与竖直方向夹角的最大值是37°。（当地球重力加速度为g）则（ ）
A．环对细杆的压力等于false
B．环对细杆的压力不可能大于false
C．小球做圆周运动的最大角速度为false
D．小球做圆周运动的最大角速度为false
7．如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度false转动，盘面与水平面的夹角为false，盘面上离转轴距离false处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，小物体的质量为false，小物体与盘面间的动摩擦因数为false（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。则当false达最大值时，小物体运动到最高点时所受摩擦力的大小（false取false，false，false）（ ）
A．false B．false C．false D．false
8．如图所示，在一水平圆盘上放一个小物体，现让圆盘绕中心轴false匀速转动，小物体一直相对圆盘静止。对于小物体随圆盘匀速转动时受力分析，下列正确的是（ ）
A．重力和支持力 B．重力、支持力和静摩擦力
C．重力、支持力、静摩擦力和动力 D．重力、支持力、静摩擦力和向心力
9．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，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，下列说法中错误的是（ ）
A．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向下
B．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向上
C．小球通过管道最高点时，小球对管道的压力可能向上
D．小球通过管道最高点时，小球对管道可能无压力
10．如图所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点O的上方h（A点）处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B，绳长l大于h，转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动。当转动的角速度ω逐渐增大时，下列说法正确的是（ ）
A．小球始终受三个力的作用
B．细绳上的拉力始终保持不变
C．要使球不离开水平面，角速度的最大值为false
D．若小球飞离了水平面，则角速度可能为false
11．汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，则汽车拐弯的半径必须（ ）
A．减为原来的false倍 B．减为原来的false倍
C．增为原来的2倍 D．增为原来的4倍
12．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false两物体与盘间的动摩擦因数μ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false
B．此时圆盘的角速度为false
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内
D．此时烧断细线，A和B都将做离心运动
13．甲、乙两名溜冰运动员，质量M甲=2M乙，面对面拉着弹簧秤绕空间某一点各自做圆周运动的溜冰表演，两人的间距恒定，发现弹簧秤的示数始终恒定，如图所示，下列判断正确的是（ ）。
A．甲和乙的线速度大小之比为1∶1
B．甲和乙的线速度大小之比为2∶1
C．甲和乙的线速度大小之比为1∶2
D．甲和乙的线速度大小之比为1∶4
14．如图所示，一小球质量为m，用长为L的悬线固定在O点，在悬点O的正下方false处有一颗钉子D。现将悬线拉直后，使小球从A点静止释放，当悬线碰到钉子后的瞬间，下列说法错误的是（ ）
A．小球的线速度没有变化
B．小球的角速度突然增大到原来的2倍
C．小球的向心加速度突然增大到原来的2倍
D．悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍
二、解答题
15．如图甲所示是某款名为“风火轮”的玩具，其装置结构示意图如图乙虚线框内所示。整个装置放置于水平桌面上，小车（可视为质点）从A点水平弹射出，沿直线轨道false通过阻挡门（阻挡门的位置可在false间调节）后经回旋弯道的最低点B点选入竖真回旋弯道，再通过直线轨道false从C点水平飞出，轨道各部分平滑连接，小车进入得分区域false则挑战成功。已知A、B之间的距离false，圆形回旋弯半径false，false之间的距离false，false之间的高度差false，水平距离false．小车与直线轨道各部分之间的摩擦因数均为false，其然阻为均忽略。小车质量false，经过B点的速度false与经过弯道最高点的速度满足关系false。
(1)若小车从C点飞出后恰好到达N点，求小车在C点的速度大小；
(2)若小车恰好能够过回旋弯道的最高点，通过计算分析小车能否进入得分区域：
(3)若小车经过阻挡门前后瞬间的速度大小之此为false，当小车以false的初速度弹出时，阻挡门距离A点多远距离时，小车能够进入得分区域。
16．质量为800kg的小汽车在公路上行驶时对地面的压力为多少？当小汽车驶过一座半径为50m的圆形拱桥，到达桥顶时的速度为5m/s，求此时汽车对桥的压力多大？如果要求汽车到达桥顶时对桥的压力为0，到达桥顶时的速度应当是多大？
17．如图所示为滑雪比赛的部分雪道，false是倾角为false的斜坡，false是半径为false的圆弧，斜坡与圆弧在false点相切，一位质量为false的滑雪者从高处平台的false点以一定初速度水平滑出，经过false时间，滑雪者刚好落在false点，滑到圆弧最低点false时，滑雪者的速度是在false点滑出时速度的2倍，重力加速度为false，false，false，滑板与雪道的动摩擦因数为false，不计空气阻力，求：
（1）斜坡false的长；
（2）滑雪者在false点滑出时的速度大小；
（3）滑雪者运动到false点时，滑板受到的摩擦力多大。
18．如图甲所示，一长L=1m的轻杆的一端固定在水平转轴O上，另一端固定一质量m=1kg的小球，小球随轻杆绕转轴在竖直平面内做线速度v=1m/s的匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。
(1)小球运动到最高点时，求杆对球的作用力F1；
(2)小球运动到水平位置A时，求杆对球的作用力大小F2；
(3)若将轻杆换成轻绳，再将小球提至转轴正上方的B点，此时绳刚好伸直且无张力，然后将球以水平速度v=1m/s抛出，如图乙所示。求从抛出小球到绳再次伸直的时间t。
参考答案
1．D 2．A 3．A 4．D 5．C 6．D 7．A 8．B 9．B 10．C 11．D 12．BD 13．C 14．D
15．(1)1.5m/s；(2)可以；(3)false
16．8000N，方向竖直向下；7600N；10falsem/s
17．（1）false；（2）false；（3）false
18．(1)false；(2)false；(3)0.6s
一、单选题
1．我国将在2022年举办冬季奥运会，届时将成为第一个实现奥运“全满贯”国家。图示为某种滑雪赛道的一部分，运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道。若运动员从图中a点滑行到最低点b的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率保持不变，对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．运动员受到的摩擦力大小不变
B．运动员所受合外力始终等于零
C．运动员先处于失重状态后处于超重状态
D．运动员进入圆弧形滑道后处于超重状态
2．如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为（ ）
A．false B．false C．false D．false
3．“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。简化后的模型如图所示，若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为H，侧壁倾斜角度α不变，摩托车做圆周运动的H越高，则（ ）
A．运动的线速度越大 B．运动的向心加速度越大
C．运动的向心力越大 D．对侧壁的压力越大
4．如图甲所示，质量相等大小可忽略的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做匀速圆周运动，连接小球b的绳子与竖直方向的夹角和小球a摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为false，运动过程中两绳子拉力大小随时间变化的关系如图乙中c、d所示。则下列说法正确的是（ ）
A．图乙中直线d表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系
B．a球在最低点的速度大小跟b球速度大小相同
C．false的取值不是唯一的
D．false
5．质量为m的小球在半径为R的光滑竖直圆环内做圆周运动，重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法不正确的是（ ）
A．小球经过最高点的最小速度为false
B．小球经过最低点的最小速度为false
C．圆环最低点和最高点对小球的压力大小的差值为4mg
D．圆环最低点和最高点对小球的压力大小的差值为6mg
6．一固定的水平细杆上套着一个质量为m的圆环A（体积可以忽略）圆环通过一长度为L的轻绳连有一质量也是m的小球B。现让小球在水平面内做匀速圆周运动，圆环与细杆之间的动摩擦因数为μ且始终没有相对滑动。在此条件下，轻绳与竖直方向夹角的最大值是37°。（当地球重力加速度为g）则（ ）
A．环对细杆的压力等于false
B．环对细杆的压力不可能大于false
C．小球做圆周运动的最大角速度为false
D．小球做圆周运动的最大角速度为false
7．如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度false转动，盘面与水平面的夹角为false，盘面上离转轴距离false处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，小物体的质量为false，小物体与盘面间的动摩擦因数为false（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。则当false达最大值时，小物体运动到最高点时所受摩擦力的大小（false取false，false，false）（ ）
A．false B．false C．false D．false
8．如图所示，在一水平圆盘上放一个小物体，现让圆盘绕中心轴false匀速转动，小物体一直相对圆盘静止。对于小物体随圆盘匀速转动时受力分析，下列正确的是（ ）
A．重力和支持力 B．重力、支持力和静摩擦力
C．重力、支持力、静摩擦力和动力 D．重力、支持力、静摩擦力和向心力
9．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，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，下列说法中错误的是（ ）
A．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向下
B．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向上
C．小球通过管道最高点时，小球对管道的压力可能向上
D．小球通过管道最高点时，小球对管道可能无压力
10．如图所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点O的上方h（A点）处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B，绳长l大于h，转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动。当转动的角速度ω逐渐增大时，下列说法正确的是（ ）
A．小球始终受三个力的作用
B．细绳上的拉力始终保持不变
C．要使球不离开水平面，角速度的最大值为false
D．若小球飞离了水平面，则角速度可能为false
11．汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，则汽车拐弯的半径必须（ ）
A．减为原来的false倍 B．减为原来的false倍
C．增为原来的2倍 D．增为原来的4倍
12．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false两物体与盘间的动摩擦因数μ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false
B．此时圆盘的角速度为false
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内
D．此时烧断细线，A和B都将做离心运动
13．甲、乙两名溜冰运动员，质量M甲=2M乙，面对面拉着弹簧秤绕空间某一点各自做圆周运动的溜冰表演，两人的间距恒定，发现弹簧秤的示数始终恒定，如图所示，下列判断正确的是（ ）。
A．甲和乙的线速度大小之比为1∶1
B．甲和乙的线速度大小之比为2∶1
C．甲和乙的线速度大小之比为1∶2
D．甲和乙的线速度大小之比为1∶4
14．如图所示，一小球质量为m，用长为L的悬线固定在O点，在悬点O的正下方false处有一颗钉子D。现将悬线拉直后，使小球从A点静止释放，当悬线碰到钉子后的瞬间，下列说法错误的是（ ）
A．小球的线速度没有变化
B．小球的角速度突然增大到原来的2倍
C．小球的向心加速度突然增大到原来的2倍
D．悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍
二、解答题
15．如图甲所示是某款名为“风火轮”的玩具，其装置结构示意图如图乙虚线框内所示。整个装置放置于水平桌面上，小车（可视为质点）从A点水平弹射出，沿直线轨道false通过阻挡门（阻挡门的位置可在false间调节）后经回旋弯道的最低点B点选入竖真回旋弯道，再通过直线轨道false从C点水平飞出，轨道各部分平滑连接，小车进入得分区域false则挑战成功。已知A、B之间的距离false，圆形回旋弯半径false，false之间的距离false，false之间的高度差false，水平距离false．小车与直线轨道各部分之间的摩擦因数均为false，其然阻为均忽略。小车质量false，经过B点的速度false与经过弯道最高点的速度满足关系false。
(1)若小车从C点飞出后恰好到达N点，求小车在C点的速度大小；
(2)若小车恰好能够过回旋弯道的最高点，通过计算分析小车能否进入得分区域：
(3)若小车经过阻挡门前后瞬间的速度大小之此为false，当小车以false的初速度弹出时，阻挡门距离A点多远距离时，小车能够进入得分区域。
16．质量为800kg的小汽车在公路上行驶时对地面的压力为多少？当小汽车驶过一座半径为50m的圆形拱桥，到达桥顶时的速度为5m/s，求此时汽车对桥的压力多大？如果要求汽车到达桥顶时对桥的压力为0，到达桥顶时的速度应当是多大？
17．如图所示为滑雪比赛的部分雪道，false是倾角为false的斜坡，false是半径为false的圆弧，斜坡与圆弧在false点相切，一位质量为false的滑雪者从高处平台的false点以一定初速度水平滑出，经过false时间，滑雪者刚好落在false点，滑到圆弧最低点false时，滑雪者的速度是在false点滑出时速度的2倍，重力加速度为false，false，false，滑板与雪道的动摩擦因数为false，不计空气阻力，求：
（1）斜坡false的长；
（2）滑雪者在false点滑出时的速度大小；
（3）滑雪者运动到false点时，滑板受到的摩擦力多大。
18．如图甲所示，一长L=1m的轻杆的一端固定在水平转轴O上，另一端固定一质量m=1kg的小球，小球随轻杆绕转轴在竖直平面内做线速度v=1m/s的匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。
(1)小球运动到最高点时，求杆对球的作用力F1；
(2)小球运动到水平位置A时，求杆对球的作用力大小F2；
(3)若将轻杆换成轻绳，再将小球提至转轴正上方的B点，此时绳刚好伸直且无张力，然后将球以水平速度v=1m/s抛出，如图乙所示。求从抛出小球到绳再次伸直的时间t。
参考答案
1．D 2．A 3．A 4．D 5．C 6．D 7．A 8．B 9．B 10．C 11．D 12．BD 13．C 14．D
15．(1)1.5m/s；(2)可以；(3)false
16．8000N，方向竖直向下；7600N；10falsem/s
17．（1）false；（2）false；（3）false
18．(1)false；(2)false；(3)0.6s