3.3.2 离心现象 —2020-2021学年【新教材】鲁科版（2019）高中物理必修第二册同步测试（word含答案）

第3节 离心现象 作业2
1.如图所示，小球P用两根长度相等、不可伸长的细绳系于竖直杆上，随杆转动。若转动角速度为ω，则下列说法不正确的是(　　)
A．ω只有超过某一值时，绳子AP才有拉力
B．绳子BP的拉力随ω的增大而增大
C．绳子BP的张力一定大于绳子AP的张力
D．当ω增大到一定程度时，绳子AP的张力大于绳子BP的张力
2.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是(　　)
A．h越高，摩托车对侧壁的压力将越大
B．h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
C．h越高，摩托车做圆周运动的周期将越小
D．h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大
3．如图所示是两种不同的过山车过最高点时的情形，图甲情形中，乘客经过轨道最高点时头朝上，图乙情形中，乘客经过轨道最高点时头朝下，假设两种圆轨道的半径均为R。下列说法正确的是(　　)
A．图甲中，乘客经过轨道最高点时，若v＜，座椅对乘客的作用力方向竖直向下
B．图甲中，乘客经过轨道最高点时，若v＜，座椅对乘客的作用力方向竖直向上
C．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若v＝，座椅对乘客的作用力方向竖直向下
D．图乙中，乘客经过轨道最高点时，若v＞，座椅对乘客的作用力方向竖直向上
4.如图所示，长度均为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。今使小球在竖直面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点的速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点的速率为2v时，每根绳的拉力大小为(　　)
A.mg　　　　　　　 B.mg
C．3mg D．2mg
5.如图所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端有固定转轴O。现使小球在竖直平面内做圆周运动，P为圆周轨道的最高点。若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为 ，则以下判断中正确的是(　　)
A．小球不能到达P点
B．小球到达P点时的速度大于
C．小球能到达P点，且在P点受到轻杆向上的弹力
D．小球能到达P点，且在P点受到轻杆向下的弹力
6.如图所示是半径为r的竖直光滑圆形轨道，将一玩具小车放到与轨道圆心O处于同一水平面的A点，并给小车一竖直向下的初速度，使小车沿轨道内侧做圆周运动。要使小车不脱离轨道，则在A处使小车获得竖直向下的最小初速度应为(　　)
A.　　　　　　　　　 B.
C. D.
7.如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为(　　)
A．2mgR B．4mgR
C．5mgR D．6mgR
8.如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动)，下列说法错误的是(　　)
A．C的向心加速度最大
B．B的静摩擦力最小
C．当圆台转速增大时，A比B先滑动
D．当圆台转速增大时，C将最先滑动
9．[多选]如图所示，一水平放置的木板上放有砝码，砝码与木板间的动摩擦因数为μ，让木板在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假如运动中木板始终保持水平，砝码始终没有离开木板，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，那么下列说法正确的是(　　)
A．在通过轨道最高点时砝码处于失重状态
B．在经过轨道最低点时砝码所需静摩擦力最大
C．匀速圆周运动的速度小于
D．在通过轨道最低点和最高点时，砝码对木板的压力之差为砝码重力的6倍
10.[多选]如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形轨道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是(　　)
A．小球能够通过最高点时的最小速度为0
B．小球能够通过最高点时的最小速度为
C．如果小球在最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道的外壁有作用力
D．如果小球在最高点时的速度大小为，则小球通过最高点时与管道间无相互作用力
11.原长为L，劲度系数为k的轻弹簧一端固定一小铁块，另一端连接在竖直轴OO′上，小铁块放在水平圆盘上，若圆盘静止，把弹簧拉长后将小铁块放在圆盘上，使小铁块能保持静止时弹簧的最大长度为，现将弹簧长度拉长到后，把小铁块放在圆盘上，在这种情况下，圆盘绕中心轴OO′以一定角速度匀速转动，如图所示。已知小铁块的质量为m，为使小铁块不在圆盘上滑动，圆盘转动的角速度ω最大不得超过多少？
12．如图所示是质量可忽略不计的秋千，悬点O离地面高度H＝2 m。质量m＝5 kg的小猴(可视为质点)趴在秋千上，它到悬点O的距离l1＝1.6 m。饲养员在图中左侧推秋千，每次做功都为W＝5 J。秋千首次从最低点被推动，以后每次推动都是在秋千荡回左侧速度变为零时进行。若不计空气阻力，求：(g取10 m/s2)(1)经1次推动，小猴荡起的最高点比最低点高多少？
(2)经多少次推动，小猴经过最低点的速度v＝4 m/s?
(3)某次小猴向右经过最低点时，一个挂在秋千绳上C点的金属小饰物恰好脱落，并落在地上D点。D到C的水平距离x＝0.96 m，C到O的距离l2＝1.28 m，则小猴此次经过最低点时对秋千的作用力多大？
参考答案：
1.选D　2.选B　3.选B　4.选A　5.选C　6.选C　7.选C　8.选C　9.选AC　10.选ACD　
11.解析：以小铁块为研究对象，圆盘静止时：设铁块受到的最大静摩擦力为Fmax，由平衡条件得Fmax＝。
圆盘转动的角速度ω最大时，铁块受到的摩擦力Fmax与弹簧的拉力kx的合力提供向心力，
由牛顿第二定律得kx＋Fmax＝mω， 又因为x＝
解以上三式得角速度的最大值ωmax＝。 答案：
12.解析：(1)推动一次，W＝mgh 解得：h＝0.1 m。
(2)推动n次后，回到最低点，由动能定理nW＝mv2 得：n＝8。
(3)小饰物下落时间H－l2＝gt2，解得t＝ s
饰物飞出时的速度v1＝＝ m/s
设小猴经过最低点时速度为v2＝ 得：v2＝ m/s
对小猴受力分析，有F－mg＝ 解得：F＝81.25 N
由牛顿第三定律得，小猴对秋千的作用力为81.25 N。
答案：(1)0.1 m　(2)8次　(3)81.25 N