匀速圆周运动的实例分析 同步练习.doc

理工高中 高一物理组 09、12、28匀速圆周运动的实例分析 同步练习一、选择题(每小题6分，共60分)1.如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是()A.重力、绳子的拉力、向心力 B.重力、绳的拉力C.重力 D.以上说法均不正确2.关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是()A.内、外轨一样高以防列车倾倒造成翻车事故B.外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减小车轮与铁轨的挤压C.因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒D.以上说法均不对3.把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端，使水桶在竖直平面做圆周运动，要使水在水桶转到最高点时不从水桶里流出来，这时水桶的线速度至少应该是() 4.如图一质量为m的木块从光滑的半球形的碗边开始下滑在木块下滑过程中( )A.它的加速度方向指向球心B.它所受合力就是向心力C.它所受向心力不断增大D.它对碗的压力不断减小5.如图所示，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.若小球刚好能在蛏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6.如图所示，小物体位于半径为R的半球顶端，若给小物体以水平初速度v0时，小物体对球顶恰无压力，则()A.物体立即离开球面做平抛运动B.物体落地时水平位移为C.物体的初速度D.物体着地时速度方向与地面成45角7.在半径为R的固定半球形碗内，有一质量为m的物体自碗边向碗底滑动，滑到最低点时速度为v,若物体与碗的动摩擦因数为，物体在最低点受到的摩擦力大小是 8.在一段半径为R的圆弧形水平弯道上，已知地面对汽车轮胎的最大摩擦力等于车重的倍(1)则汽车拐弯时的安全速度是( )A.B.C.D.9.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动，若经最高点不脱离轨道的临界速度为v,则当小球以2v速度经过最高点时，小球对轨道压力的大小为( )A.0B.mgC.3mgD.5mg10.如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的有()A.小球通过最高点的最小速度为 B.小球通过最高点的最小速度为0C.小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力D.小球在水平线曲以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力11汽车沿水平圆跑道行驶。跑道半径为R。地面对汽车的最大静摩擦力是车重的。那么车速不应大于。( )ABC D12 如图所示，有一个以角速度旋转的圆锥摆，则 小球受到的力是（ ） A 重力和弹力 B 重力、弹力和向心力 C 重力和向心力 D 向心力和弹力 小球做匀速圆周运动的向心力是（ ） A 重力 B 弹力 C 重力和弹力的合力 D 平衡力 小球所受向心力等于（ ） A mg + F B mgcos C mgsin D mgtan二、填空题13.汽车的速度是72kmh，过凸桥最高点时，对桥的压力是车重的一半，则桥面的曲率半径为_m当车速为_ms，车对桥面最高点的压力恰好为零。14.长L=0.5m，质量可忽略的杆，其下端固定于O点，上端连有质量m=2kg的小球，它绕O点做圆周运动当通过最高点时(如图所示)，速率v=1ms，这时杆受到球对它方向向_，大小为_N的作用力。15轻杆长，杆的一端固定着质量的小球。小 球在杆的带动下，绕水平轴O在竖直平面内作圆周运动，小球运动到最高点C时速度为2。 。则此时小球对细杆的作用力大小为N。方向为。16如图所示，物体被细绳拉着在竖直平面内做圆周运动，已知 它经过最高点时的速度是10m/s，绳长0.5m，物体质量为100g， 则它在这一位置受到绳的拉力是 N，如果以同样的速率 通过最低点，这时绳的拉力为 N，物体通过最高点时的 最小速度是 m/s。 三、计算题17.如图所示，长度为L=1.0m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为M=5kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=20ms，试求：(1)小球在最低点所受绳的拉力；(2)小球在最低点的向心加速度。18.如图所示，半径为R的光滑圆环上套有一质量为m的小环，当圆环以角速度绕着环心的竖直轴旋转时，求小环偏离圆环最低点的高度。19.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=90，ACB=53，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，求：(1)当m的线速度增大时，AC和BC(bC=1m)哪条绳先断?(2)一条绳被拉断后，m的速率继续增加，整个运动状态会发生什么变化? 20如图所示，细绳一端系着质量M = 0.6kg的物体， M 另一端通过光滑小孔吊着质量m = 0.3kg的物体， M的中点与小孔的距离r = 0.2m，已知M和水平面 的最大静摩擦力为2N，现使此平面绕中心轴线匀速转动， m 并使m处于静止状态，试求角速度的范围。 匀速圆周运动的实例分析 同步练习一、选择题(每小题6分，共60分)1.如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是()A.重力、绳子的拉力、向心力B.重力、绳的拉力C.重力D.以上说法均不正确答案：2.关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是()A.内、外轨一样高以防列车倾倒造成翻车事故B.外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减小车轮与铁轨的挤压C.因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒D.以上说法均不对答案：3.把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端，使水桶在竖直平面做圆周运动，要使水在水桶转到最高点时不从水桶里流出来，这时水桶的线速度至少应该是() 答案：（点拨：）4.如图所示，一质量为m的木块从光滑的半球形的碗边开始下滑在木块下滑过程中()A.它的加速度方向指向球心B.它所受合力就是向心力C.它所受向心力不断增大D.它对碗的压力不断减小答案：C(点拨：下滑过程中木块沿弧线切线和法线方向均有加速度、合加速度不指向球心(底端除外)，A错；物体所受合力的径向分量是向心力，且是变化的，B错；根据机械能转化，下滑过程中速度加快，则向心力增大，C对；而向心力是由支持力和重力的径向分力合力提供，随着下滑过程，重力分力减小，而合力在增大，因此支持力在增大，即可推出物体对碗压力增大)5.如图所示，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.若小球刚好能在蛏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答案：6.如图所示，小物体位于半径为R的半球顶端，若给小物体以水平初速度v0时，小物体对球顶恰无压力，则()A.物体立即离开球面做平抛运动B.物体落地时水平位移为C.物体的初速度D.物体着地时速度方向与地面成45角答案：ABC(点拨：无压力意味，物体以v0初速做平抛运动；由平抛运动可得，那么落地时；落地时，为着地时速度与地面夹角)7.在半径为R的固定半球形碗内，有一质量为m的物体自碗边向碗底滑动，滑到最低点时速度为v,若物体与碗的动摩擦因数为，则物体在最低点受到的摩擦力大小是() 答案：B(点拨：得，由力的相互性，物体对碗底的压力，则)8.在一段半径为R的圆弧形水平弯道上，已知地面对汽车轮胎的最大摩擦力等于车重的倍(1)则汽车拐弯时的安全速度是()A.B.C.D.答案：A(点拨：拐弯时，摩擦力提供向心力，得)9.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动，若经最高点不脱离轨道的临界速度为v,则当小球以2v速度经过最高点时，小球对轨道压力的大小为()A.0B.mgC.3mgD.5mg答案：C(点拨：速度为v时，满足当速度变为2v时，满足，推得F=3mg，由力的相互性，小球对轨道压力R=3mg.)10.如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的有()A.小球通过最高点的最小速度为 B.小球通过最高点的最小速度为0C.小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力D.小球在水平线曲以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力答案：BC(点拨：对于管内小球，它在最高点的合外力可以为0，即向心力可以为0，对应最小速度便可以为0.而当小球在水平线ab以下运动时，外侧管壁肯定有力的作用，以提供小球向心力.)11汽车沿水平圆跑道行驶。跑道半径为R。地面对汽车的最大静摩擦力是车重的。那么车速不应大于。( D )ABCD12 如图所示，有一个以角速度旋转的圆锥摆，则 小球受到的力是（ A ） A 重力和弹力 B 重力、弹力和向心力 C 重力和向心力 D 向心力和弹力 m 小球做匀速圆周运动的向心力是（ C ） A 重力 B 弹力 C 重力和弹力的合力 D 平衡力 小球所受向心力等于（ D ） A mg + F B mgcos C mgsin D mgtan二、填空题(每小题6分，共12分)13.汽车的速度是72kmh，过凸桥最高点时，对桥的压力是车重的一半，则桥面的曲率半径为_m当车速为_ms，车对桥面最高点的压力恰好为零。答案：80，(点拨：压力为车重一半时，即地面对汽车支持力，则推得；压力为零时，满足，推得)14.长L=0.5m，质量可忽略的杆，其下端固定于O点，上端连有质量m=2kg的小球，它绕O点做圆周运动当通过最高点时(如图所示)，速率v=1ms，这时杆受到球对它方向向_，大小为_N的作用力。答案：下,16(点拨：代人已知数据得F=-1.6N，负号表示受力方向向上，与重力相反,表明球对杆是向下压力作用)15轻杆长，杆的一端固定着质量的小球。小 球在杆的带动下，绕水平轴O在竖直平面内作圆周运动，小球运动到最高点C时速度为2。 。则此时小球对细杆的作用力大小为0.2 N。方向为竖直向下。16如图所示，物体被细绳拉着在竖直平面内做圆周运动，已知 它经过最高点时的速度是10m/s，绳长0.5m，物体质量为100g， 则它在这一位置受到绳的拉力是 19 N，如果以同样的速率 通过最低点，这时绳的拉力为 21 N，物体通过最高点时的 最小速度是 2.3 m/s。 三、计算题(13、14题每题9分，15题10分，共28分)17.如图所示，长度为L=1.0m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为M=5kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=20ms，试求：(1)小球在最低点所受绳的拉力；(2)小球在最低点的向心加速度。答案：(1)T=2049(N)(2)a=400m/s2(点拨：(1)根据题意，最低点：。（2）18.如图所示，半径为R的光滑圆环上套有一质量为m的小环，当圆环以角速度绕着环心的竖直轴旋转时，求小环偏离圆环最低点的高度。答案： (点拨：根据题意，可以分析圆环转动时受力情况如图.合力方向水平指向转轴，根据,则mgtan=m2Rsin.推得。因此，高度即得)19.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=90，ACB=53，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，求：(1)当m的线速度增大时，AC和BC(bC=1m)哪条绳先断?(2)一条绳被拉断后，m的速率继续增加，整个运动状态会发生什么变化?答案：(1)BC先断(2)详参点拨(点拨：当小球线速度增大到BC被拉直时，AC线拉力TAC=1.25mg，当球速再增大些时TAC不变，BC线拉力随球速增大