生活中的圆周运动（培优）练习（word版含答案）

2020-2021学年第二学期高一物理人教版（2019）必修第二册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． B． C． D．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，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．的取值不是唯一的D．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B．小球经过最低点的最小速度为C．圆环最低点和最高点对小球的压力大小的差值为4mgD．圆环最低点和最高点对小球的压力大小的差值为6mg6．一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B．环对细杆的压力不可能大于C．小球做圆周运动的最大角速度为D．小球做圆周运动的最大角速度为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转动，盘面与水平面的夹角为，盘面上离转轴距离处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，小物体的质量为，小物体与盘面间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。则当达最大值时，小物体运动到最高点时所受摩擦力的大小（取，，）（）A． B． C． D．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D．若小球飞离了水平面，则角速度可能为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．减为原来的倍 B．减为原来的倍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B．此时圆盘的角速度为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∶1B．甲和乙的线速度大小之比为2∶1C．甲和乙的线速度大小之比为1∶2D．甲和乙的线速度大小之比为1∶414．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，沿直线轨道通过阻挡门（阻挡门的位置可在间调节）后经回旋弯道的最低点B点选入竖真回旋弯道，再通过直线轨道从C点水平飞出，轨道各部分平滑连接，小车进入得分区域则挑战成功。已知A、B之间的距离，圆形回旋弯半径，之间的距离，之间的高度差，水平距离．小车与直线轨道各部分之间的摩擦因数均为，其然阻为均忽略。小车质量，经过B点的速度与经过弯道最高点的速度满足关系。(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，当小车以的初速度弹出时，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，是倾角为的斜坡，是半径为的圆弧，斜坡与圆弧在点相切，一位质量为的滑雪者从高处平台的点以一定初速度水平滑出，经过时间，滑雪者刚好落在点，滑到圆弧最低点时，滑雪者的速度是在点滑出时速度的2倍，重力加速度为，，，滑板与雪道的动摩擦因数为，不计空气阻力，求：（1）斜坡的长；（2）滑雪者在点滑出时的速度大小；（3）滑雪者运动到点时，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