2017-2018学年高中物理人教版必修2习题：第五章 曲线运动 第7节 生活中的圆周运动2 word版含答案 7页

第7节　生活中的圆周运动（满分100分，60分钟完成）班级_______姓名_______第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得6分，对而不全得3分。选错或不选的得0分。1．轻绳的一端系重物，手执另一端使重物在光滑水平面上做匀速圆周运动，下述说法正确的是（）①角速度一定时，线长易断②线速度一定时，线长易断③周期一定，线长易断④向心加速度一定，线短易断A．①③B．①④C．②③D．②④OAL图12．长度为L＝0.50m的轻质细杆OA，A端有一质量为m＝3.0kg的小球，如图1所示，小球以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，小球的速率是v＝2.0m/s，g取10m/s2，则细杆此时受到（）A．6.0N拉力B．6.0N压力C．24N拉力D．24N压力3．做离心运动的物体，它的速度变化情况（）①速度大小不变，方向改变②速度大小改变，方向不变③速度大小和方向可能都改变④速度大小和方向可能都不变A．①②B．②③C．③④D．④①4．在一个内壁光滑的圆锥桶内，两个质量相等的小球A、B紧贴着桶的内壁分别在不同高度的水平面内做匀速圆周运动，如图2所示，则以下说法中正确的是（）AB图2①两球对筒壁的压力相等②A球的线速度一定大于B球的线速度③A球的角速度一定大于B球的角速度④两球的周期相等A．①②B．②③C．①④D．②④5．下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动（）\nA．汽车转弯时要限制速度B．转速很高的砂轮半径不能做得太大C．在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨D．离心泵工作时6．关于离心现象下列说法正确的是（）A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将沿切线做直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将做曲线运动7．铁路在转弯处外轨略高于内轨的原因是（）①减轻轮缘对外轨的挤压②减轻轮缘与内轨的挤压③火车按规定的速度转弯，外轨就不受轮缘的挤压④火车无论以多大速度转弯，内外轨都不受轮缘挤压A．①③B．①④C．②③D．②④8．汽车在半径为r的水平弯道上转弯，如果汽车与地面的动摩擦因数为μ，那么不使汽车发生滑动的最大速率是（）A．B．C．D．第Ⅱ卷（非选择题，共52分）OM图3二、填空、实验题：本大题共5小题，每小题5分，共25分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。9．如图3所示，电动机和飞轮的总质量为M，飞轮边缘固定着一质量为m的物块，物块到轴距离为r，电动机匀速转动，当物块转到最高点时，电动机恰对地面无压力，则飞轮的角速度为___________rad/s。10．一吊车以5m/s的速度在水平公路上匀速前进，长为2m的悬绳吊着1t\n的货物，则绳对货物的拉力是______N，吊车紧急刹车一瞬间，悬绳对货物的拉力是______N。11．一根长0.625m的细绳，一端栓一质量m＝0.4kg的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，则小球以v＝3.0m/s通过圆周最高点时，绳对小球的拉力大小为N。12．已知一辆质量为M的汽车通过拱形桥的桥顶时速度为v，则此时汽车对桥面的压力为______（桥的曲率半径为R）。13．如图4所示，AB为一圆弧面，在B点轨道的切线是水平的，BC为水平轨道，一小球沿ABC轨道运动，其质量为m，轨道半径为R，小球过B点时的速度为v，则小球刚要到达B点时对轨道的压力大小为________，小球刚过B点时对轨道的压力大小为________。图4三、计算题：本大题共2小题，计27分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14．（12分）如图5所示，轻杆OA长l＝0.5m，在A端固定一小球，小球质量m＝0.5kg，以O点为轴使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时的速度大小为v＝0.4m/s，求在此位置时杆对小球的作用力。（g取10m/s2）图515．（15分）如图6所示，水平转盘的中心有个竖直小圆筒，质量为m的物体A放在转盘上，A到竖直筒中心的距离为r。物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连，B与A\n质量相同，物体A与转盘间的最大静摩擦力是正压力的μ倍，则转盘转动的角速度在什么范围内，物体A才能随盘转动。图6参考答案一、选择题：1．【答案】A【点拨】由F＝ma＝m＝mω2r＝mr可知，A选项正确。2．【答案】B【点拨】小球以速度v0通过最高点时，设杆对球的作用力为F，且方向竖直向下，由向心力公式得：F＋mg＝m，所以F＝－mg＝－6.0N，负号说明杆对球的作用力F的方向与假设的方向相反，即竖直向上，故球对细杆的压力为6N，本题答案为B。3．【答案】C【点拨】（略）4．【答案】A【点拨】球在光滑桶内壁做匀速圆周运动，重力mg和桶对它的支持力FN的合力作为向心力，由牛顿第二定律F合＝mgcotθ＝mω2r＝m，而FN＝，则两球对桶壁的压力相等，故①正确，又因为rA＞rB，ωA＜ωB，所以vA＞vB，即②正确，所以本题答案为A。5．【答案】ABC【点拨】（略）\n6．【答案】C【点拨】向心力是根据力的作用效果命名的，做匀速圆周运动的物体，所受重力、弹力、摩擦力的合力提供向心力，并不受向心力和离心力的作用；当合力小于做圆周运动所需的向心力时，就会产生离心现象，选项A错误；根据牛顿第一定律，当做圆周运动物体所受的力都消失时，物体从力消失时刻起做匀速直线运动，故选项C正确，选项B、D错误。7．【答案】A【点拨】两轨间距为l，内外轨水平高度差为h，转弯处轨道半径为R，向心力由火车重力mg和轨道对火车支持力FN合力提供，F合＝mgtanθ，mgsinθ＝mg；F向＝m故mg＝m。则v规＝，当l、h确定，则v被唯一确定，即为规定的行驶速度。（1）当火车行驶速率v等于v规时，F向＝F合，内、外轨对轮缘没有侧压力；（2）当火车行驶速率v大于v规时，F合＜F向，外轨道对轮缘须有侧压力；（3）当火车行驶速度v小于v规时，F合＞F向，内轨道对轮缘有侧压力；故A选项正确。8．【答案】B【点拨】μmg＝m，v＝，故B选项正确。二、填空、实验题：9．【答案】【点拨】当物块转到最高点时，电动机恰对地面无压力，说明此时物块对飞轮加了向上的弹力F，且F＝Mg，而物块m此时受到重力和竖直向下的弹力F＇(F＇是飞轮对物块的作用力)，其合外力提供它做圆周运动的向心力，即F向＝mg＋F＝mω2r，由牛顿第三定律：F与F′等大，即F＝Mg，所以ω＝。10．【答案】9800；22300【点拨】匀速前进时F1＝mg＝9800N；刹车瞬间F2－mg＝m，则有：F2＝m(g＋)＝22300N。11．【答案】1.76N\n【点拨】小球通过最高点时受到重力和绳的拉力作用，则，解得：F＝＝1.76N。12．【答案】M(g－)【点拨】根据牛顿第二定律及向心力公式有：Mg－FN＝，得FN＝M(g－)。13．【答案】mg＋m；mg【点拨】小球刚要到B点时，存在向心加速度，则FN－mg＝m，所以FN＝mg＋m。小球刚过B点，就做匀速直线运动，受力平衡，则FN′＝mg。三、计算题：14．【答案】4.84N【解析】方法一：先判断小球在最高位置时，杆对小球有无作用力，若有作用力，判断作用力方向如何。小球所需向心力F向＝＝0.16N。小球受重力mg＝5N，重力大于所需向心力，所以杆对小球有竖直向上的作用力F，以竖直向下为正方向，对小球有mg－F＝F向，解得：F＝4.84N。方法二：设杆对小球有作用力F，并设它的方向竖直向下，则有mg＋F＝，解得：F＝－mg＝－4.84N，可见杆对小球有作用力，大小为4.84N，方向与假设的方向相反，即竖直向上。15．【答案】≤ω≤【解析】由于A在圆盘上随盘做匀速圆周运动，所以它所受的合外力必然指向圆心，而其中重力、支持力平衡，绳的拉力指向圆心，所以A所受的摩擦力的方向一定沿着半径或指向圆心,或背离圆心。当A将要沿盘向外滑时，A所受的最大静摩擦力指向圆心，A的向心力为绳的拉力与最大静摩擦力的合力，即\n由于B静止，故F＝mg，由于最大静摩擦力是压力的μ倍，即，由以上各式解得。当A将要沿盘向圆心滑时,A所受的最大静摩擦力沿半径向外,这时向心力为:解得：。故要使A随盘一起转动，其角速度ω应满足：≤ω≤。