人教新課標生活中的圓周運動精講精練 省一等獎

主動成長夯基達標一、選擇題1.若火車按規(guī)定速率轉彎時，內、外軌對車輪皆無側壓力，則火車以較小速率轉彎時（）A.僅內軌對車輪有側壓力B.僅外軌對車輪有側壓力C.內、外軌對車輪都有側壓力D.內、外軌對車輪均無側壓力思路解析：當火車以小于規(guī)定速度轉彎時，有下滑趨勢，故對內軌有側壓力，A正確.答案：A2.冰面對溜冰運動員的最大靜摩擦力為運動員的重力的k倍，在水平冰面上沿半徑為r的圓周滑行的運動員，其安全速度為（）≥≤≤≤思路解析：由F向=知kmg=故v=故安全速度v應小于或等于,B正確答案：B3.如圖6-8-6所示，當汽車通過拱橋頂點的速度為10m/s時，車對橋頂壓力為車重的3/4，如果要使汽車在粗糙的橋面行駛至橋頂時，恰好不受摩擦力的作用，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢獮椋▓D6-8-A.15m/sB.20m/sC.25m/sD.30m/s思路解析：當v1=10m/s時，mg-=得r=40m,欲使車過頂點時不受摩擦力，則=0,有mg=得v2==20m/s答案：B4.如圖6-8-7所示，細桿的一端與一小球相連，可繞過O點的水平軸自由轉動.現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運動，圖中a,b分別表示小球軌道的最低點和最高點，則桿對球的作用力可能是（圖6-8-處為拉力，b處為拉力處為拉力，b處為推力處為推力，b處為拉力處為推力，b處為推力思路解析：小球在a處為拉力，在b處，當v＞時，桿提供拉力，當v＜時，桿提供推力，v=時，桿對小球剛好作用力為0.答案：AB5.把盛水的桶拴在長為l的繩子一端，使這水桶在豎直平面內做圓周運動，要使水在水桶轉到最高點時不從桶里流出來，這時水桶的線速度至少應是（）A.B.C.D.思路解析：對水作受力分析，v桶轉動到最高點時，由mg+FN=知，當Fn恰好等于零時vmin=答案：C6.質量為m的小球被系在輕繩一端，在豎直面內做半徑為R的圓周運動，運動過程中小球受到空氣阻力作用.設某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運動，經(jīng)過半個圓周恰能通過最高點，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為（）A.B.C.思路解析：設小球在最低點和最高點速度大小分別為v1和v2，在最低點時-mg=,v1=;在最高點時mg＞,v2=,由動能定理知-mg·2R-wf=,得wf=mgR,故C正確.答案：C7.如圖6-8-8所示，兩個半徑不同，內壁光滑的半圓軌道固定在地面上，一個小球先后從與球心在同一水平高度上的A、B兩點由靜止開始自由下滑，通過軌道最低點時（圖6-8-A.小球對兩軌道的壓力相同B.小球對兩軌道的壓力不同C.小球的向心加速度相同D.小球的速度相同思路解析：設兩圓軌道半徑分別為ra,rb，由動能定理知，小球在最低點時的速度分別為vA=,vB=，則D錯誤，由牛頓第二定律知FN-mg=,從而=3mg,故AC正確.答案：AC8.如圖所示，長為L的細線，一端固定在O點，另一端系一個球.把小球拉到與懸點O處于同一水平面的A點，并給小球豎直向下的初速度，使小球繞O點在豎直平面內做圓周運動.要使小球能夠在豎直平面內做圓周運動，在A處小球豎直向下的最小初速度應為（）A.B.C.D.思路解析：小球通過最高點的最小速度v2=，由機械能守恒定律知,得v1=,故C正確答案：C二、填空題9.童非,江西人,中國著名體操運動員,首次在單杠項目上實現(xiàn)了“單臂大回環(huán)”：用一只手抓住單杠，伸展身體，以單杠為軸做圓周運動.假設童非的質量為65kg,那么,在完成“單臂大回環(huán)”的過程中，童非的單臂承受的最大拉力為______________.(g取10m/s2）思路解析：運動員在最低點時承受的拉力最大，由牛頓第二定律知：F-mg=,為了使在最低點時單臂承受的拉力盡量小，在最高點時應使速度v2=0,則有,由上兩式得:F=5mg=3250N答案：3250N10.如圖6-8-9所示，在內壁光滑的平底試管內放一個質量為1g的小球，試管的開口端加蓋與水平軸O連接.試管底與O相距5cm，試管在轉軸帶動下沿豎直平面做勻速圓周運動，g取10m/s2圖6-8-(1)轉軸的角速度為_____________時，試管底所受壓力的最大值等于最小值的3倍；(2)轉軸的角速度_____________時，會出現(xiàn)小球與試管底脫離接觸的情況.思路解析：(1）小球在最低點時，對試管底的壓力最大，有Fmax-mg=mω2r,Fmax=mg+mω2r；小球在最高點時，對試管底的壓力最小，有Fmin+mg=mω2r,Fmin=mω2r-mg,Fmax/Fmin=3,ω==20rad/s.(2）當小球在最高點時，對試管底的壓力等于零時為臨界狀態(tài)，有mg=mω2r,ω==rad/s，當轉軸的角速度小于rad/s時，小球到不了最高點，會出現(xiàn)小球與試管底脫離接觸的情況.答案：20rad/s;＜rad/s三、計算題11.圖6-8-10所示為工廠中的行車示意圖.設鋼絲長為3m，用它吊著質量為t的鑄件，行車以2m/s圖6-8-解：當行車突然剎車時，鑄件以v=2m/s的速度在豎直平面內做圓周運動，F(xiàn)T-mg=，故鋼絲對鑄件的拉力FT=mg+=×104N.由牛頓第三定律，鋼絲受的拉力FT′=FT=×104N答案：×104N12.如圖6-8-11所示，桿的一端固定一個質量為圖6-8-解：設桿勻速轉動的角速度為ω，則在最高點時mg+F1=mrω2,在最低點時F2-mg=mrω2則F2-F1=2mg答案：2mg13.長L=0.5m的細繩拴著小水桶繞固定軸在豎直平面內轉動，桶中有質量m=0.5kg的水，求：(1)在最高點時，水不流出的最小速率是多少？(2)在最高點時，若速率v=3m/s，水對桶底的壓力多大？解：(1）若水恰不流出，則有mg=.所求最小速率v0=m/s=m/s=2.2m/s.(2）設桶對水的壓力為FN，則有mg+FN=.FN=×N=N.由牛頓第三定律得知，水對桶底的壓力：FN′=FN=N.答案：(1）2.2m/s(2）N走近高考14.（經(jīng)典回放）如圖6-8-12所示，A、B、C三個物體放在水平旋轉的圓盤上，三物體與轉盤的動摩擦因數(shù)均為μ，A的質量為2m,B和C的質量均為m，A、B離軸距離為R，C離軸2R.若三物體相對盤靜止，則下列說法中正確的是（認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）（圖6-8-A.每個物體均受重力、支持力、靜摩擦力、向心力四個力作用的向心加速度最大所受的摩擦力最小D.當圓臺轉速增大時，C比B先滑動，A和B同時滑動思路解析：每個物體均受重力、支持力和靜摩擦力作用，A錯誤，由a=rω知，ac最大，又Ff=ma,則最小，從而B、C正確；由μmg=mrω2知物體滑動的臨界角速度ω=,與m無關，故D正確.答案：BCD15.(2022北京海淀測試)如圖6-8-13所示的雜技演員在表演“水流星”的節(jié)目時，盛水的杯子經(jīng)過最高點杯口向下時水也不灑出來.對于杯子經(jīng)過最高點時水的受力情況，下列說法正確的是（圖6-8-A.水處于失重狀態(tài)，不受重力的作用B.水受平衡力的作用，合力為零C.由于水做圓周運動，因此必然受到重力和向心力的作用D.杯底對水的作用力可能為零思路分析：分析知A、B、C錯，當v=時杯底對水的作用力可能為零.答案：D16.(2022北京四中模擬)長為L的輕繩的一端固定在O點，另一端拴一個質量為m的小球.先令小球以O為圓心，L為半徑在豎直平面內做圓周運動，小球能通過最高點，如圖6-8-14所示，g為重力加速度，則（圖6-8-A.小球通過最高點時速度可能為零B.小球通過最高點時所受輕繩的拉力可能為