春人教物理（新教材）必修圓周運(yùn)動及答案

2020春人教物理（新教材）必修第二冊第6章圓周運(yùn)動及答案（新教材）必修第二冊第6章圓周運(yùn)動1、如圖所示，普通輪椅一般由輪椅架、車輪、剎車裝置等組成。車輪有大車輪和小車輪，大車輪上固定有手輪圈，手輪圈由患者直接推動。已知大車輪、手輪圈、小車輪的半徑之比為9∶8∶1，假設(shè)輪椅在地面上做直線運(yùn)動，手和手輪圈之間、車輪和地面之間都不打滑，當(dāng)手推手輪圈的角速度為ω時，小車輪的角速度為()A.ω\f(1,8)ω\f(9,8)ωω2、兩個小球固定在一根長為L的桿的兩端，且繞桿上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示．當(dāng)小球1的速度為v1，小球2的速度為v2時，則轉(zhuǎn)軸O到小球2的距離為()\f(v1,v1＋v2)L\f(v2,v1＋v2)L\f(v1＋v2,v1)L\f(v1＋v2,v2)L3、關(guān)于向心力，下列說法中正確的是()A.物體由于做圓周運(yùn)動而產(chǎn)生一個向心力B.向心力不改變物體做圓周運(yùn)動的速度大小C.做勻速圓周運(yùn)動的物體的向心力是恒力D.做一般曲線運(yùn)動的物體所受的合力即為向心力4、如圖所示，半徑為R的圓環(huán)豎直放置，一輕彈簧一端固定在環(huán)的最高點(diǎn)A，一端系一帶有小孔穿在環(huán)上的小球，彈簧原長為eq\f(2,3)R.將小球從靜止釋放，釋放時彈簧恰無形變，小球運(yùn)動到環(huán)的最低點(diǎn)時速率為v，這時小球向心加速度的大小為()\f(v2,R)\f(v2,2R)\f(3v2,2R)\f(3v2,4R)5、如圖所示，汽車在炎熱的夏天沿不平的曲面行駛，其中最容易發(fā)生爆胎的點(diǎn)是(假定汽車運(yùn)動速率va＝vc，vb＝vd)()A．a(chǎn)點(diǎn)B．b點(diǎn)C．c點(diǎn)D．d點(diǎn)6、(雙選)如圖所示為某一皮帶傳動裝置．主動輪的半徑為r1，從動輪的半徑為r2.已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑．下列說法正確的是()A．從動輪做順時針轉(zhuǎn)動 B．從動輪做逆時針轉(zhuǎn)動C．從動輪的轉(zhuǎn)速為eq\f(r1,r2)n D．從動輪的轉(zhuǎn)速為eq\f(r2,r1)n7、下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動的物體所受的向心力的說法中，正確的是()A.物體除受其他的力外還受到向心力的作用B.物體所受的合力提供向心力C.向心力的方向總指向圓心，故方向不變D.向心力的大小一直在變化8、如圖所示，兩輪壓緊，通過摩擦傳動(不打滑)，已知大輪半徑是小輪半徑的2倍，E為大輪半徑的中點(diǎn)，C、D分別是大輪和小輪邊緣上的一點(diǎn)，則E、C、D三點(diǎn)向心加速度大小關(guān)系正確的是()A．a(chǎn)nC＝anD＝2anE B．a(chǎn)nC＝2anD＝2anEC．a(chǎn)nC＝eq\f(anD,2)＝2anE D．a(chǎn)nC＝eq\f(anD,2)＝anE9、(多選)在某轉(zhuǎn)彎處，規(guī)定火車行駛的速率為v0，則下列說法中正確的是()A．當(dāng)火車以速率v0行駛時，火車的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向B．當(dāng)火車的速率v>v0時，火車對外軌有向外的側(cè)向壓力C．當(dāng)火車的速率v>v0時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)的擠壓力D．當(dāng)火車的速率v<v0時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)側(cè)的壓力*10、如圖所示，一個水平大圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，一個小孩坐在距圓心為r處的P點(diǎn)不動(P未畫出)，關(guān)于小孩的受力，以下說法正確的是()A.小孩在P點(diǎn)不動，因此不受摩擦力的作用B.小孩隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動，其重力和支持力的合力充當(dāng)向心力C.小孩隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動，圓盤對他的摩擦力充當(dāng)向心力D.若使圓盤以較小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，小孩在P點(diǎn)受到的摩擦力不變*11、如圖所示，底面半徑為R的平底漏斗水平放置，質(zhì)量為m的小球置于底面邊緣緊靠側(cè)壁，漏斗內(nèi)表面光滑，側(cè)壁的傾角為θ，重力加速度為g.現(xiàn)給小球一垂直于半徑向里的某一初速度v0，使之在漏斗底面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則()A．小球一定受到兩個力的作用B．小球可能受到三個力的作用C．當(dāng)v0<eq\r(gRtanθ)時，小球?qū)Φ酌娴膲毫榱鉊．當(dāng)v0＝eq\r(gRtanθ)時，小球?qū)?cè)壁的壓力為零12、（實(shí)驗(yàn)題）如圖甲所示是某同學(xué)探究做圓周運(yùn)動的物體的向心力、軌道半徑及線速度大小關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，圓柱體放置在水平光滑圓盤上做勻速圓周運(yùn)動。力傳感器測量向心力F，速度傳感器測量圓柱體的線速度大小v，該同學(xué)通過保持圓柱體質(zhì)量和運(yùn)動半徑不變，來探究向心力F與線速度大小v的關(guān)系：(1)該同學(xué)采用的實(shí)驗(yàn)方法為________。A.等效替代法B.控制變量法C.理想化模型法(2)改變線速度大小v，多次測量，該同學(xué)測出了五組F、v數(shù)據(jù)，如下表所示。v/(m·s－1)F/N該同學(xué)對數(shù)據(jù)分析后，在圖乙坐標(biāo)紙上描出了五個點(diǎn)。①作出F－v2圖線；②若圓柱體運(yùn)動半徑r＝m，由作出的F－v2的圖線可得圓柱體的質(zhì)量m＝________kg。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)13、在男女雙人花樣滑冰運(yùn)動中，男運(yùn)動員以自身為轉(zhuǎn)動軸拉著女運(yùn)動員做勻速圓周運(yùn)動．若運(yùn)動員的轉(zhuǎn)速為30r/min，女運(yùn)動員觸地冰鞋的線速度為m/s，求女運(yùn)動員做圓周運(yùn)動的角速度、觸地冰鞋做圓周運(yùn)動的半徑及向心加速度大小．2020春人教物理（新教材）必修第二冊第6章圓周運(yùn)動及答案（新教材）必修第二冊第6章圓周運(yùn)動1、如圖所示，普通輪椅一般由輪椅架、車輪、剎車裝置等組成。車輪有大車輪和小車輪，大車輪上固定有手輪圈，手輪圈由患者直接推動。已知大車輪、手輪圈、小車輪的半徑之比為9∶8∶1，假設(shè)輪椅在地面上做直線運(yùn)動，手和手輪圈之間、車輪和地面之間都不打滑，當(dāng)手推手輪圈的角速度為ω時，小車輪的角速度為()A.ω\f(1,8)ω\f(9,8)ωω【解析】手輪圈和大車輪的轉(zhuǎn)動角速度相等，都等于ω，大車輪、小車輪和地面之間不打滑，則大車輪與小車輪的線速度大小相等，若小車輪的半徑是r，則有v＝ω·9r＝ω′·r，小車輪的角速度為ω′＝9ω，選項D正確。【答案】D2、兩個小球固定在一根長為L的桿的兩端，且繞桿上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示．當(dāng)小球1的速度為v1，小球2的速度為v2時，則轉(zhuǎn)軸O到小球2的距離為()\f(v1,v1＋v2)L\f(v2,v1＋v2)L\f(v1＋v2,v1)L\f(v1＋v2,v2)L【答案】B[兩小球的角速度相同，設(shè)為ω，則有v1＝ωr1，v2＝ωr2，r1＋r2＝L.以上各式聯(lián)立解得r2＝eq\f(v2,v1＋v2)L，B正確．]3、關(guān)于向心力，下列說法中正確的是()A.物體由于做圓周運(yùn)動而產(chǎn)生一個向心力B.向心力不改變物體做圓周運(yùn)動的速度大小C.做勻速圓周運(yùn)動的物體的向心力是恒力D.做一般曲線運(yùn)動的物體所受的合力即為向心力【解析】向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，它不改變速度的大小，只改變速度的方向，選項A錯誤，B正確；做勻速圓周運(yùn)動的物體的向心力始終指向圓心，方向不斷變化，是變力，選項C錯誤；做一般曲線運(yùn)動的物體所受的合力通常可分解為切線方向的分力和法線方向的分力，切線方向的分力提供切向加速度，改變速度的大小，法線方向的分力提供向心加速度，改變速度的方向，選項D錯誤?！敬鸢浮緽4、如圖所示，半徑為R的圓環(huán)豎直放置，一輕彈簧一端固定在環(huán)的最高點(diǎn)A，一端系一帶有小孔穿在環(huán)上的小球，彈簧原長為eq\f(2,3)R.將小球從靜止釋放，釋放時彈簧恰無形變，小球運(yùn)動到環(huán)的最低點(diǎn)時速率為v，這時小球向心加速度的大小為()\f(v2,R) \f(v2,2R)\f(3v2,2R) \f(3v2,4R)【答案】A[小球沿圓環(huán)運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡就是圓環(huán)所在的圓，軌跡的圓心就是圓環(huán)的圓心，運(yùn)動軌跡的半徑就是圓環(huán)的半徑，小球運(yùn)動到環(huán)的最低點(diǎn)時，其向心加速度的大小為eq\f(v2,R)，加速度方向豎直向上．選項A正確．]5、如圖所示，汽車在炎熱的夏天沿不平的曲面行駛，其中最容易發(fā)生爆胎的點(diǎn)是(假定汽車運(yùn)動速率va＝vc，vb＝vd)()A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．d點(diǎn)【答案】D[因?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動的向心力和向心加速度公式也適用于變速圓周運(yùn)動，故在a、c兩點(diǎn)，F(xiàn)壓＝G－meq\f(v2,r)＜G，不容易發(fā)生爆胎；在b、d兩點(diǎn)，F(xiàn)壓＝G＋meq\f(v2,r)＞G，由題圖知b點(diǎn)所在曲線半徑大，即rb＞rd，又vb＝vd，故F壓b＜F壓d，所以在d點(diǎn)車胎受到的壓力最大，所以d點(diǎn)最容易發(fā)生爆胎．]6、(雙選)如圖所示為某一皮帶傳動裝置．主動輪的半徑為r1，從動輪的半徑為r2.已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑．下列說法正確的是()A．從動輪做順時針轉(zhuǎn)動 B．從動輪做逆時針轉(zhuǎn)動C．從動輪的轉(zhuǎn)速為eq\f(r1,r2)n D．從動輪的轉(zhuǎn)速為eq\f(r2,r1)n【答案】BC[主動輪順時針轉(zhuǎn)動時，皮帶帶動從動輪逆時針轉(zhuǎn)動，A錯誤，B正確；由于兩輪邊緣線速度大小相同，根據(jù)v＝2πrn，可得兩輪轉(zhuǎn)速與半徑成反比，所以C正確，D錯誤．]7、下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動的物體所受的向心力的說法中，正確的是()A.物體除受其他的力外還受到向心力的作用B.物體所受的合力提供向心力C.向心力的方向總指向圓心，故方向不變D.向心力的大小一直在變化【解析】物體做勻速圓周運(yùn)動需要一個指向圓心的合外力，并不是還要受到一個向心力作用，故A錯誤；物體做勻速圓周運(yùn)動需要向心力，所以物體的合力正好提供向心力，讓物體做勻速圓周運(yùn)動，故B正確；物體做勻速圓周運(yùn)動需要向心力，它始終指向圓心，因此方向不斷改變，故C錯誤；做勻速圓周運(yùn)動的物體所需的向心力大小恒定，方向始終指向圓心，故D錯誤?！敬鸢浮緽8、如圖所示，兩輪壓緊，通過摩擦傳動(不打滑)，已知大輪半徑是小輪半徑的2倍，E為大輪半徑的中點(diǎn)，C、D分別是大輪和小輪邊緣上的一點(diǎn)，則E、C、D三點(diǎn)向心加速度大小關(guān)系正確的是()A．a(chǎn)nC＝anD＝2anE B．a(chǎn)nC＝2anD＝2anEC．a(chǎn)nC＝eq\f(anD,2)＝2anE D．a(chǎn)nC＝eq\f(anD,2)＝anE【答案】C[同軸轉(zhuǎn)動，C、E兩點(diǎn)的角速度相等，由an＝ω2r，有eq\f(anC,anE)＝2，即anC＝2anE；兩輪邊緣點(diǎn)的線速度大小相等，由an＝eq\f(v2,r)，有eq\f(anC,anD)＝eq\f(1,2)，即anC＝eq\f(1,2)anD，故選C.]9、(多選)在某轉(zhuǎn)彎處，規(guī)定火車行駛的速率為v0，則下列說法中正確的是()A．當(dāng)火車以速率v0行駛時，火車的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向B．當(dāng)火車的速率v>v0時，火車對外軌有向外的側(cè)向壓力C．當(dāng)火車的速率v>v0時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)的擠壓力D．當(dāng)火車的速率v<v0時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)側(cè)的壓力【答案】ABD[在轉(zhuǎn)彎處，火車以規(guī)定速度行駛時，在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，重力與支持力的合力充當(dāng)向心力，沿水平面指向圓心，選項A正確．當(dāng)火車的速率v>v0時，火車重力與支持力的合力不足以提供向心力，火車對外軌有向外的側(cè)向壓力；當(dāng)火車的速率v<v0時，火車重力與支持力的合力大于火車所需的向心力，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)的側(cè)向壓力，選項B、D正確，C錯誤．]*10、如圖所示，一個水平大圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，一個小孩坐在距圓心為r處的P點(diǎn)不動(P未畫出)，關(guān)于小孩的受力，以下說法正確的是()A.小孩在P點(diǎn)不動，因此不受摩擦力的作用B.小孩隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動，其重力和支持力的合力充當(dāng)向心力C.小孩隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動，圓盤對他的摩擦力充當(dāng)向心力D.若使圓盤以較小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，小孩在P點(diǎn)受到的摩擦力不變【解析】由于小孩隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動，一定需要向心力，該力一定指向圓心，而重力和支持力在豎直方向上，它們不能提供向心力，因此小孩會受到靜摩擦力的作用，且提供向心力，選項A、B錯誤，C正確；由于小孩隨圓盤轉(zhuǎn)動半徑不變，當(dāng)圓盤角速度變小，由F＝mω2r可知，所需向心力變小，在P點(diǎn)受到的靜摩擦力變小，選項D錯誤?！敬鸢浮緾*11、如圖所示，底面半徑為R的平底漏斗水平放置，質(zhì)量為m的小球置于底面邊緣緊靠側(cè)壁，漏斗內(nèi)表面光滑，側(cè)壁的傾角為θ，重力加速度為g.現(xiàn)給小球一垂直于半徑向里的某一初速度v0，使之在漏斗底面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則()A．小球一定受到兩個力的作用B．小球可能受到三個力的作用C．當(dāng)v0<eq\r(gRtanθ)時，小球?qū)Φ酌娴膲毫榱鉊．當(dāng)v0＝eq\r(gRtanθ)時，小球?qū)?cè)壁的壓力為零【答案】B[設(shè)小球剛好對底面無壓力時的速度為v，此時小球的向心力F＝mgtanθ＝meq\f(v2,R)，所以v＝eq\r(gRtanθ).當(dāng)小球轉(zhuǎn)動速度v0<eq\r(gRtanθ)時，它受重力、底面的支持力和側(cè)壁的彈力三個力作用；當(dāng)小球轉(zhuǎn)動速度v0＝eq\r(gRtanθ)時，它只受重力和側(cè)壁的彈力作用．因此選項B正確，A、C、D錯誤．]12、（實(shí)驗(yàn)題）如圖甲所示是某同學(xué)探究做圓周運(yùn)動的物體的向心力、軌道半徑及線速度大小關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，圓柱體放置在水平光滑圓盤上做勻速圓周運(yùn)動。力傳感器測量向心力F，速度傳感器測量圓柱體的線速度大小v，該同學(xué)通過保持圓柱體質(zhì)量和運(yùn)動半徑不變，來探究向心力F與