高中物理必修二生活中的圓周運(yùn)動(dòng)練習(xí)題含答案

高中物理必修二生活中的圓周運(yùn)動(dòng)練習(xí)題含答案

學(xué)校：班級(jí)：姓名：考號(hào)：

1.如圖所示，照片中的汽車在水平路面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知圖中雙向四車道的總

寬度約為15m,內(nèi)車道邊緣間最遠(yuǎn)的距離為15（hn,假設(shè)汽車受到的最大靜摩擦力等于

車重的0.7倍，則運(yùn)動(dòng)的汽車（）

A.所受的合力可能為零

B.只受重力和地面支持力作用

C.最大速度不能超過25m/s

D.所需的向心力由重力和支持力的合力提供

2.我國(guó)重慶有世界上最高的懸崖秋千，該秋千由四根長(zhǎng)均為100m的秋千繩平行地連

接秋千板構(gòu)成.若有一質(zhì)量為50kg的人（含秋千踏板）蕩秋千，秋千運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)

速度約為120km/爪繩的質(zhì)量忽略不計(jì)，則此時(shí)每根秋千繩受到的拉力大小約為

（）

A.65/VB.130/VC.260ND.520N

3.如圖所示，小球4質(zhì)量為固定在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕細(xì)直桿一端，繞桿的另一端。點(diǎn)在豎

直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).若小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)的速度為必泛，不計(jì)一切阻力，桿對(duì)球

的作用力為（）

一.”*

O

A.推力，大小為mgB.拉力，大小為mg

C.拉力，大小為0.5mgD.推力，大小為0.5mg

4.如圖所示，用細(xì)繩系著一個(gè)小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻

力，以下關(guān)于小球受力的說法中正確的是（）

A.只受重力B.只受拉力

C.受重力、拉力和向心力D.受重力和拉力

5.下列物體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象屬于離心運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的是（）

A.火箭加速升空

B.洗衣機(jī)脫水

C.航天員漂浮在空間站中

D.衛(wèi)星受稀薄空氣影響圓周運(yùn)動(dòng)軌道越來越低

6.如圖甲所示，一長(zhǎng)為/的輕繩，一端穿在過。點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定一質(zhì)量未

知的小球，整個(gè)裝置繞。點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).小球通過最高點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力F與

其速度平方病的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度為9,下列判斷正確的是（）

A.圖像函數(shù)表達(dá)式為F=m^-+mg

B.重力加速度為g=b

C.繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，得到的圖線斜率更大

D.繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，圖線b點(diǎn)的位置不變

7.如圖所示，在光滑的圓錐頂端，用長(zhǎng)為L(zhǎng)=2m的細(xì)繩懸一質(zhì)量為m=1kg的小球，

圓錐頂角為20=74°,當(dāng)小球以3=5rad/s的角速度隨圓錐體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)

繩上的拉力大小為（）

試卷第2頁，總24頁

A.50NB.40/VC.20/VD.3.85/V

8.如圖所示，汽車車廂頂部懸掛一個(gè)輕質(zhì)彈簧，彈簧下端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，當(dāng)

汽車以某一速度在水平地面上勻速行駛時(shí)彈簧長(zhǎng)度為當(dāng)汽車以同一速度勻速率通

過一個(gè)橋面為圓弧形凸形橋的最高點(diǎn)時(shí).，彈簧長(zhǎng)度為功，下列答案中正確的是（）

D.前三種情況均有可能

9.為了解決高速列車在彎路上運(yùn)行時(shí)輪軌間的磨損問題，保證列車能經(jīng)濟(jì)、安全地通

過彎道，常用的辦法是將彎道曲線外軌軌枕下的道床加厚，使外軌高于內(nèi)軌，外軌與

內(nèi)軌的高差叫曲線外軌超高。已知某曲線路段設(shè)計(jì)外軌超高值為70nl加，兩鐵軌間距

離為1435nun,最佳的過彎速度為350km",則該曲線路段的半徑約為（）

A.40kmB.30/cmC.20kmD.lOkm

10.通過閱讀課本，幾個(gè)同學(xué)交流對(duì)一些生活中常見的離心現(xiàn)象的認(rèn)識(shí).

甲說："洗衣機(jī)甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)做離心運(yùn)動(dòng).”

乙說："鐵軌在彎道處內(nèi)側(cè)鋪得比外側(cè)高，原來就是要防止火車做離心運(yùn)動(dòng)."

丙說："我們坐公共汽車在急速轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果受到的向心力不夠也會(huì)擠壓車廂."

丁說，"我在游樂園里玩的吊椅轉(zhuǎn)得越快，就會(huì)離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，這也是利用了離心現(xiàn)象."

他們中間有一個(gè)說法有誤的同學(xué)是（）

A.甲B.乙C.丙D.T

11.如圖所示，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.50m的輕質(zhì)細(xì)桿04,4端固定一質(zhì)量為m=3.0kg的小球,

小球以。點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速率是2.0m/s,則

此時(shí)細(xì)桿04對(duì)小球的作用力大小為N,方向.（g取lOm/s?）

12.如圖所示，質(zhì)量為小的物體以速度"通過半徑為R的光滑的圓形凹面最低點(diǎn)人則物

體在4處受到4點(diǎn)支持力和（填受到的力）.此時(shí)合力的大小為.

13.①開普勒第一定律指出所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是,太陽處在橢圓

的一個(gè)上；其第三定律指出所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的跟它公轉(zhuǎn)周

期的的比值都相等.

②高速鐵路彎道處，外軌比內(nèi)軌（填"高"或"低"）；列車通過彎道時(shí)

（填"有"或"無"）加速度.

14.長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的輕桿，其一端固定于。點(diǎn)，另一端連著質(zhì)量m=1kg的小球，小球

繞。點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它通過最高點(diǎn)速度3=3m/s時(shí)，小球受到細(xì)桿的

作用力為大小為N,是.（填"拉力"或"支持力"）（5=10m/s2）

15.如圖，不可伸長(zhǎng)的輕繩長(zhǎng)為一端固定于。點(diǎn)，另一端栓一大小可不計(jì)的小球，開

始時(shí)小球靜止于最低點(diǎn)4.小球運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g.

（1）現(xiàn)給小球水平向右的初速度%=時(shí)，小球恰能在豎直平面內(nèi)做完整的圓

周運(yùn)動(dòng).

（2）若北=再，小球能上升的最大高度/I滿足（填下列選項(xiàng)字母代號(hào)）

A./i<IB./i=IC.l<h.<21D.h.=21

（3）若%=2而，小球能上升的最大高度人滿足（填下列選項(xiàng)字母代號(hào)）

A./i<IB./i=IC.l<h<21D.h=21

試卷第4頁，總24頁

16.中國(guó)高鐵技術(shù)代表世界水平，最高時(shí)速可達(dá)500km".一高速列車在水平面內(nèi)行

駛，以360km"的速度轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎半徑Mm,坐在列車上質(zhì)量50kg的乘客在轉(zhuǎn)彎過程

中受到座椅對(duì)乘客作用力的合力大小為N.(g取10m/s2)

17.質(zhì)量為m=500kg的汽車沿半徑為40m的水平公路面轉(zhuǎn)彎，若路面對(duì)車的最大靜摩

擦因數(shù)為4=。5,則汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)受到的最大靜摩擦力為,為使汽車順利轉(zhuǎn)彎

而不滑動(dòng)的車速最大值為m/s.(取g=10m/s2)

18.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，如果合外力減小，物體將脫離原來的軌道做運(yùn)

動(dòng)；如果合外力增大，物體將脫離原來的軌道做運(yùn)動(dòng)；如果合外力突然消失,

物體將沿著軌跡方向做勻速直線運(yùn)動(dòng).

19.如圖所示，質(zhì)量為2.0xlCPkg的汽車在水平公路上行駛，當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為507n

的彎路時(shí)，車速為10m/s.此時(shí)汽車轉(zhuǎn)彎所需要的向心力大小為N.若輪胎與

路面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且動(dòng)摩擦因數(shù)〃為0.75,請(qǐng)你判斷這輛車在這

個(gè)彎道處會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑(填"會(huì)"或"不會(huì)").

20.摩托車手在水平地面轉(zhuǎn)彎時(shí)為了保證安全，將身體及車身傾斜?，車輪與地面間的

動(dòng)摩擦因數(shù)為“，車手與車身總質(zhì)量為M,轉(zhuǎn)彎半徑為R.為不產(chǎn)生側(cè)滑，轉(zhuǎn)彎時(shí)速度

應(yīng)不大于;設(shè)轉(zhuǎn)彎、不側(cè)滑時(shí)的車速為則地面受到摩托車的作用力大小為

21.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩下端連著質(zhì)量為小的小球，上端懸于天花板上。當(dāng)把輕繩

拉直時(shí)，小球靜止于光滑的水平桌面上，輕繩與豎方向的夾角9=60。，重力加速度為

g.當(dāng)小球以角速度做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，求輕繩對(duì)小球的拉力大小與桌面對(duì)小球的支持

力大小.

22.如圖所示，醫(yī)學(xué)上常用離心分離機(jī)加速血液的沉淀，其"下沉"的加速度可這樣表示:

a=(l-皆加廬，而普通方法靠"重力沉淀”產(chǎn)生的加速度為優(yōu)=(1一茨g,式子中po,

p分別為液體密度和液體中固體顆粒的密度，r表示試管中心到轉(zhuǎn)軸的距離，3為轉(zhuǎn)軸

角速度，由以上信息回答：J-M

(1)當(dāng)滿足什么條件時(shí)，"離心沉淀"比"重力沉淀"快?

(2)若距離r=0.2m,離心機(jī)轉(zhuǎn)速度n=3000r/min,求a:a'.(n2?10g=

10m/s2)

23.如圖所示是一種能夠方便脫水的地拖桶。為拖把脫水的時(shí)候，用腳上下快速踩踏

板可以迅速把脫水桶中拖把的水分脫干，請(qǐng)分析其脫水原理。

24.長(zhǎng)Z,=0.5m的輕桿，其一端連接著一個(gè)零件4,4的質(zhì)量m=2kg.現(xiàn)讓4在豎直平

面內(nèi)繞。點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示.在4通過最高點(diǎn)時(shí)，求下列兩種情況下4對(duì)桿

的作用力.(g=10m/s2)：

1

(1)4的速率為lm/s時(shí)，4對(duì)桿的作用力為壓力還是拉力，大小多少;

(2)4的速率為4m/s時(shí)，4對(duì)桿的作用力為壓力還是拉力，大小多少.

25.如圖所示為固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道4BCD,其中4BC部分為半徑R=0.9m的

半圓形軌道，部分為足夠長(zhǎng)的水平軌道.一個(gè)質(zhì)量TH=1kg的小球沿水平方向進(jìn)入

軌道，通過最低點(diǎn)C時(shí)速度為3后m/s,且恰好能通過最高點(diǎn)Z(即小球?qū)壍赖膲毫?/p>

為零).小球運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力忽略不計(jì)，g^lOm/s2.求：

試卷第6頁，總24頁

(1)小球通過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;

(2)小球經(jīng)過4點(diǎn)時(shí)的速度大小；

(3)小球最后落地點(diǎn)距C點(diǎn)的距離.

26.某游樂場(chǎng)中有一種叫"空中飛椅"的游樂設(shè)施，其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤

的邊緣上，繩子下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋.若將人和座

椅看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則可簡(jiǎn)化為如圖所示的物理模型.其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可

繞豎直轉(zhuǎn)軸。。'轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)繩長(zhǎng)1=10m,人和座椅的質(zhì)量m=60kg,轉(zhuǎn)盤靜止時(shí)座椅

與轉(zhuǎn)軸之間的距離d=4m.轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻

速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向的夾角。=37。(不計(jì)空氣阻力及繩重，繩子不可伸長(zhǎng),

sin37°=0.6,8S37。=0.8,g取lOm/s?).求質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)盤

的角速度及繩的拉力大小.

27.如圖所示，長(zhǎng)為/=1m的細(xì)線一端固定在一豎直桿上的。點(diǎn)，另一端拴著一個(gè)質(zhì)量

為m=2kg的小球，整個(gè)裝置以豎直桿為軸在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)緩慢地增大轉(zhuǎn)速,

當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角為。=53。時(shí)，細(xì)線恰好斷裂.已知。點(diǎn)到水平地面的豎直高

度為h=1.5m,重力加速度取g=10m/s2,忽略小球半徑大小及空氣阻力的影響，求:

(1)細(xì)線能承受的最大張力為多大;

（2）細(xì)線剛斷裂瞬間豎直桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小;

（3）小球第一次落地點(diǎn)到豎直桿的距離.

28.如圖所示，質(zhì)量為m=0.2kg的小球固定在長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.9ni的輕桿一端，桿可繞。點(diǎn)

的水平轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).g=10m/s2,求：

（1）當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度為多大時(shí)，球?qū)U的作用力為零?

（2）當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度分別為6m/s和1.5rn/s時(shí)，球?qū)U的作用力的大小與方向？

（3）小球在最高點(diǎn)的速度能否等于零？這時(shí)球?qū)U的作用力的大小與方向？

29.一輛載重汽車的質(zhì)量為4m,通過半徑為R的凸形橋，若橋頂能承受的最大壓力為

F=3mg,為了安全行駛，汽車應(yīng)以至少多大速度通過橋頂（重力加速度為g）?

30.輕桿長(zhǎng)L=60cm,一端固定于轉(zhuǎn)軸0,另一端系一質(zhì)量為=0.5kg的小球，使小

球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度g=10m/s2,求：

tn

Z、

ZX

/LI\

（1）若小球在最低點(diǎn)速率"=5?n/s時(shí)，小球?qū)U的作用力;

（2）若小球剛好能做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)的速度為多大;

（3）若小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)受桿的作用力向上，則通過最高點(diǎn)的速率的范圍.

31.（15分）某同學(xué)想測(cè)量未知滑塊的質(zhì)量m和圓弧軌道的半徑R,所用裝置如圖甲所

示.一個(gè)傾角為37。的固定斜面與豎直放置的光滑圓弧軌道相切.一個(gè)可以看做質(zhì)點(diǎn)的

滑塊從斜面上某處由靜止滑下，滑塊上有一個(gè)寬度為d的遮光條（質(zhì)量可忽略不計(jì)）在

圓弧軌道的最低點(diǎn)有一光電門和一壓力傳感器（沒有畫出），可以記錄擋光時(shí)間t和傳

感器受到的壓力F,已知重力加速度為g.

試卷第8頁，總24頁

（1）先用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度.如圖乙所示，則遮光條寬度d=

（2）實(shí)驗(yàn)過程中從斜面的不同位置釋放滑塊，然后記錄對(duì)應(yīng)的遮光時(shí)間t和壓力傳感

器的示數(shù)F.得到多組數(shù)據(jù)，該同學(xué)通過圖像法來處理數(shù)據(jù)得到如圖丙所示的圖像，但

忘記標(biāo)

橫軸表示的物理量.請(qǐng)通過推理補(bǔ)充，橫軸表示的物理量為（用已知物理量

符號(hào)表示）.

（3）已知圖丙中圖線的斜率為k,縱截距為b,則可知滑塊的質(zhì)量；圓弧

軌道的半徑R=（均用已知物理量符號(hào)表示）.

參考答案與試題解析

高中物理必修二生活中的圓周運(yùn)動(dòng)練習(xí)題含答案

一、選擇題（本題共計(jì)10小題，每題3分，共計(jì)30分）

1.

【答案】

C

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-摩擦力

【解析】

汽車在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力提供向心力；拐彎時(shí)靜摩擦力提供向心力，

根據(jù)最大靜摩擦力和牛頓第二定律解答.

【解答】

解：ABD.汽車在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力提供向心力，始終指向圓心，拐

彎時(shí)靜摩擦力提供向心力，所需的向心力不可能由重力和支持力的合力提供，故4BD

錯(cuò)誤；

C.汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍，f=0.7mg,

根據(jù)牛頓第二定律u=當(dāng)r最大時(shí)，r=（15+詈）m=90m,解得最大速度：

v=yjtJ.gr-V0.7x10x90?25m/s,

車的最大速度不能超過25m/s,故C正確.

故選C.

2.

【答案】

C

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-輕繩模型

【解析】

以人和秋千板為研究對(duì)象受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出繩上拉力.

【解答】

解：秋千在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)人和秋千受力分析，設(shè)每根繩子拉力為T,根據(jù)牛頓第二定律：

4T-mg=m^-,解得：T?264/V,故C正確，ABD錯(cuò)誤.

故選：C.

3.

【答案】

D

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-輕桿模型

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：在高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)+mg=m^,解得尸=一詈，桿子表現(xiàn)為推力,

故。正確，ABC錯(cuò)誤.

試卷第10頁，總24頁

故選：D.

4.

【答案】

D

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-重力

【解析】

解決本題的關(guān)鍵是要對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，受力分析時(shí)，要找到每個(gè)力的施力

物體.

【解答】

解：該小球在運(yùn)動(dòng)中受到重力G和繩子的拉力F,拉力F和重力G的合力提供了小球在水

平面上做勻速圓周運(yùn)的向心力，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤，選項(xiàng)。正確.

故選D.

5.

【答案】

B

【考點(diǎn)】

離心現(xiàn)象

【解析】

做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在受到指向圓心的合外力突然消失，或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所

需的向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng).所有遠(yuǎn)離

圓心的運(yùn)動(dòng)都是離心運(yùn)動(dòng)，但不一定沿切線方向飛出.

【解答】

解：兒火箭加速升空，所受合力發(fā)生變化，產(chǎn)生新的加速度，不屬于離心運(yùn)動(dòng)，故力

錯(cuò)誤.

B.洗衣機(jī)脫水工作就是應(yīng)用了水的離心運(yùn)動(dòng)，故B正確.

C.航天員漂浮在空間站中，屬于完全失重狀態(tài)，不屬于離心運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤.

D.衛(wèi)星受稀薄空氣影響圓周運(yùn)動(dòng)軌道越來越低，屬于近心運(yùn)動(dòng)，故。錯(cuò)誤.

故選：B.

6.

【答案】

D

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-輕繩模型

【解析】

在最高點(diǎn)，小球靠重力和拉力的合力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律求出拉力的表達(dá)

式，結(jié)合圖線的橫軸截距以及斜率分析判斷

【解答】

22

解：4.小球在最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有：F+mg=my,解得尸=m亍一mg,

故4錯(cuò)誤；

B.當(dāng)F=0時(shí)，根據(jù)表達(dá)式有：mg=解得g=亍=+故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)尸=7n?-7ng知，圖線的斜率k=學(xué)，繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，斜

率更小，故c錯(cuò)誤；

D.當(dāng)尸=0時(shí)，g=y,可知b點(diǎn)的位置與小球的質(zhì)量無關(guān)，繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的

球做實(shí)驗(yàn)，圖線b點(diǎn)的位置不變，故D正確.

故選。.

7.

【答案】

A

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-重力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：設(shè)圓錐體以的的角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，小球?qū)﹀F面恰好無壓力，此時(shí)小球重力mg與細(xì)繩

拉力的合力提供向心力，

由mgtan37°=mo)oZ,sin370,解得3()=2.5rad/s,

顯然，co=5rad/s時(shí)，小球已經(jīng)飛離錐面，

故細(xì)繩上的拉力FT=y](jng}2+(m(o2r)2,

由mgtana=mo>2LsinaWcosa=：,r=Lsina=0.8y/6m,

解得FT=50N,故4正確.

故選人

8.

【答案】

A

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-彈力

【解析】

當(dāng)汽車在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)。，勁度系數(shù)為匕根據(jù)平衡得：

mg=k(L]一解得力=詈+人

①，當(dāng)汽車以同一速度勻速率通過一個(gè)橋面為圓弧形凸形橋的最高點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二

?2

定律得：mg-/C(L-^2)=解得

2R

乙2=詈+兒一67②；①②兩式比較可得：乙1>乙2；故選人

【解答】

此題暫無解答

9.

【答案】

C

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-重力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

設(shè)傾角為仇列車轉(zhuǎn)彎的合力提供向心力則有

試卷第12頁，總24頁

V2

zngtan。=m—

故48。錯(cuò)誤，C正確.

故選C.

得

R=—'-_

gtan8

由于傾角很小，則有

tan"sin6

則有

啰尸

R=-6弋19376.9m弋20km

lOx-L

1435

10.

【答案】

B

【考點(diǎn)】

離心現(xiàn)象

【解析】

做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身的慣性，總有沿著圓周切線方向飛去的傾向，在所受合

外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，就會(huì)就會(huì)作逐漸遠(yuǎn)離圓

心的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為離心現(xiàn)象.

【解答】

解：洗衣機(jī)甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，故甲同學(xué)說法

正確；

乙說："鐵軌在彎道處內(nèi)側(cè)鋪得比外側(cè)高，原來就是要防止火車做離心運(yùn)動(dòng)."應(yīng)該是

外側(cè)比內(nèi)側(cè)高，所以乙同學(xué)說法錯(cuò)誤；

我們坐公共汽車在急速轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果受到的向心力不夠也會(huì)擠壓車廂.故丙同學(xué)說法

正確；

我在游樂園里玩的吊椅轉(zhuǎn)得越快，就會(huì)離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，這也是利用了離心現(xiàn)象.故丁同

學(xué)說法正確.

故選：B.

二、填空題（本題共計(jì)10小題，每題3分，共計(jì)30分）

11.

【答案】

6,豎直向上

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-輕桿模型

【解析】

小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)受到重力與輕桿的彈力，根據(jù)合力提供向心力列出牛頓第二定律

解得結(jié)果.

【解答】

解：小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)受到重力與輕桿的彈力，假設(shè)輕桿的彈力方向向上，大小為

FN，

2

根據(jù)合力提供向心力：mg-FN=my,

代入數(shù)據(jù)解得：FN=6N.

12.

【答案】

重力,

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-彈力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：物體在4點(diǎn)受到A點(diǎn)的支持力和重力，由牛頓第二定律可知F合=加卷.

13.

【答案】

①橢圓，焦點(diǎn)，三次方，平方，②高，有

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-重力

開普勒定律

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：①開普勒第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓軌道的

一個(gè)焦點(diǎn)上；開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它公轉(zhuǎn)周期的平

方的比值都相等.

②高速鐵路彎道處由重力和支持力的合力提供向心力，故外軌比內(nèi)軌高；列車在鐵路

彎道處即使速度大小不變，至少速度方向變化，有加速度.

14.

【答案】

8,拉力

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-輕桿模型

試卷第14頁，總24頁

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：小球在最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)小球受力分析，受重力G和桿的彈力N,假定彈力N向下，如

圖所示：

?2

由牛頓第二定律和向心力公式得到，N+G=my,

?2o2

由上式解得，N=-mg=（1x-1x10）N=8/V＞0,因而桿對(duì)球?yàn)槔?

15.

【答案】

（1）耐

B

C

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-輕繩模型

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：（1）小球恰能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，

則小球在最高點(diǎn)時(shí)，重力提供向心力，

V2

mg=niY，

解得：V=y/gl,

由動(dòng)能定理得-mg-21=|znv2詔，

解得%=

（2）當(dāng)%=J加時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有詔=mgh,解得h=1,小球上升到

高度為，時(shí)速度為零，則小球上升的最大高度為h=L

（3）當(dāng)為=2。時(shí)，由于J麗引，則小球上升的最大高度滿足，＜八＜21.

16.

【答案】

500V2

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-摩擦力

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：360km/h=100m/s,

根據(jù)F4==50x^-/V=500N.

口R1000

火車給人的作用力是斜向上的，水平方向分力提供向心加速度，豎直方向分力等于重

力，

則座椅對(duì)乘客作用力的合力大小為尸=J(mg)2+吆=500位N.

17.

【答案】

2500^1072

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-摩擦力

【解析】

汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎做圓周運(yùn)動(dòng)，汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)受重力、支持力和摩擦力作用，因?yàn)?/p>

是水平面，所以汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由路面給汽車的摩擦力提供，所以已知汽車

轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大靜摩擦因數(shù)〃，據(jù)&ax=〃F/v=〃mg，因?yàn)槭悄Σ亮μ峁┫蛐牧Γ阎?/p>

大靜摩擦力，故由f=可得71ax=

【解答】

解：因?yàn)樽畲箪o摩擦因數(shù)〃=0.5,

則/nax=再=nmg=2500N,

?2

又因?yàn)槠囖D(zhuǎn)彎時(shí)，由摩擦力提供向心力即/=

所以Umax==J255Qo4()m/S=1。魚根/5-

18.

【答案】

離心，向心，切線

【考點(diǎn)】

離心現(xiàn)象

【解析】

當(dāng)物體受到的合外力等于物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí)，物體做圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)物體受到

的合外力小于物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí)，物體將脫離原來的軌道做離心運(yùn)動(dòng)；當(dāng)物

體受到的合外力大于物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí)，物體將脫離原來的軌道做近心運(yùn)動(dòng);

當(dāng)合外力突然消失，物體將沿著軌跡的切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng).

【解答】

22

解：根據(jù)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件，可知F=嗎，當(dāng)尸>=時(shí)，物體做向心運(yùn)動(dòng),

rv

當(dāng)F<?時(shí)，物體做離心運(yùn)動(dòng)；當(dāng)尸=0時(shí)，物體將沿著軌跡的切線方向做勻速直線

運(yùn)動(dòng).

故答案：離心，向心，切線

19.

【答案】

4.0x103,不會(huì)

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-摩擦力

【解析】

試卷第16頁，總24頁

汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，重力與路面的支持力平衡，由側(cè)向靜摩擦力提供向心力，可

求出所需向心力與側(cè)向最大靜摩擦力比較，從而作出判斷.

【解答】

解：汽車轉(zhuǎn)彎的速度為：v=10m/s,

汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，所需要的向心力為：4=m】=2xl03x^N=4.0x

n50

103/V.

因?yàn)槠?即g=0.75x2,0X104/V=1.5X104N>4X103/V,所以汽車不會(huì)側(cè)滑?

20.

【答案】

耐,

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-摩擦力

【解析】

摩托車在水平地面上拐彎時(shí).，靠靜摩擦力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出轉(zhuǎn)彎時(shí)

的最大速度.地面對(duì)車有支持力和摩擦力，根據(jù)平行四邊形定則求出地面受到摩托車

的作用力大小.

【解答】

2_____

解：根據(jù)牛頓第二定律得，4Mg=M三得，D=｛艮gR.

此時(shí)地面受到摩托車的壓力為Mg,靜摩擦力為M】，根據(jù)平行四邊形定則知，地面受

到摩托車的作用力大小為J(Mg)2+

三、解答題(本題共計(jì)10小題，每題10分，共計(jì)100分)

21.

【答案】

輕繩對(duì)小球的拉力大小為mg,桌面對(duì)小球的支持力大小為0.5mg.

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-重力

【解析】

當(dāng)球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由重力、水平面的支持力和

繩子拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，采用正交分解法列方程求解繩子的

張力和支持力，再由牛頓第三定律求出桌面受到的壓力。

【解答】

解：對(duì)小球受力分析，受到重力、支持力和繩子拉力，作出力圖如圖：

T

mg

根據(jù)牛頓第二定律得:

Tsin600=mco2Lsin60°,

mg=N+Tcos60°,

又3=電,

解得：T=mgfN=0.5mg.

22.

【答案】

(1)當(dāng)3>J1,離心沉淀就比重力沉淀快.

(2)a:優(yōu)的比值為2000.

【考點(diǎn)】

離心現(xiàn)象

【解析】

(1)結(jié)合離心下沉加速度表達(dá)式和靠重力沉淀的加速度表達(dá)式，得出，"離心沉淀"比

“重力沉淀”快的條件.

(2)根據(jù)轉(zhuǎn)速的大小得出角速度的大小，從而得出兩個(gè)加速度的比值.

【解答】

解：(1)比較兩個(gè)加速度a和a'可知：只要Ta?>。，即3>/，離心沉淀就比重力沉

淀快.

(2)由角速度3=2nn=2nx^^-rad/s=100nrad/s.

60

取g=9.8m/s2,則看=唱=。2000.

可見離心沉淀比重力沉淀快得多.

答：(1)當(dāng)3>g,離心沉淀就比重力沉淀快.

(2)a:a'的比值為2000.

23.

【答案】

在脫水的過程中，隨脫水桶轉(zhuǎn)速的增加，拖把上水所受的力不足以提供水做圓周運(yùn)動(dòng)

所需要的向心力，所以水做離心運(yùn)動(dòng)。

拖布上的水沿切線的方向向外甩出，所以用腳上下快速踩踏板可以迅速把脫水桶中拖

把的水分脫干。

【考點(diǎn)】

離心現(xiàn)象

【解析】

用腳上下快速踩踏板可以迅速把脫水桶中拖把的水分脫干，說明拖布上的水不能隨拖

布一起做圓周運(yùn)動(dòng)，水分做離心運(yùn)動(dòng)被甩出去。

【解答】

在脫水的過程中，隨脫水桶轉(zhuǎn)速的增加，拖把上水所受的力不足以提供水做圓周運(yùn)動(dòng)

所需要的向心力，所以水做離心運(yùn)動(dòng)。

拖布上的水沿切線的方向向外甩出，所以用腳上下快速踩踏板可以迅速把脫水桶中拖

把的水分脫干。

24.

試卷第18頁，總24頁

【答案】

(1)4的速率為lm/s,4對(duì)桿的作用力為壓力16N.

(2)4的速率為4m/s,A對(duì)桿的作用力為拉力44N.

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-輕桿模型

【解析】

小球在最高點(diǎn)受重力和桿子的作用力的合力提供向心力，假設(shè)桿子作用力表現(xiàn)為拉力,

根據(jù)牛頓第二定律求出作用力的大小，若為正值，為拉力，若為負(fù)值，為支持力.

根據(jù)向心力公式計(jì)算，在根據(jù)牛頓第三定律進(jìn)行判斷。

【解答】

解：(1)以4為研究對(duì)象，設(shè)其受到桿的拉力為F,則有：

mg+F=m-p

代入數(shù)據(jù)u=lm/s,可得：

F=m(y-g)=2x4-10)N=-16N,

即A受到桿的支持力為16N,根據(jù)牛頓第三定律可得A對(duì)桿的作用力為壓力16N.

(2)由(1)公式，代入數(shù)據(jù)u=4m/s,可得：

F=771-g)=2X右-10)/V=447V,

即4受到桿的拉力為44N,根據(jù)牛頓第三定律可得4對(duì)桿的作用力為拉力44N.

25.

【答案】

(1)小球通過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為60N.

(2)小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度為3m/s；

(3)小球最后落地點(diǎn)距C點(diǎn)的距離為1.8m.

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-彈力

【解析】

(1)由牛頓第二定律求出在C點(diǎn)球受到的支持力，然后由牛頓第三定律求出球?qū)壍?/p>

的壓力.

(2)小球做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可以求出在4點(diǎn)的速度.

(3)小球從4點(diǎn)到C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)列式求解.

【解答】

解：(1)由題意可知：小球以3遙m/s的速度做來往為0.9m的圓周運(yùn)動(dòng)，

由牛頓第三定律得：Fi￡=F支,

而「向=

G=mg=IxlON=ION,

產(chǎn)支=mg+m*=10N+lx^=60N,

因?yàn)槭?F^=60N；

(2)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到4點(diǎn)時(shí)，只受重力的作用,

由mg=m^-,

R

v=yfgR=V10x0.9=3m/s；

（3）小球在4點(diǎn)時(shí)，只受重力作用，u=3?n/s,小球講義初速度為%=3zn/s,h=

0.9x2=1.8m的平拋運(yùn)動(dòng)m

h—2R=2x0.9m=1.8m,

由九="72代入數(shù)據(jù)解得：t=后=0.6s,

在水平方向的位移：x=vQt=3m/sx0.6s=1.8m.

26.

【答案】

質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)盤的角速度是當(dāng)rad/s,繩子的拉力是750N.

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-重力

【解析】

先結(jié)合幾何關(guān)系質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.再根據(jù)合力提供向心力，由牛頓第二定律求出

角速度和繩子拉力的大小.

【解答】

解：對(duì)質(zhì)點(diǎn)受力分析，由牛頓第二定律可得：

mgt3r\0=7nMO,

根據(jù)幾何關(guān)系可得：D=d+Zsin0,

代入數(shù)據(jù)得：3=yrad/s,

繩中的拉力7=—=強(qiáng)可=750/V.

COS00.8

27.

【答案】

（1）細(xì)線能承受的最大張力為33.3N；

（2）細(xì)線剛斷裂瞬間豎直桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為4.08rad/s；

（3）小球第一次落地點(diǎn)到豎直桿的距離為1.79m/s.

【考點(diǎn)】

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-重力

【解析】

（1）依據(jù)繩子斷裂時(shí)的夾角可以求的繩子的張力；

（3）繩子斷裂后小球做平拋運(yùn)動(dòng)，依據(jù)平拋規(guī)律可求小球第一次落地點(diǎn)到豎直桿的距

離.

【解答】

解：（1）小球受力如圖：

試卷第20頁，總24頁

由三角關(guān)系可得,繩子張力為：7=話=33.3M

2

（2）細(xì)線剛斷裂瞬間所受的向心力為：Fn—m5tan53°,又：Fn=mra）,

解得：

Igtan53。?

(sin530~4.08rad/s.

（3）繩子斷裂后小球做平拋運(yùn)動(dòng)，可得:

豎直方向：h-^gt2,

水平方向：x=vt,

v=0）-/sin53°,

解得：

x=0)-Zsin53°■x1.79m/s.

28.

【答案】

（1）球?qū)U的作用力為0時(shí)小球在最高點(diǎn)的速度為3m/s.

（2）當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度是6m/s時(shí)，桿對(duì)球的作用力大小為6N,方向豎直向

下.當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度是1.5m/s時(shí)，桿對(duì)球的作用力大小為1.5N,方向豎直向上.

（3）桿對(duì)球的作用力的大小是2N,方向豎直向上時(shí)，球的速度為零.

【考點(diǎn)】

豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-輕桿模型

【解析】

（1）桿子對(duì)小球的作用力可以是拉力，也可以是支持力，在最高點(diǎn)，桿子的作用力是

支持力還是拉力，取決于在最高點(diǎn)的速度，對(duì)球在最高點(diǎn)進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第

二定律和向心力公式列式求解.

（2）桿子對(duì)小球的作用力可以是拉力，也可以是支持力，在最高點(diǎn)，桿子的作用力是

支持力還是拉力，取決于在最高點(diǎn)的速度，對(duì)球在最高點(diǎn)進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第

二定律和向心力公式列式求解.

（3）桿子對(duì)小球的作用力可以是拉力，也可以是支持力，在最高點(diǎn)，桿子的作用力是

支持力還是拉力，取決于在最高點(diǎn)的速度，對(duì)球在最高點(diǎn)進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第

二定律和向心力公式列式求解.

【解答】

解：（1）小球在最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)小球受力分析，受重力G