5-5-1-圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用(一)(原卷版)(備作業(yè))高一物理同步備課系列

PAGE試卷第=1頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)5.5.1圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用（一）（原卷版）（備作業(yè)）姓名：___________班級(jí)：___________錯(cuò)題號(hào)：___________一、單選題1．如圖所示是游樂(lè)場(chǎng)里的過(guò)山車，若過(guò)山車經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)的速率相同，則過(guò)山車（）A．在A點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài)B．在B點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài)C．A點(diǎn)的向心加速度小于B點(diǎn)的向心加速度D．在B點(diǎn)時(shí)乘客對(duì)座椅的壓力可能為零2．如圖甲所示，長(zhǎng)為R的輕桿一端固定一個(gè)小球，小球在豎直平面內(nèi)繞輕桿的另一端O做圓周運(yùn)動(dòng)，小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)受到桿的彈力與速度平方的關(guān)系如乙圖所示，則（）A．小球到達(dá)最高點(diǎn)的速度不可能為0B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮镃．時(shí)，小球受到的彈力方向豎直向下D．時(shí)，小球受到的彈力方向豎直向下3．如圖所示，內(nèi)部為豎直光滑圓軌道的鐵塊靜置在粗糙的水平地面上，其質(zhì)量為M，有一質(zhì)量為m的小球以水平速度v0從圓軌道最低點(diǎn)A開始向左運(yùn)動(dòng)，小球沿圓軌道運(yùn)動(dòng)且始終不脫離圓軌道，在此過(guò)程中，鐵塊始終保持靜止，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A．地面受到的壓力始終大于MgB．小球在圓軌道左側(cè)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，地面受到的摩擦力可能向右C．小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)A時(shí)地面受到的壓力可能等于Mg+mgD．小球在圓軌道最高點(diǎn)C時(shí)，地面受到的壓力可能為04．如圖所示，質(zhì)量為m的小明（可視為質(zhì)點(diǎn)）坐摩天輪。小明乘坐的座艙與摩天輪的轉(zhuǎn)軸間的距離為r，摩天輪以大小為k（常數(shù)k<1，g為重力加速度）的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若小明坐在座艙水平座墊上且雙腳不接觸底板，則下列說(shuō)法正確的是（）A．小明通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)不受重力B．小明做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為C．小明通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)處于完全失重狀態(tài)D．小明通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座艙座墊的壓力大小為k2mg5．如圖所示，細(xì)繩的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一個(gè)小球，在O點(diǎn)的正下方釘一個(gè)釘子P，小球從左側(cè)一定高度擺下。下列說(shuō)法中正確的是（）A．在擺動(dòng)過(guò)程中，小球所受重力和繩子拉力的合力始終等于向心力B．小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，加速度不變C．小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，速度不變D．釘子位置離O點(diǎn)越近，繩就越容易斷二、多選題6．如圖所示，一長(zhǎng)為l的輕桿的一端固定在水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定一質(zhì)量為m的小球，輕桿隨轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)做角速度的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）A．小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C時(shí)與桿作用力為零B．小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C時(shí)球?qū)U的作用力大小為mgC．小球運(yùn)動(dòng)到水平位置A時(shí)桿對(duì)球的作用力大小為2mgD．小球運(yùn)動(dòng)到水平位置A時(shí)桿對(duì)球的作用力大小為7．一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A．小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿所受到的彈力可以等于零B．小球過(guò)最高點(diǎn)的最小速度是C．若小球過(guò)最高點(diǎn)的速度時(shí)，桿對(duì)球的作用力豎直向下D．若小球過(guò)最高點(diǎn)的速度時(shí)，速度v越小，桿對(duì)球的作用力越大8．經(jīng)過(guò)近兩年的改造，原“佛山一環(huán)”被改造成了封閉管理的高速公路，但最高限速仍然為100km/h。如果要將最高限速提高到120km/h，則必須對(duì)道路主干道進(jìn)行哪些改造（）A．增大彎道的轉(zhuǎn)彎半徑 B．減小彎道路面向內(nèi)側(cè)傾斜的程度C．增大沿線各拱形橋梁的曲率半徑 D．減小沿線各拱形橋梁的曲率半徑9．如圖所示，兩個(gè)圓弧軌道固定在水平地面上，半徑均為R，a軌道由金屬凹槽制成，b軌道由金屬圓管制成（圓管內(nèi)徑遠(yuǎn)小于R），均可視為光滑軌道。在兩軌道右端的正上方分別將金屬小球A和B（直徑略小于圓管內(nèi)徑）由靜止釋放，小球距離地面的高度分別用hA和hB表示，下列說(shuō)法中正確的是（）A．若hA=hB≥R，兩小球都能沿軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B．若hA=hB=R，兩小球在軌道上升的最大高度均為RC．適當(dāng)調(diào)整hA和hB，均可使兩小球從軌道最高點(diǎn)飛出后，恰好落在軌道右端口處D．若使小球沿軌道運(yùn)動(dòng)并且從最高點(diǎn)飛出，hA的最小值為R，B小球在hB>2R的任何高度釋放均可10．有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型，下列說(shuō)法正確的是（）A．如圖a，汽車通過(guò)拱形橋最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力大于自身重力B．如圖b所示是一圓錐擺模型，增大θ，但保持圓錐擺的高度不變，則小球的角速度變大C．如圖c，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則在A位置小球所受筒壁的支持力與在B位置時(shí)所受支持力大小相等D．如圖d，火車轉(zhuǎn)彎超過(guò)規(guī)定速度行駛時(shí)，外軌和輪緣間會(huì)有擠壓作用三、填空題11．如圖a完整的質(zhì)量分布均勻的圓盤形飛輪與電動(dòng)機(jī)總質(zhì)量為M，之后由于在一次操作中不慎將飛輪上距離軸心r處削去一小塊質(zhì)量為m的小金屬塊如圖b，若使飛輪繼續(xù)按照額定角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，缺口所在處的向心加速度a向=__________當(dāng)缺口轉(zhuǎn)至軸心正上方時(shí)求該裝置對(duì)地面的壓力大小為__________。12．如圖所示，長(zhǎng)度為的輕桿OA，A端固定一個(gè)質(zhì)量為的小球，小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)；若小球在圓周最高點(diǎn)的速率為，取，則在圓周最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)小球的作用力是___________（填“支持力”或“拉力”），力的大小為___________N。13．長(zhǎng)1m的輕桿，一端連著質(zhì)量0.5kg的小球，另一端繞過(guò)O點(diǎn)的水平固定軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)小球以2m/s的速率通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，受到輕桿的作用力為大小為____N，是______（選填“拉力”或“支持力”）。g=10m/s2。14．汽車過(guò)拱形橋汽車過(guò)拱形橋汽車過(guò)凹形橋受力分析向心力Fn=mg-FN=mFn=FN-mg=m對(duì)橋的壓力FN′=mg-mFN′=mg＋m結(jié)論汽車對(duì)橋的壓力_____汽車的重力，而且汽車速度越大，汽車對(duì)橋的壓力_____汽車對(duì)橋的壓力_____汽車的重力，而且汽車速度越大，汽車對(duì)橋的壓力_____15．有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型（1）如圖a，汽車勻速通過(guò)拱橋的最高點(diǎn)處于___（選填“失重”、“超重”、“平衡”）狀態(tài)（2）如圖b，是一圓錐擺，增大θ，但保持圓錐的高不變，則圓錐擺的周期_____（選填“增大”、“減小”、“不變”）16．有一輛質(zhì)量為的小汽車駛上圓弧半徑為的拱橋。g取，則：（1）若汽車到達(dá)橋頂時(shí)速度為，汽車對(duì)橋的壓力是___________N；（2）汽車以_________的速度經(jīng)過(guò)橋頂時(shí)恰好對(duì)橋沒有壓力。（結(jié)果可用根號(hào)表示。）四、實(shí)驗(yàn)題17．某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)的速度的實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）。完成下列填空：（1）將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖（a）所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg；（2）將玩具小車放置在凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)，托盤秤示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為_______kg。（3）將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)，此過(guò)程中托盤秤的最大示數(shù)為m，多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號(hào)12345M（kg）1.801.751.851.751.90（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為是_______N。（重力加速度大小取9.8m/s2，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）五、解答題18．如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小球在長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的細(xì)繩作用下，恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩能承受的最大拉力=42N，轉(zhuǎn)軸離地高度h=5.5m，不計(jì)阻力，g=10m/s2。（1）小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)的速度是多少？（2）若小球在某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩恰好被拉斷，求此時(shí)小球的速度大小；（3）細(xì)繩被拉斷后小球運(yùn)動(dòng)的水平位移。19．如圖所示，平臺(tái)上的小球從A點(diǎn)水平拋出，恰能無(wú)碰撞地進(jìn)入粗糙的斜面，經(jīng)C點(diǎn)進(jìn)入粗糙水平面，進(jìn)入瞬間速率不變，最后進(jìn)入懸掛在O點(diǎn)并與水平面等高的弧形輕質(zhì)筐內(nèi)．已知小球質(zhì)量為m，A、B兩點(diǎn)高度差；斜面高，、動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，傾角；懸掛弧筐的輕繩長(zhǎng)為，最大拉力為，小球看成質(zhì)點(diǎn)，輕質(zhì)筐的重量忽略不計(jì)，弧形輕質(zhì)筐的大小遠(yuǎn)小于懸線長(zhǎng)度，重力加速度為g，。試求：（1）小球運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的速度大??；（2）小球運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的速度大?。唬?）為保證輕繩不斷掉，求的最小距離。20．殲-20是我國(guó)自主研制的第五代戰(zhàn)斗機(jī)，具有包括隱身在內(nèi)的一系列世界領(lǐng)先的性能。某次演習(xí)中，殲-20戰(zhàn)斗機(jī)需要完成一次戰(zhàn)術(shù)拉升動(dòng)作。已知戰(zhàn)斗機(jī)此時(shí)水平飛行且速度大小為500m/s，取