春新教材人教物理必修圓周運動練習含答案

2020春新教材人教物理必修第二冊第6章圓周運動練習含答案*新教材人教物理必修第二冊第6章圓周運動*1、兩個小球固定在一根長為L的桿的兩端，且繞桿上的O點做勻速圓周運動，如圖所示．當小球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)L2、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上，有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動而未滑動．當圓筒的角速度增大以后，物體仍然隨圓筒一起勻速轉(zhuǎn)動而未滑動，則下列說法正確的是()A．物體所受彈力增大，摩擦力也增大了B．物體所受彈力增大，摩擦力減小了C．物體所受彈力和摩擦力都減小了D．物體所受彈力增大，摩擦力不變3、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，C、D分別是大輪和小輪邊緣上的一點，則E、C、D三點向心加速度大小關系正確的是()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)＝anE4、飛機俯沖拉起時，飛行員處于超重狀態(tài)，此時座位對飛行員的支持力大于所受的重力，這種現(xiàn)象叫過荷．過荷過重會造成飛行員大腦貧血，四肢沉重，暫時失明，甚至昏厥．受過專門訓練的空軍飛行員最多可承受9倍重力的支持力影響．取g＝10m/s2，則當飛機在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖速度為100m/s時，圓弧軌道的最小半徑為()A．100m B．111mC．125m D．250m5、如圖所示，圓盤上疊放著兩個物塊A和B，當圓盤和物塊繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動時，物塊與圓盤始終保持相對靜止，則()A．物塊A不受摩擦力作用B．物塊B受5個力作用C．當轉(zhuǎn)速增大時，A受摩擦力增大，B受摩擦力減小D．A對B的摩擦力方向沿半徑指向轉(zhuǎn)軸6、如圖所示，半徑為R的圓盤繞過圓心的豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，在距軸為r處有一豎直桿，桿上用長為L的細線懸掛一小球．當圓盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，小球也以同樣的角速度做勻速圓周運動，這時細線與豎直方向的夾角為θ，則小球的向心加速度大小為()A．ω2R B．ω2rC．ω2Lsinθ D．ω2(r＋Lsinθ)7、如圖所示，當外界提供的向心力F＝mrω2時，小球恰好在Ⅲ軌道上做勻速圓周運動．下列關于小球運動的說法中正確的是()A．當外界提供的向心力突然消失時，小球?qū)⒀丌褴壍肋\動，這種運動不叫離心運動B．當外界提供的向心力F>mrω2時，小球可能沿Ⅱ軌道做離心運動C．當外界提供的向心力F<mrω2時，小球可能沿Ⅱ軌道做離心運動D．只要外界提供的向心力F不等于mrω2時，小球就將沿Ⅱ軌道做離心運動8、(多選)如圖所示，在光滑水平面上釘有兩個釘子A和B，一根長細繩的一端系一個小球，另一端固定在釘子A上，開始時小球與釘子A、B均在一條直線上(圖示位置)，且細繩的一大部分沿俯視順時針方向纏繞在兩釘子上，現(xiàn)使小球以初速度v0在水平面上沿俯視逆時針方向做勻速圓周運動，使兩釘子之間纏繞的繩子逐漸釋放，在繩子完全被釋放后與釋放前相比，下列說法正確的是()A．小球的線速度變大B．小球的角速度變大C．小球的向心力變小D．細繩對小球的拉力變小9、一小球質(zhì)量為m，用長為L的懸繩(不可伸長，質(zhì)量不計)固定于O點，在O點正下方eq\f(L,2)處釘有一顆光滑釘子．如圖所示，將懸線沿水平方向拉直無初速度釋放后，當懸線碰到釘子后的瞬間，則()A．小球的角速度突然增大B．小球的線速度突然減小到零C．小球的向心加速度突然增大D．小球的向心加速度不變10、(多選)如圖所示為摩擦傳動裝置，B輪轉(zhuǎn)動時帶動A輪跟著轉(zhuǎn)動，已知轉(zhuǎn)動過程中輪緣間無打滑現(xiàn)象，下述說法中正確的是()A．A、B兩輪轉(zhuǎn)動的方向相同B．A與B轉(zhuǎn)動方向相反C．A、B轉(zhuǎn)動的角速度之比為1∶3D．A、B輪緣上點的向心加速度之比為3∶111、如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點)，連接物體和轉(zhuǎn)軸的繩子長為r，物體與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是其壓力的μ倍，轉(zhuǎn)盤的角速度由零逐漸增大，求：(1)繩子對物體的拉力為零時的最大角速度；(2)當角速度為eq\r(\f(3μg,2r))時，繩子對物體拉力的大?。?2、利用如圖所示的方法測定細線的抗拉強度．在長為L的細線下端懸掛一個質(zhì)量不計的小盒，小盒的左側(cè)開一孔，一個金屬小球從斜軌道上釋放后，水平進入小盒內(nèi)，與小盒一起向右擺動．現(xiàn)逐漸增大金屬小球在軌道上釋放時的高度，直至擺動時細線恰好被拉斷，并測得此時金屬小球與盒一起做平拋運動的豎直位移h和水平位移x，若小球質(zhì)量為m，試求：(1)金屬小球做平拋運動的初速度為多少？(2)該細線的抗拉斷張力為多大？1、B[兩小球的角速度相同，設為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．]2、D[物體隨圓筒一起勻速轉(zhuǎn)動時，受到三個力的作用：重力G、筒壁對它的彈力FN和筒壁對它的摩擦力Ff(如圖所示)．其中G和Ff是一對平衡力，筒壁對它的彈力FN提供它做勻速圓周運動的向心力．當圓筒勻速轉(zhuǎn)動時，不管其角速度多大，只要物體隨圓筒一起勻速轉(zhuǎn)動而未滑動，則物體所受的摩擦力Ff大小等于其重力．而根據(jù)向心力公式FN＝mω2r可知，當角速度ω變大時，F(xiàn)N也變大，故D正確．]3、C[同軸轉(zhuǎn)動，C、E兩點的角速度相等，由an＝ω2r，有eq\f(anC,anE)＝2，即anC＝2anE；兩輪邊緣點的線速度大小相等，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.]4、C[由題意知，8mg＝meq\f(v2,R)，代入數(shù)值得R＝125m．]5、B[物塊A受到的摩擦力充當其向心力；物塊B受到重力、支持力、A對物塊B的壓力、A對物塊B的沿半徑向外的靜摩擦力和圓盤對物塊B的沿半徑向里的靜摩擦力，共5個力的作用；當轉(zhuǎn)速增大時，A、B所受摩擦力都增大；A對B的摩擦力方向沿半徑向外．]6、D[小球運動的軌跡是水平面內(nèi)的圓，如題圖中虛線所示，其圓心是水平面與轉(zhuǎn)軸OO′的交點，所以圓周運動的半徑為r＋Lsinθ，由an＝rω2，可知其加速度大小為ω2(r＋Lsinθ)，選項D正確．]7、C[當外界提供的向心力突然消失時，小球?qū)⒀丌褴壍肋\動做離心運動，A錯誤；當外界提供的向心力F<mrω2時，小球可能沿Ⅱ軌道做離心運動，B、D錯誤，C正確．]8、CD[在繩子完全被釋放后與釋放前相比，由于小球所受的拉力與速度垂直，故不改變速度大小，選項A錯誤；由v＝ωr，v不變，r變大，則角速度ω變小，選項B錯誤；小球的向心力Fn＝meq\f(v2,r)，v不變，r變大，則Fn變小，選項C正確；細繩對小球的拉力F＝meq\f(v2,r)，v不變，r變大，則F變小，選項D正確．]9、AC[由于懸線與釘子接觸時，小球在水平方向上不受力，故小球的線速度不能發(fā)生突變，由于做圓周運動的半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?，由v＝ωr知，角速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，A正確，B錯誤；由an＝eq\f(v2,r)知，小球的向心加速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，C正確，D錯誤．]10、BC[A、B兩輪屬齒輪傳動，A、B兩輪的轉(zhuǎn)動方向相反，A錯誤，B正確．A、B兩輪邊緣的線速度大小相等，由ω＝eq\f(v,r)知，eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(r2,r1)＝eq\f(1,3)，C正確．根據(jù)a＝eq\f(v2,r)得，eq\f(a1,a2)＝eq\f(r2,r1)＝eq\f(1,3)，D錯誤．]11、[解析](1)當恰由最大靜摩擦力提供向心力時，繩子拉力為零且轉(zhuǎn)速達到最大，設轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω0，則μmg＝mωeq\o\al(2,0)r，得ω0＝eq\r(\f(μg,r)).(2)當ω＝eq\r(\f(3μg,2r))時，ω>ω0，所以繩子的拉力F和最大靜摩擦力共同提供向心力，此時，F(xiàn)＋μmg＝mω2r即F＋μmg＝m·eq\f(3μg,2r)·r，得F＝eq\f(1,2)μmg.[答案](1)eq\r(\f(μg,r))(2)eq\f(1,2)μmg12、[解析](1)細線被拉斷后，由平拋知識得h＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，則小球做平拋運動的初速度v0＝xeq\r(\