物理必修 第二册第二章 圆周运动第三节 生活中的圆周运动一课一练

2.3生活中的圆周运动同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，内壁光滑的竖直圆桶绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用不可伸长的细绳系着，绳子的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（　　）

A．绳子的拉力可能为零

B．桶对物块的弹力不可能为零

C．若它们以更大的角速度一起转动，绳子的拉力一定增大

D．若它们以更大的角速度一起转动，绳子的拉力仍保持不变

2．若火车按规定速率转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，则火车以较小速率转弯时

A．仅内轨对车轮有侧压力 B．仅外轨对车轮有侧压力

C．内、外轨对车轨都有侧压力 D．内、外轨对车轮均无侧压力

3．如图所示，匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相等．当圆盘转速加快到两物体刚要滑动且尚未滑动的状态时，烧断细线，则两物体的运动情况是(　　)

A．两物体均沿切线方向滑动

B．两物体均沿半径方向做远离圆心的运动

C．两物体随盘一起做匀速圆周运动，不发生滑动

D．物体A随盘一起做匀速圆周运动，不发生滑动，B物体将沿一条曲线运动，离圆心越来越远

4．如图所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧。若竖直圆轨道的半径为R，重力加速度为g，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为（　　）

A． B．2 C． D．

5．三个物体A、B、C放在旋转圆台上，A的质量为2m，B和C的质量均为m，A、B离转轴均为R，C离转轴为2R，三个物体与旋转圆台摩擦因数均为，当圆台匀速旋转时A、B、C均没有滑动，则下列说法正确的是（　　）

A．圆台匀速旋转时A的向心加速度最大

B．圆台匀速旋转时C物体的摩擦力最小

C．若圆台转速逐渐增大时，C比B先滑动

D．若圆台转速逐渐增大时，B比A先滑动

6．如图所示，用长为L的细绳拴住质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动（不计空气阻力），则下列说法中正确的是（　　）

A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力

B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零

C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为

D．小球过最低点时处于失重状态

7．两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A、B，细线上端固定在同一点，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动。已知A球细线跟竖直方向的夹角为30°，B球细线跟竖直方向的夹角为45°，下列说法错误的是（　　）

A．小球A和B的角速度大小之比小球的1：1

B．小球A和B的线速度大小之比为:3

C．小球A和B的向心力大小之比为：3

D．小球A和B所受细线拉力大小之比为1：

8．如图所示，两段长为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L．今使小球在竖直面内绕AB水平轴做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中的拉力恰好为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为（ ）

A．2mg B．mg C．3mg D．4mg

9．如图所示，轻绳的上端系于天花板上的O点，下端系有一只小球．将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放．当绳摆到竖直位置时，与钉在O点正下方P点的钉子相碰．在绳与钉子相碰瞬间前后，以下物理量的大小没有发生变化的是(            )

A．小球的线速度大小

B．小球的角速度大小

C．小球的向心加速度大小

D．小球所受拉力的大小

10．如图所示，质量为m小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，球的直径略小于圆管的内径，下列说法中可能正确的是（       ）

A．小球通过最低点时，外侧管壁对小球的支持力为2mg

B．小球通过最高点时，外侧管壁对小球的压力为2mg

C．小球通过最高点时，内侧管壁对小球的支持力为2mg

D．小球通过最低点时，内侧管壁对小球的压力为2mg

11．如图所示，质量为m的物块随水平转盘绕竖直固定轴做匀速圆周运动，角速度为ω，物块到轴的距离为l，则物块受到的摩擦力大小为（　　）

A．ml 2ω2           B．Mlω             C．ml 2ω            D．mlω2

12．如图所示，将一根不可伸长的轻绳穿过内壁和端口光滑的竖直细管，绳子系一个金属球，下端系一个重物，已知金属球的质量为、重物的质量为。现金属球在水平面内做匀速圆周运动，重物静止不动，此时金属球的转动半径为。已知重力加速度为，不考虑空气阻力，关于金属球下列说法正确的是（　　）

A．角速度 B．线速度

C．向心加速度 D．周期的大小与金属球和重物的质量关系无关

13．在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江，若把这滑铁索过江简化成如图所示的模型，铁索的两个固定点A、B在同一水平面内，A、B间的距离为L＝80 m，铁索的最低点离A、B连线的垂直距离为H＝8 m，若把铁索看做是圆弧，已知一质量m＝52 kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点时的速度为10 m/s，那么(　　)

A．人在整个铁索上的运动可看成是匀速圆周运动

B．可求得铁索的圆弧半径为100 m

C．人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为570 N

D．人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为50 N

14．如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动，小球运动的线速度为υ，则绳的拉力大小为（             ）

A． B． C．mωr D．mωr2

15．如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为FT，小球在最高点的速度大小为v，其FT一v2图像如图乙所示，则（　　）

A．轻质绳长等于

B．当地的重力加速度为

C．当v2=c时，轻质绳的拉力大小为

D．只要v2≥b，小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为6a

二、填空题（共4题）

16．如图所示，在匀速转动的水平圆盘边缘处放着质量为1kg的小金属块，圆盘的半径为1m，金属块和圆盘间的最大静摩擦力为2 N。为不使金属块从圆盘上掉下来，圆盘转动的最大角速度为________rad/s。

17．如图所示，长L的细绳一端固定在O点，一端拴住一个小球，在O点的正下方与O点相距L/2的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子；把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，到最低点时速度大小为v，当细线碰到钉子的前后瞬间细绳对小球拉力的大小分别为_________和___________．

18．汽车过拱形桥

19．如图所示是“用圆锥摆验证向心力的表达式”的实验，细线下悬挂了一个质量为m的小钢球，细线上端固定在O点。将画有几个同心圆的白纸至于水平桌面上，使小钢球静止时（细线张紧）位于同心圆。用手带动小钢球，使小钢球在水平面内做匀速圆周运动，随即手与球分离。（当地的重力加速度为g）。

(1)用秒表记录小钢球运动n圈的时间t，从而测出此时钢球做匀速圆周运动的周期T=_________；

(2)再通过纸上的圆，测出小钢球的做匀速圆周运动的半径R，可算出小钢球做匀速圆周运动的向心加速度an=____________；小钢球做匀速圆周运动时所受的合力F合=____________（小钢球的直径与绳长相比可忽略）。

三、综合题（共4题）

20．一辆质量为2000kg的小轿车，驶过半径R=20m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m/s2．求：

（1）若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，桥面对车的支持力大小是多大？

（2）若桥面为凸形，汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时，桥面对车的支持力大小是多大？

（3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？

21．如图，光滑的水平面上有两枚铁钉A和B，A、B相距0.1 m，长1 m的柔软细绳栓在A上，另一端系一质量为0.5 kg的小球，小球的初始位置在AB连线上A的一侧，把细绳拉紧，给小球以2 m/s的垂直细绳方向的水平速度，使小球作圆周运动，由于钉子B的存在，使得细绳慢慢地缠在A、B上．若绳能承受的最大拉力为4N。整个过程小球速度大小不变。求：

(1)刚开始运动时小球受到的拉力大小？

(2)小球刚开始做匀速圆周运动周期大小？

(3)从小球开始运动到细绳断所用的时间？（保留3位有效数值）

22．如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量均为m的小物体A、B，AB间用细线沿半径方向相连。它们到转轴的距离分别为RA=0.2m、RB=0.3m。A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.4倍。g取10m/s2，试求：

(1)当细线上开始出现张力时圆盘的角速度ω0

(2)当A开始滑动时圆盘的角速度ω；

(3)在A即将滑动时，烧断细线，A、B将分别做什么运动？

23．如图所示，在一内壁光滑环状管道位于竖直面内，其管道口径很小，环半径为R（比管道的口径大得多）。一小球直径略小于管道口径，可视为质点。此时小球滑到达管道的顶端，速度大小为，重力加速度为g。请作出小球的受力示意图。

参考答案：

1．D

2．A

3．D

4．C

5．C

6．C

7．D

8．B

9．A

10．B

11．D

12．C

13．C

14．A

15．D

16．

17．         

18．     小于     越小     大于     越大

19．              

20．（1）6.0×104N （2）1.0×104N （3）14.1m/s

21．(1）F=2 N   （2）   （3）

22．(1)3.65rad/s；(2)4rad/s；(3)A继续做圆周运动，B做离心运动

23．