物理必修 第二册3.3 圆周运动的案例分析精练

这是一份物理必修 第二册3.3 圆周运动的案例分析精练，共8页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，OO′为竖直固定转轴，足够长的光滑轻杆用铰链固定于转轴O点，杆与竖直方向的夹角为θ。轻质弹簧套在杆上，下端固定于O点，上端系住小球A（A套在杆上），弹簧原长为l。现使杆随转轴OO′转动，角速度ω从零开始缓慢增大，下列说法正确的是（ ）
A．杆对小球的弹力不变
B．弹簧对小球的弹力减小
C．弹簧对小球的弹力增大
D．当 时，弹簧对小球的弹力大小恰好为零
2．关于匀速圆周运动的向心力，下列说法错误的是（ ）
A．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的
B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力
C．对稳定的圆周运动，向心力是一个恒力
D．向心力的效果是改变质点的线速度的方向
3．如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①、②分别放在转盘A、B上，它们到所在转盘转轴的距离之比为2：1．a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮．a、b的轮半径之比为1：2，用皮带连接a、b两轮转动时，钢球①、②所受的向心力之比为（ ）
A．8：1B．4：1C．2：1D．1：2
4．甲、乙两小球都在水平面上做匀速圆周运动，它们的线速度大小之比为1.：2，角速度大小之比为3：1，则两球的向心加速度大小之比为
A．1：2B．2：1C．3：2D．2：3
5．关于曲线运动下列说法正确的是（ ）
A．如果物体所受的合力是变力，那么物体一定做曲线运动
B．做曲线运动的物体的加速度一定是变化的
C．做圆周运动的物体其合力一定指向圆心
D．曲线运动一定是变速运动
6．关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．平抛运动是一种匀变速运动B．做圆周运动的物体，所受合力总是指向圆心的
C．物体在恒力作用下不可能做曲线运动D．做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的
7．质量为 的汽车，以速率通过半径为 r 的凹形桥，在桥面最低点时汽车对桥面的压力大小是：（ ）
A．B．C．D．
8．质量为 5kg 的物体以大小为 10m/s 的速度做匀速圆周运动时，所需向心力为100N，该物体运动的轨道半径为（ ）
A．2mB．5mC．20mD．50m
9．一小球做半径为0.5m的匀速圆周运动，角速度为4rad/s，其向心加速度大小为（ ）
A．B．C．D．
10．如图所示，一轻绳穿过水平桌面上的小圆孔，上端拴物体M，下端拴物体N。若物体M在桌面上做半径为r的匀速圆周运动时，角速度为ω，线速度大小为v，物体N处于静止状态，则（不计摩擦）（ ）
A．M所需向心力大小大于N所受重力的大小
B．M所需向心力大小小于N所受重力的大小
C．ω2与r成正比
D．v2与r成正比
11．如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同转动轴上，其半径之比为RB：RC=4：3，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在转动过程中的（ ）
A．线速度大小之比为3：3：4
B．角速度之比为4：3：3
C．转速之比为4：3：4
D．向心加速度大小之比为9：6：4
12．如图所示，一内壁光滑的圆锥面，顶点O在下方，顶角为，OO′是竖直轴线，若有A、B两小球，质量（可视为质点），在圆锥的内壁上沿不同的圆轨道做匀速圆周运动，以O点为势能零点，则（ ）
A．它们的线速度大小相同
B．它们的周期相同
C．它们的动能相同
D．它们的动能与重力势能之比相同
13．如图所示，质量分别为m和2m的两个小球a和b，中间用长为L的轻质杆相连，在杆的中点O处有一光滑固定转动轴，把杆至于水平位置后释放，在b球顺时针摆动到最低位置的过程中（ ）
A．b球的重力势能减少，动能增加，b球机械能守恒
B．a球、b球和地球组成的系统机械能守恒
C．b球在最低点对杆的作用力为mg
D．b球到达最低点时的速度为
14．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．匀速圆周运动就是匀速运动
B．匀速圆周运动的加速度是恒定不变的
C．匀速圆周运动的物体处于平衡状态
D．匀速圆周运动是一种变速运动
15．链球运动是田径比赛中的一个项目，运动员拉住连着铁球的链条使铁球在空中做圆周运动，最终放手抛出。如果忽略空气阻力，则铁球在做圆周运动的过程中（ ）
A．只受重力B．受重力和向心力
C．受重力和拉力D．受重力、拉力和向心力
二、填空题（共4题）
16．长度1m的细绳，一端固定于光滑水平桌面上，另一端拴接一个质量为2kg的小球，若小球以4m/s的速度在桌面上做匀速圆周运动，则小球的向心加速度大小为a向＝__________m/s2，所需向心力大小为__________N。
17．如图所示，圆轨道AB是在竖直平面内的圆周，在B点轨道的切线是水平的，一质点自A点从静止开始下滑，滑到B点时的速度大小是，则在质点刚要到达B点时的加速度大小为__________，滑过B点时的加速度大小为____________。
18．竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道，如图所示，A、M、B三点位于同一水平面上，C、D分别为两轨道的最低点，将两个相同的小球分别从A、B处静止释放，当它们各自通过C、D点时，两球对轨道的压力______（选填“相等”或“不相等”）。
19．为了探究物体做匀速圆周运动时，向心力与哪些因素有关，某同学进行了如下实验：
如图甲所示，绳子的一端拴一个沙袋，绳上离沙袋处打一个绳结处打另一个绳结。请一位同学帮助用秒表计时。如图乙所示，做了四次体验性操作。
操作：手握绳结，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动周，体验此时绳子拉力的大小。
操作：手握绳结，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动周，体验此时绳子拉力的大小。
操作：手握绳结，使沙袋在水平平面内做匀速圆周运动，每秒运动周，体验此时绳子拉力的大小。
操作：手握绳结，沙袋的质量增大到原来的倍，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动周，体验此时绳子拉力的大小。

（1）操作与操作中，体验到绳子拉力较大的是___________；
（2）操作与操作中，体验到绳子拉力较大的是___________；
（3）操作与操作中，体验到绳子拉力较大的是___________；
（4）总结以上四次体验性操作，可知物体做匀速圆周运动时，向心力大小与( )有关。
A．半径 B．质量 C．周期 D．线速度的方向
三、综合题（共4题）
20．如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动。当小球运动到最高点时，瞬时速度为v=，L是球心到O点的距离，求杆对小球的作用力大小和方向。
21．如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高，B为圆弧轨的最低点，该圆弧轨道与一粗糙直轨道CD相切于C，OC与OB的夹角为53°，一质量为m的小滑块从P点静止开始下滑，PC间距离为R，滑块在CD上所受滑动摩擦力为重力的0.3倍。（sin53°=0.8，cs53°=0.6）求：
（1）滑块从P点滑到B点的过程中，重力势能减少多少；
（2）滑块第一次经过B点时对轨道的压力大小；
（3）为保证滑块不从A处滑出，PC之间的最大距离是多少？
22．如图所示，装置左边是水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接轻质挡板A，此时弹簧处于原长且在A右侧台面粗糙，长度l=1.0m，另一物块B与台面动摩擦因数μ1=0.1，中间水平传送带与平台和右端光滑曲面平滑对接，传送带始终以v0=2m/s速率逆时针转动，传送带长度l=1.0m， B与传送带动摩擦因数μ2=0.2，现将质量为1kg的物块B从半径R=2.1m的圆弧上静止释放（g=10m/s2）
(1)求物块B与A第一次碰撞前的速度大小；
(2)试通过计算证明物块B与A第一次碰撞后能否运动到右边的弧面上？若能回到，则其回到C点时受弧面的支持力为多大？
23．如图所示一质点沿顺时针方向做匀速圆周运动，在图中画出质点在A点向心力的方向和B点线速度的方向.
参考答案：
1．D
2．C
3．A
4．C
5．D
6．A
7．D
8．B
9．C
10．D
11．B
12．D
13．B
14．D
15．C
16． 16 32
17． 2g g
18．相等
19． 操作 操作 操作 ABC
20．F=mg，方向向上
21．（1）1.2mgR；（2）2.8mg；（3）1.2R
22．(1) 6 m/s；(2)
23．