人教版 (2019)必修 第二册4 生活中的圆周运动课后练习题

这是一份人教版 (2019)必修 第二册4 生活中的圆周运动课后练习题，共19页。试卷主要包含了4生活中的圆周运动 课时作业3，0N的拉力B．54，9m，5m等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年人教版（2019）必修第二册6.4生活中的圆周运动 课时作业3（含解析）  1．如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环始终相对杆不动，下列判断正确的是（　　）A．转动的角速度越大，细线中的拉力越大B．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大C．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力相等D．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小不可能相等2．如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，转动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动（　　）A．小球做匀速圆周运动的轨道平面越接近漏斗口，小球的角速度越小B．小球做匀速圆周运动的轨道平面越接近漏斗口，小球所受合外力越小C．小球做匀速圆周运动的轨道平面越接近漏斗口，小球所周期越小D．小球做匀速圆周运动的轨道平面越接近漏斗口，小球做圆周运动的线速度越小3．汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，则汽车拐弯的半径必须（　　）A．减为原来的倍 B．减为原来的倍C．增为原来的2倍 D．增为原来的4倍4．如图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起（未发生相对滑动）绕竖直固定轴做匀速圆周运动，下列说法正确的是（    ）A．物块处于受力平衡状态B．圆盘角速度一定时，物块到转轴的距离越大，越容易与圆盘发生相对滑动C．圆盘角速度和物块到转轴距离一定时，物块的质量越大，越容易与圆盘发生相对滑动D．圆盘角速度和物块到转轴距离一定时，物块的质量越小，越容易与圆盘发生相对滑动5．拱形桥是圆弧形桥梁，如图所示。当汽车以恒定速率通过拱形桥时，在拱形桥的最高点（    ）A．汽车对桥的压力小于汽车受到的重力B．汽车对桥的压力大于汽车受到的重力C．桥对汽车的摩擦力一定为零D．汽车所受的合力为零6．如图所示是两个圆锥摆，两个质量相等、可以看做质点的金属小球有共同的悬点，在相同的水平面内做匀速圆周运动，下面说法正确的是（　　）A．A球对绳子的拉力较大B．A球圆周运动的向心力较大C．B球圆周运动的线速度较大D．B球圆周运动的周期较大7．如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为零，它和O点的连线与OO'之间的夹角θ为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）A．物块做圆周运动的加速度为B．转台的角速度为C．转台的转速为D．陶罐对物块的弹力大小为8．如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L，重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根轻绳的拉力恰好均为0，改变小球运动的速度，当小球在最高点时，每根轻绳的拉力大小为，则此时小球的速率为（　　）A．v B．v C．2v D．9．如图所示，A、B两个圆环套在粗细均匀的光滑水平直杆上，用绕过固定在竖直杆上光滑定滑轮的细线连接，现让水平杆随竖直杆匀速转动，稳定时，连接A、B的细线与竖直方向的夹角分别为α和θ，已知A和B的质量分别为m1和m2，则的值是（    ）A．B．C．D．10．长度为R＝0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m＝3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是3.0m／s，g取10m／s2，则此时细杆OA受到小球（　　）A．54.0N的拉力 B．54.0N的压力C．24N的拉力 D．24N的压力 11．如图所示，飞车表演场地可以看成一个圆台的侧面，侧壁是光滑的，飞车表演者可以看作质点，在A和B不同高度的水平面内做匀速圆周运动。以下关于表演者在A、B两个轨道时的线速度大小（vA、vB）、角速度（ωA、ωB）、向心力大小（FnA、FnB）和对侧壁的压力大小（FNA、FNB）的说法正确的是（　　）A．vA>vB B．ωA>ωB C．FnA>FnB D．FNA=FNB12．如图所示，细绳一端系着质量为M=0.5kg的物体在水平台面上，另一端通过光滑小孔吊着质量为m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔的距离为0.2m，已知M和水平面的最大静摩擦力为2N，现在M相对平面静止一起绕中心轴线匀速转动，当角速度ω突然变为以下何值时，m将向上移动（）（　　）A．7rad/s B．8rad/s C．9rad/s D．10rad/s13．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰。已知半圆形管道的半径R=1m，小球可看做质点且其质量为m=1kg，g取10m/s2。则（　　）A．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9mB．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9mC．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是2ND．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是1N14．如图，两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球a和b，细线上端固定在同一点，两小球绕共同的竖直轴在同一水平面内做匀速圆周运动，两小球在运动过程中的角速度、周期和向心力分别用、、、、、表示，则（　　）A． B． C． D．  15．在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求小球做圆周运动的线速度。16．如图所示，斜面体固定在水平面上，它由光滑斜面和光滑圆弧面组成且两部分平滑连接，是圆弧的半径，长为L，且与垂直，竖直，斜面倾角。质量为m的小球在斜面底端A点由静止开始在水平恒定风力F的作用下沿斜面运动，运动到C点时对圆弧的压力刚好为零，重力加速度为g。已知，。(1)求水平恒定风力F的大小；(2)若小球从C点抛出的一瞬间，风力大小不变，方向反向，试判断小球下落过程中是否会碰到，并说明理由。17．如图所示，常见的圆形餐桌的中部是一个半径为r＝1.5m的圆玻璃盘，圆玻璃盘是可以绕中心轴转动的。本题近似认为圆玻璃盘与餐桌在同一水平面内，且两者之间的间隙可忽略不计。一只茶杯放置在圆玻璃盘边缘，茶杯与圆玻璃盘间的动摩擦因数为μ1＝0.6，茶杯与餐桌间的动摩擦因数为μ2＝0.225。设茶杯与圆盘、茶杯与餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。(1)现转动圆玻璃盘，茶杯不滑到餐桌上时，圆玻璃盘的最大角速度ω为多少？(2)若茶杯恰好从圆玻璃盘上甩出，为使茶杯不滑落到地面上，餐桌半径R的最小值为多大？18．如图所示，质量是1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在O点，O点距地面高度为1m，如果使小球绕轴在水平面内做圆周运动，若细线最大承受拉力为，求：(1)当小球的角速度为多大时，细线将断裂；(2)线断裂后小球落地点与悬点的水平距离。
参考答案1．C【详解】AB．设细线与竖直方向的夹角为θ，对N受力析，受到竖直向下的重力GN，绳子的拉力T，杆给的水平支持力N1，因为两环相对杆的位置不变，所以对N有因为重力恒定，角度恒定，所以细线的拉力不变，环N与杆之间的弹力恒定，AB错误；CD．受力分力如图对M有所以转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力相等；若以较小角速度转动时，摩擦力方向右，即随着角速度的增大，摩擦力方向可能变成向左，即故可能存在摩擦力向左和向右时相等的情况，C正确，D错误。故选C。2．A【详解】对小球受力分析得解得，，则在运动过程中保持不变，因此合力不变，越接近漏斗口半径越大，所以角速度越小，线速度越大，周期越大，故选A。3．D【详解】汽车在水平路面转弯时，地面的摩擦力提供向心力，由于摩擦力已经最大，所以向心力不可能再变大，根据匀速圆周运动向心力的公式可计算得，也就是说半径要增为原来4倍。故选D。4．B【详解】A．物块随转盘做匀速圆周运动，则受力不平衡，选项A错误；B．根据F=mω2r可知，圆盘角速度一定时，物块到转轴的距离越大，所需的向心力越大，越容易与圆盘发生相对滑动，选项B正确；CD．当物块相对圆盘将要发生相对滑动时满足μmg=mω2r即μg=ω2r即圆盘角速度和物块到转轴距离一定时，物块一起滑动，与物体的质量大小无关，选项CD错误。故选B。5．A【详解】AB．在拱形桥的最高点，根据牛顿第二定律得可得根据牛顿第三定律可得所以汽车对桥的压力小于汽车受到的重力，A正确，B错误；C．在最高点，摩擦力与此时刻的汽车牵引力相等，不为零，C错误；D．汽车做圆周运动，合力不为零，D错误。故选A。6．C【详解】AB．对小球进行受力分析，受到重力、绳的拉力作用，这二个力的合力提供它作匀速圆周运动的向心力，受力分析如下图。由几何关系可知由上面二式可知，θ角越大，cosθ越小，T越大；tanθ越大，Fn越大，故B球对绳子的拉力较大，B球圆周运动的向心力较大，故AB错误；C．由向心力公式可知解得由于h相同，θ角度越大，v越大，故B球圆周运动的线速度较大，故C正确；D．由可知故两球作匀速圆周运动的周期一样大，故D错误。故选C。7．C【详解】物块的受力图如图A．由受力示意图可得则物块的加速度为陶罐对物块的弹力大小为故AD错误；BC．小物块的合力提供向心力解得则转台的转速为故B错误，C正确。故选C。8．C【详解】根据几何关系可知，小球做圆周运动的半径为小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，有解得当小球在最高点时，每根轻绳的拉力大小为，小球受到的合外力根据牛顿第二定律有联立解得v′=2v故选C。9．A【详解】设细线的拉力为F，滑轮到水平杆的距离为h，对A根据牛顿第二定律有对于B根据牛顿第二定律有解得故A正确，BCD错误。故选A。10．C【详解】假设小球受到支持力作用，根据牛顿第二定律代入数据，整理得负号表示小球受到的拉力，根据牛顿第三定律可知，杆受到的是拉力，大小为24N。故选C。11．AD【详解】以飞车为研究对象，作出力图，如图。设侧壁与竖直方向的夹角为θ，

则根据牛顿第二定律，得Fn=mgcotθ=mω2r 得到 θ相同，则FnA=FnB FNA=FNBr越大，则ω越小，v越大，即vA>vBωA<ωB故AD正确，BC错误。故选AD。12．BCD【详解】设绳子的拉力为T，转盘对M的最大静摩擦力为f，当m恰好上滑时，有                 可得只要大于该值，m将向上移动。故选BCD。13．BD【详解】AB．根据平抛运动的规律和运动合成的可知则小球在C点竖直方向的分速度和水平分速度相等，得则B点与C点的水平距离为故A错误，B正确；CD．B点的速度为3m/s，根据牛顿运动定律，在B点设轨道对球的作用力方向向下，则解得负号表示轨道对球的作用力方向向上，故C错误，D正确。故选BD。14．BC【详解】AB．设细线与竖直方向的夹角为θ，小球做匀速圆周运动，合力提供向心力，如图所示由牛顿第二定律可知整理得由于两小球绕共同的竖直轴在同一水平面内做匀速圆周运动，即有Lcosθ相等，由上面的等式可知两个小球的角速度相等，故A错误，B正确；C．由上面的分析可知，两小球的角速度相等，根据可知，两小球作圆周运动的周期相等，故C正确；D．由上面的分析可知，它们所受的向心力为由于它们的质量大小关系未知，所以它们所受的向心力无法比较，故D错误。故选BC。15．【详解】对小球受力分析可得解得16．(1)0.9mg；(2) 小球在空中运动过程中不会碰到OC；理由见解析【详解】（1）小球运动到C点时，对圆弧的压力刚好为零，设小球运动到C点时速度为v，根据牛顿第二定律有解得根据动能定理解得（2）假设小球在空中运动过程中不会碰到面上，则小球从C点抛出到落地所用时间水平方向小球运动的加速度大小小球在时间内水平方向运动的位移解得假设成立17．(1)2rad/s；(2)2.5m【详解】(1)茶杯即将滑动时圆玻璃盘的角速度达到最大值，则μ1mg=mω2r可得(2)茶杯在餐桌上滑动的初速度v0=ωr=3m/s茶杯滑到餐桌边缘时速度恰好减为零，对应的餐桌半径取最小值。设茶杯在餐桌上滑动的位移为s，物体在餐桌上做匀减速运动的加速度大小为a，则Ma=μ2mg得a=μ2g=2.25m/s2由运动学公式得0－=－2as，可得s=2m由几何关系可得餐桌半径的最小值为18．(1)；(2)【详解】(1)小球受到重力mg和线的拉力T作用，在水平面内做匀速圆周运动，设线与竖直方向的夹角为θ；由牛顿第二定律细线最大承受拉力为T=12.5N，细线恰好断裂时小球的角速度ω=5rad/s(2) 细线恰好断裂前，绳子拉力竖直方向的分力和重力平衡，即Tcosθ=mg可得θ=37°绳被拉断后小球沿圆周的切线方向飞出，做平抛运动，其初速度抛出点离地面的高度h=1m-Lcosθ=0.6m根据平抛运动的规律，落点到悬点的水平距离