圆周运动经典习题附答案详解Word下载.docx

1、的主要原因是其中一列列车转弯时超速行驶. 如图4 2 18所示，是一种新型高速列车，当它转弯时,车厢会自动倾斜，提供转弯需要的向心力；假设这种新型列车以 360 km/h的速度在水平面内转弯，弯道半径为1.5 km，则质量为75 kg的乘客在列车转弯过程中所受到的合外力为 （ ）A. 500 N B. 1 000 N C. 500 2 N D. 07.如图4 2 19甲所示，一根细线上端固定在 S点，下端连一小铁球 A,让小铁球在水平面内做匀速圆周 运动，此装置构成一圆锥摆 （不计空气阻力）下列说法中正确的是（ ）A. 小球做匀速圆周运动时，受到重力、绳子的拉力和向心力作用B. 小球做匀速圆周

2、运动时的角速度一定大于 g（l为摆长）C. 另有一个圆锥摆，摆长更大一点，两者悬点相同，如图 4 2 19乙所示，如果改变两小球的角速度，使两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动，则 B球的角速度大于 A球的角速度D. 图 4 2 19如果两个小球的质量相等，则在图乙中两条细线受到的拉力相等&汽车甲和汽车乙质量相等，以相等速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧.两车沿 半径方向受到的摩擦力分别为 Ff甲和Ff 乙以下说法正确的是（ ）A. Ff甲小于Ff乙 B. Ff甲等于Ff乙C. Ff甲大于Ff乙 D. Ff甲和Ff乙大小均与汽车速率无关9. 在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高

3、内低.如图 4-2 20所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看作是做半径为 R的圆周运动.设内外路面高度差为 h,路基的水平宽度为 d,路面的宽度为 L.已知重力加速度为 g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力 （即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于 （ ）10. 如图4 2-24所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心 OO转动，筒内壁粗糙， 筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半.内壁上有一质量为 m的小物块随圆锥筒一起做匀速转动，则下列说法正确的是（ ）A. 小物块所受合外力指向 0点B. 当转动角速度 3=鲁日时，小物块不受

4、摩擦力作用C. A0方向 当转动角速度 3 日时，小物块受摩擦力沿11. 如图4 2 25所示，一水平光滑、距地面高为h、边长为a的正方形MNPQft面上，用长为图 4 2 24当转动角速度 3 争%寸，小物块受摩擦力沿不可伸长的轻绳连接质量分别为 m、mB的A、B两小球，两小球在绳子拉力的作用下，绕绳子上的某点0以不同的线速度做匀速圆周运动，圆心 0与桌面中心重合，已知 0.5 kg, L= 1.2 m, LAo= 0.8 m,a= 2.1 m , h= 1.25 m , A球的速度大小 va= 0.4 m/s，重力加速度 g取10 m/s 2,求：（1） 绳子上的拉力 F以及B球的质量 m

5、；（2） 若当绳子与 MN平行时突然断开，则经过 1.5 s两球的水平距离；（与地面撞击后。前进方向的速度 不变）（3） 两小球落至地面时，落点间的距离.M N12如图所示，小球从光滑的圆弧轨道下滑至水平轨道末端时，光电装置被触动， 控制电路会使转筒立刻以某一角速度匀速连续转动起来转筒的底面半径为 R,已知轨道末端与转筒上部相平，与转筒的转轴距离为L,且与转筒侧壁上的小孔的高度差为 h；开始时转筒静止，且小孔正对着轨道方向现让一小（小孔比小球略大，小球视为质点，不计球从圆弧轨道上的某处无初速滑下，若正好能钻入转筒的小孔 空气阻力，重力加速度为 g），求：（1） 小球从圆弧轨道上释放时的高度为

6、H;（2） 转筒转动的角速度 3.13、如图所示，放置在水平地面上的支架质量为 M支架顶端用细线拴着的摆球质量为 m现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是 （）A. 在释放前的瞬间，支架对地面的压力为 （m+ M）gB. 在释放前的瞬间，支架对地面的压力为 MgC. 摆球到达最低点时，支架对地面的压力为 （m + M）gD. 摆球到达最低点时，支架对地面的压力为 （3m + M）g14、如图所示，半径为 R= 0.8 m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点 B与长为L = 1 m的水平桌面相切于B点，BC离地面高为h = 0.45 m质量为m=

7、1.0 kg的小滑块从圆弧顶点 D由静止释放，已 知滑块与水平桌面间的动摩擦因数 尸0.6，取g= 10 ms2.求：（1） 小滑块刚到达圆弧面的 B点时对圆弧的压力大小；（2） 小滑块落地点与 C点的水平距离.15. 一小球用轻绳悬挂在某固定点，现将轻绳水平拉直，然后由静止释放小球，则小球由静止开始运16.如图所示，两半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定于地面，一个小球分别从与球心在同一水平高度的A、B两点从静止开始自由下滑，通过轨道最低点时正确的是 （）所受的拉力Fa和Fb的大小关系为 （B. FaC. Fa= Fb= mg DFa= FBmg1.解析：本题考查了匀速圆周运动的动力学分析以女运

8、动员为研究对象，受力分析如图根据题意 2 有G= mg= 350 N ;则由图易得女运动员受到的拉力约为 350 2 N , A正确；向心加速度约为 10 m/s ,C正确. 答案：AC2解析：由题图可知发生事故时，卡车在做圆周运动，从图可以看出卡车冲入民宅时做离心运动，故选项A正确，选项B错误；如果外侧高，卡车所受重力和支持力提供向心力，则卡车不会做离心运动，也不会发生事故，故选项 C正确.答案：2mv3解析：要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则有 mg= R，解得该盒子做匀速圆周运动的R.选项A错误，B正确；在最低点时，盒子mv 打/ 口 山十F mg=-R，解得 F= 2mg 选

9、项 C、D错误. 答案：B4解析：本题考查的知识点是圆周运动.因为主动轮顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动， 所以从动轮逆时针转动，选项 A错误B正确；由于通过皮带传动，皮带与轮边缘接触处的速度相等，nri冗 n为角速度，得从动轮的转速为 n2 =，选项C正确D错 r 2误. 答案：BC5解析：由于石块做匀速圆周运动， 只存在向心加速度， 大小不变，方向始终指向球心，D对，A错.由F合=F向=ma向知合外力大小不变，B错，又因石块在运动方向（切线方向）上合力为零，才能保证速率 不变，在该方向重力的分力不断减小，所以摩擦力不断减小， C错.答案：DmV 10026解析：360 km/h

10、= 100 m/s ,乘客在列车转弯过程中所受的合外力提供向心力 F=- = 75X仆103 N=500 N.答案：A7解析：如下图所示，小铁球做匀速圆周运动时，只受到重力和绳子的拉力，而向心力- 2 是由重力和拉力的合力提供， 故A项错误.根据牛顿第二定律和向心力公式可得： mgan 0= mlsin 0,即3= g/1 cos 0当小铁球做匀速圆周运动时， 0定大于零，即 cos 0 定小于1,因此，当小铁球做匀速圆周运动时角速度一定大于 g/l，故B项正确.设点S到点O的距离为h,则mgan 0= mh/tan0,即3=寸硏，若两圆锥摆的悬点相同，且两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动时

11、，它们的角量相等时，由于 0AV 0，即cos 0cos 0，所示A球受到的拉力小于 B球受到的拉力，进而可以判断 两条细线受到的拉力大小不相等，故 D项错误.答案：8解析：本题重点考查的是匀速圆周运动中向心力的知识根据题中的条件可知，两车在水平面做匀速圆周运动，则地面对车的摩擦力来提供其做圆周运动的向心力， 则F向=f，又有向心力的表达式 F向=r，因为两车的质量相同，两车运行的速率相同，因此轨道半径大的车的向心力小，即摩擦力小，A正确.9解析：考查向心力公式.汽车做匀速圆周运动，向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供， 且向心力的方向水平，向心力大小 F向=口门0,根据牛顿第二定律：号

12、，解得汽车转弯时的车速 v = 寸gRh, B对.答案：VF 向=mR, tan 0=10解析：匀速圆周运动物体所受合外力提供向心力，指向物体圆周运动轨迹的圆心， A项错；当小物块在A点随圆锥筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，小物块在筒壁 A点时受到重力和支持力的作用，它们的合力提供向心力，设筒转动的角速度为 3,有：mgan 0= m?空，由几何关系得：tanH 2gH沿AO方向, 故摩擦力沿 答案：0= R,联立以上各式解得 3= R , B项正确；当角速度变大时，小物块所需向心力增大，故摩擦力其水平方向分力提供部分向心力， C项正确；当角速度变小时，小物块所需向心力减小,OA方向，

13、抵消部分支持力的水平分力， D项错.2 2.VA 0.4 , 2 2 /口 Loa11 解析：（1） F= mA = 0.5 X N = 0.1 N，由 F= mA/ Loa= m/ Lob得 m= nA. = 1 kg.Loa 0.8 Lob（2） x = （ va+ VB）t 1= 0.6 X 1.5 m = 0.9 m，水平距离为 s = /x2 + L = .；0.9 2 + 1.2 2 m= 1.5 m. ,i2h 2 X 1.25 t2= 丫 = 10 s = 0.5 s , x = （va+ vb） t2+ a= 0.6 X 0.5 m + 2.1 m = 2.4 m距离为 s

14、= x，2+ L2 =2.4 2+ 1.2 2 m = 5 m. 答案：（1）1 kg （2）1.5 m 警 m12解析：（1）设小球离开轨道进入小孔的时间为1 2t,则由平抛运动规律得 h= 2gt ,L R= Vot13答案：（2）nn【 答BDn= 1,2,3 ）答=1,2,3 ）联立解得：t = 2h，h= （L4hR.在小球做平抛运动的时间内，圆筒必须恰好转整数转，小球才能钻进小孔,即 wt = 2n n n= 1,2,3 ）.所以 w= nn匚、盘从释锁到最低沟过稈中，相拒动能定理得？在最低点亜子拉力为T，朗小球受力分析匚小球受重力和蝇子竝力根据牛顿第二定律得:Tng=ni当小球在

15、最低点时，支架曼重力.壹持力、翅子的拉力.根堀平衡聚件得：fn=n&+t 解得：F沪g故匚疋确”解得 vc= 2 m/s解得 t=、y2h=0.3 s 落地点与C点水平距离为x= VCt = 0.6 m 【答案】选B、D.15【解析】 小球由释放摆至最低点的过程中，轻绳拉力始终有水平分力存在，因此小球水平方向始终存在加速度，所以其水平方向速度越来越大，即对 .而竖直方向轻绳拉力的分量越来越大，由小于重力变为大于重力，其竖直方向加速度先减小至零，再反向增大，所以竖直方向的速度先增大后减小，故知 、错.另由小球下摆过程中机械能守恒，摆至最低点时，重力势能最小，动能最大，所以最低点线速 度最大，即对

16、正确选项为A.16【解析】 设轨道半径为 R则由机械能守恒可得小球到达最低点时速度 v=.,2gR，由牛顿第二定律，得：F- mg=m ,所以F=mm =3mcj可见，小球对轨道的压力与轨道的半径无关，同样最低点处小球R R的向心加速度也与轨道半径无关，恒为 2g.【答案】A律得Fn mvg= mR，又Ff = Fn,联立解得选项B正确.Ff尸17.解析：物块滑到最低点时受竖直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三个力作用，据牛顿第二定18.解析：天车运动到P处突然停止后，A、B各以天车上的悬点为圆心做圆周运动，线速度相同而半径不同，由F mg= mL，得：F= m叶mL，因为m相等，v相等，而LaFb, A选项正确.答案：