高一物理同步练习人教版新教材必修264生活中的圆周运动解析版.docx

1、高一物理同步练习人教版新教材必修264生活中的圆周运动解析版2019-2020学年高一物理同步练习（人教版新教材必修2）6.4 生活中的圆周运动 一、基础篇1.多选宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态，下列说法正确的是()A宇航员仍受重力的作用B宇航员受力平衡C宇航员所受重力等于所需的向心力D宇航员不受重力的作用解析：选AC做匀速圆周运动的空间站中的宇航员，所受重力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，并非不受重力作用，A、C正确，B、D错误。2.火车在某个弯道按规定运行速度40 m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力。若火车在该弯道实际运行速度为30 m/s，则

2、下列说法正确的是()A仅内轨对车轮有侧压力B仅外轨对车轮有侧压力C内、外轨对车轮都有侧压力D内、外轨对车轮均无侧压力解析：选A火车在弯道按规定运行速度转弯时，重力和支持力的合力提供向心力，内、外轨对车轮皆无侧压力。若火车的运行速度小于规定运行速度时，重力和支持力的合力大于火车需要的向心力，火车有做近心运动趋势，内轨对车轮产生侧压力，重力、支持力和内轨的侧压力的合力提供火车做圆周运动的向心力，故A正确。3多选在铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了()A增加火车轮子对外轨的挤压B增加火车轮子对内轨的挤压C使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需的向心力D限制火车向外脱轨解析：选CD

3、火车轨道建成外高内低，火车转弯时，轨道的支持力与火车的重力两者的合力指向弧形轨道的圆心，为火车转弯提供了(部分)向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压，同时在一定程度上限制了火车转弯时发生离心运动，即限制火车向外脱轨，故C、D正确。4.如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法不正确的是()A在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B在竖直方向汽车可能只受两个力：重力和桥面的支持力C在竖直方向汽车可能只受重力D汽车对桥面的压力小于汽车的重力解析：选A一般情况下汽车受重力和支持力作用，且mgFNm，故支持力FNmgm，即支持力小于重力

4、，A项错误，B、D项正确；当汽车的速度v时，汽车所受支持力为零，C项正确。5.飞机驾驶员最多可承受9倍的重力加速度带来的影响，当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲时速度为v，则圆弧的最小半径为()A. B.C. D.解析：选B当飞机飞到最低点时，由牛顿第二定律得：Fmgm；由题意得：F9mg；解得：R，故B正确。6.多选下列属于离心现象的是()A投篮球B投掷标枪C用洗衣机脱去湿衣服中的水D旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴解析：选CD投出的篮球做斜抛运动，受恒力的作用，投出篮球的运动不是离心现象，故A错误；投出的标枪做斜抛运动，受恒力的作用，投出标枪的运动不是离心现象，故B错误；脱水桶高速转动时，水滴需要的

5、向心力大于水和衣服之间的附着力，水做离心运动被从衣服上甩掉，属于离心现象，故C正确；旋转雨伞时，当雨滴所需的向心力大于雨伞对雨滴的吸附力时，雨滴做离心运动，属于离心现象，故D正确。7.(2019厦门高一检测)如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10 m/s时，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥面的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为()A15 m/s B20 m/sC25 m/s D30 m/s解析：选B当汽车通过拱桥顶点的速度是10 m/s时，由牛顿第二定律得mgmgm，解得r40 m，当汽车通过拱桥顶点时对桥面恰无压力时，有mgm，解得v120 m/s，故B正确。8

6、.多选如图甲所示，在光滑水平转台上放一木块A，用细绳的一端系住木块A，另一端穿过转台中心的光滑小孔O悬挂另一木块B。当转台以角速度匀速转动时，A恰能随转台一起做匀速圆周运动，图乙为其俯视图，则()A当转台的角速度变为1.5时，木块A将沿图乙中的a方向运动B当转台的角速度变为1.5时，木块A将沿图乙中的b方向运动C当转台的角速度变为0.5时，木块A将沿图乙中的b方向运动D当转台的角速度变为0.5时，木块A将沿图乙中的c方向运动解析木块A以角速度做匀速圆周运动时的向心力由细绳的拉力提供，大小等于木块B所受的重力，而木块B所受重力不变，所以转台角速度增大时，木块A需要的向心力大于B所受的重力，A做离

7、心运动，故B正确；转台角速度减小时，木块A需要的向心力小于木块B所受的重力，故D正确。答案BD9.长为l的轻绳，其一端固定于O点，另一端连有质量为m的小球，该小球绕O点在竖直平面内做圆周运动，g为重力加速度。求：(1)小球刚好到达最高点时的速度；(2)小球到达最高点速度为2时轻绳受到的拉力。解析：(1)小球刚好到达最高点时，重力恰好提供向心力。有：mgm，可解得小球到达最高点时的速度v。(2)小球到达最高点速度为v2时，轻绳对小球的拉力为F，则有：mgFm，解得F3mg。答案：(1)(2)3mg10.如图所示，是一座半径为40 m的圆弧形拱形桥。一质量为1.0103 kg的汽车，行驶到拱形桥顶

8、端时，汽车运动速度为10 m/s；则此时汽车运动的向心加速度为多大？向心力为多大？汽车对桥面的压力是多少？(取g10 m/s2)解析汽车的向心加速度a m/s22.5 m/s2。汽车所需的向心力Fma1.01032.5 N2.5103 N。在桥的最高点，汽车的向心力是由重力和桥的支持力提供，如图所示，根据牛顿第二定律，FmgFNma，则FNmgma1.0103(102.5)N7.5103 N，根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力F压FN7.5103 N。答案2.5 m/s22.5103 N7.5103 N二 能力篇1.铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为，如图所示，

9、弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则()A内轨对内侧车轮轮缘有挤压B外轨对外侧车轮轮缘有挤压C这时铁轨对火车的支持力等于D这时铁轨对火车的支持力大于解析：选C由牛顿第二定律F合m，解得F合mgtan ，此时火车受重力和铁路轨道的支持力作用，如图所示，FNcos mg，则FN，内、外轨道对火车均无侧压力，故C正确，A、B、D错误。2(2019济南高一检测)下列关于离心现象的说法中，正确的是()A当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做背离圆心的圆周运动C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线

10、飞出D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动解析：选C离心力是不存在的，因为它没有施力物体，所以物体不会受到离心力，故A错误；当物体不受力或受到的合外力为零时，物体保持静止或匀速直线运动状态。所以做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，将沿切线飞出，由于惯性物体继续保持该速度做匀速直线运动，故C正确，B、D错误。3.在航天器中工作的航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析正确的是()A失重就是航天员不受力的作用B失重的原因是航天器离地球太远，从而摆脱了地球引力的束缚C失重是航天器独有的现象，在地球上不可能存在失重现象D正是由于引力的存在，才使航天员有

11、可能做环绕地球的圆周运动解析：选D航天器和航天员在太空中受到的合力提供向心力，使航天器和航天员做环绕地球的圆周运动，故A错误，D正确；失重时航天员仍然受到地球引力作用，故B错误；失重是普遍现象，任何物体只要有方向向下的加速度，均处于失重状态，故C错误。4在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，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()A. B. C. D. 解析：选B汽

12、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mgtan ，根据牛顿第二定律：F向m，tan ，解得汽车转弯时的速度v ，B对。5.“天宫一号”绕地球的运动可视为匀速圆周运动，航天员在“天宫一号”中展示了失重环境下的物理实验或现象，下列四幅图中的行为可以在“天宫一号”舱内完成的有()A用台秤称量重物的质量B用水杯喝水C用沉淀法将水与沙子分离D给小球一个很小的初速度，小球就能在竖直面内做圆周运动解析：选D重物处于完全失重状态，对台秤的压力为零，无法通过台秤测量重物的质量；水杯中的水处于完全失重状态，不会因重力而流入嘴中；沙子处于完全失重状态，不能

13、通过沉淀法与水分离，故A、B、C三图中的行为无法完成；小球处于完全失重状态，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动，故D图中行为可在舱内完成。6.如图所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法错误的是()A脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的B水会从桶中甩出是因为水滴受到的离心力很大的缘故C增大脱水桶转动角速度，脱水效果会更好D靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好解析：选B脱水过程中，衣物做离心运动而被甩向桶壁，故A正确。水滴的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，故B错误。根据Fm2R，增大，所需向心力F增大，会有更

14、多水滴被甩出去，故C正确。靠近中心的衣服，做圆周运动的半径R比较小，角速度一样，所需向心力小，脱水效果较差，故D正确。7.如图所示，在盛满水的试管中装有一个小蜡块，小蜡块所受浮力略大于重力，当用手握住A端让试管在竖直平面内左右快速摆动时，关于蜡块的运动，以下说法正确的是()A与试管保持相对静止B向B端运动，可以到达B端C向A端运动，可以到达A端D无法确定解析：选C试管快速摆动，试管中的水和浸在水中的蜡块都有做离心运动的趋势(尽管试管不是做完整的圆周运动，且运动的方向也不断变化，但并不影响问题的实质)，但因为蜡块的密度小于水的密度，蜡块被水挤压向下运动。只要摆动速度足够大且时间足够长，蜡块就能一

15、直运动到手握的A端，故C正确。8.在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛。比赛过程中运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线。如图所示，圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路线，Oa为运动员在O点时的速度方向(研究时可将运动员看成质点)。下列论述正确的是()A发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力C若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧D若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间解析：选D发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，而提供的向心力小于所需要的向心力，故选项A、B错

16、误；运动员在水平方向不受任何外力时沿Oa方向做离心运动，实际上运动员受到的合力方向指向圆弧Ob内侧，所以运动员滑动的方向在Oa右侧与Ob之间，故选项C错误，D正确。9.高速公路转弯处弯道圆半径R100 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数0.23。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大？当超过vm时，将会出现什么现象？(g取9.8 m/s2)解析：在水平路面上转弯，向心力只能由静摩擦力提供，设汽车质量为m，则Ffmmg，则有mmg，vm，代入数据可得vm15 m/s54 km/h。当汽车的速度超过54 km/h时，需要的向心力

17、m大于最大静摩擦力，也就是说提供的合外力不足以维持汽车做圆周运动所需的向心力，汽车将做离心运动，严重的将会出现翻车事故。答案：54 km/h汽车做离心运动或出现翻车事故10.有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m。(g取10 m/s2)(1)试计算铁轨受到的侧压力大小；(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度的正切值。解析(1)火车速度v72 km/h20 m/s，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力，所以有：FNm N1105 N由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于1105 N。(2)火车过弯道，重力和铁轨对火车的支持力的合力正好提供向心力，如图所示，则mgtan m。由此可得tan 0.1。答案(1)1105 N(2)0.1