《圆周运动经典习题03-带详细答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《圆周运动经典习题03-带详细答案.docx（14页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1、在高速公路的拐弯处，路面造的外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为，设拐弯路段是半径为 R的圆弧，那么车速为多少时车轮与路面之间的横向（即垂直与前进方向）摩擦力等于零？解析：此题为火车转弯模型。 汽车在倾斜路面转弯时要使车轮不受横向摩擦力。则汽车所受 的重力和路面对汽车的支持力的合力提供向心力。则有:2vmg tan m- v gRtan R，2、关于平抛运动，下列说法正确的是（）A、因为轨迹是曲线，所以平抛运动是变加速运动B、运动时间由下落高度和初速度共同决定C、水平位移仅由初速度决定D、在相等的时间内速度的变化都相等,其运动时间由下落的竖直高
2、度解析：平抛运动只受重力作用，加速度恒定（重力加速度）决定，水平方向的分运动是匀速直线运动，其水平位移2hx Vot Vo g故：选项 D正确。水平方向受牵引力3、如图6-1所示，汽车以速度 v通过一圆弧式的拱桥顶端时，关于汽车受力的说法正确的是（）A、汽车的向心力就是它所受的重力B、汽车的向心力就是它所受的重力和支持力的合力，方向指向圆心C、汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用D、以上均不正确解析：汽车在拱桥顶端时，竖直方向的重力和支持力的合力提供向心力,和摩擦力的合力为零。故：B正确。4、如图6-2所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是
3、（）A、小球在圆周最高点时所受向心力一定为重力B、小球在圆周最高点时绳子的拉力不可能为零C、若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点速率是glD、小球在圆周最低点时拉力一定大于重力2mv -2 mv解析：（1）当球刚好通过最高点时，拉力为零，有 mg ,v Jgj（2）当球在最高点时的速度 v vgl时，绳的拉力为 F,此时mg F选项正确。(3)小球在最低点有:2vF mg m 所以拉力F必大于重力。故：CD正确。l解析：由杠杆平衡条件得:mAgrA mBgrB 又 a22FamArAFb mBb一 Fa mArA 1, 人所以-A-L 故：b正确。FbmBB16、在“研究平抛物体的运
4、动” 实验中，某同学记录了 A、B、取A点为坐标原点，建立了右图6 - 6所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。 那么小球平抛的初速度为 抛出点的坐标为C解析：根据gT2 得:,s 0.25 0.15.s 0.1sg10所以Vo10 100.12 m/s 1m/s5、如图6-3所示，两个质量不等的小球 A和B, mAmB,固定在 轻杆两端，若以 。为支点，A、B球恰好平衡，现让小球绕过 O点的竖 直轴在水平面做匀速圆周运动，则两个小球受到的向心力Fa和Fb的关系是（）A. FaFbB. Fa=FbC. . Fa1v2,由题意1mv2 1mv222答案：(1) 10.0N; (2)
5、12.5m【解析】(1)设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为Vi根据动能定理1 212mgL1 2mgR1 mv1 mv02 2小球在最高点受到重力 mg和轨道对它的作用力 F,根据牛顿第二定律F mg m 1R由得F 10.0N(2)设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为2丫2mg m-mg L1 L 2mgR2由得L 12.5m13、吉林省2010届高三上学期期中考试 排球网高H,半场长L,运动员扣球点高 h,扣球 点离网水平距离 s、求：要使水平扣出的球既不触网、又不出界，扣球速度的取值范围 应是多少？解析：假设运动员用速度vmax扣球时，球刚好不会出界，用速度vmin扣球时，球刚好不
6、触网，从图中数量关系可得：2h vmaxL s /, g(La g s)忸vs FbFa= Fb= mgB.D.Famg17.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,2据牛顿第二定律得 Fn mg = m,又Ff= IN ,联立解得 呼 2,选项B正确.RVmg+ mR18.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22度相同而半径不同，由 Fmg= mL，得：F= m羽n,因为m相等，v相等，而LaFb, A选项正确.答案：A 27、如图，高h的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶，加速度大小为 a,车厢顶部A点处有 油滴滴下
7、落到车厢地板上，车厢地板上的 O点位于A点的正下方，则油滴的落地点必在 O 点的 （填“左”或“右”）方，离。点的距离为 。【解析】因为油滴自车厢顶部 A点脱落后，由于惯性在水平方向具有与车厢相同的初速度，X1 = vt,所以车厢（O点）因此油滴做平抛运动，水平方向做匀速直线运动 竖直方向做自由落体运动 h = 1 gt2, 又因为车厢在水平方向做匀减速直线运动，1的位移为X2= vt -2 at2。12如图所小 x=X1 一 x2at2所以油滴落地点必在。点的右方，离O点的距离为a ho g28、如图所示，将一质量为 m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内 做匀速圆周运动，细
8、绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆。关于摆球的受力情况,下列说法中正确的是（C ）A .摆球受重力、拉力和向心力的作用B.摆球受拉力和向心力的作用C.摆球受重力和拉力的作用D.摆球受重力和向心力的作用【解析】物体只受重力G和拉力Ft的作用，而向心力F 是重力和拉力的合力，如图所示。也可以认为向心力就是Ft沿水平方向的分力 Ft2 ,显然，Ft沿竖直方向的分力Fti与重力G平衡。29、如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥形筒固定不动，有两个 质量相等的小球 A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（AB ）A. A球的线速度必定大于
9、 B球的线速度B. A球的角速度必定小于 B球的线速度C. A球的运动周期必定小于 B球的运动周期D. A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力【解析】小球A或B的受力情况如图， 两球的向心力都来源于重力 G和支持力 Fn的合力，建立坐标系，有 Fni = FNsin 0= mg, Fn2= Fncos 0= F,所以F = mgcot 0,即小球做圆周运动所需的向心力，可见 A、B两球的 向心力大小相等。比较两者线速度大小时，由 F = mvr可知，r越大，v一定较大。比较两者角速度大小时，由F = mg2可知，r越大，一定较小。比较两者的运动周期时，由 F = mr（2p）2可知，r越大，
10、T 一定较大。由受力分析图可知，小球B受到的支持力FN都等于鼠0。30、一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所示，水的质量 m= 0.5kg,水的重心到转轴的距离l=50cm。若在最高点水不流出来，求桶的最小速率；若在最高点水桶的速率 v= 3m/s,求水对桶底的压力。【解析】 以水桶中的水为研究对象，在最高点恰好不流出来，说明水 的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力，此时桶的速率最小。此时有2_mg = m ,则所求的最小速率为Vo=，g?=1005m/s=2.24m/s。在最高点，水所受重力mg的方向竖直向下，此时水具有向下的向心加速度，处于失重状态，其向心加速度的大小由桶底对水的压力和水的重力决定。由向心力公式F=mV可知，当v增大时，物体做圆周运动所需的向心力也随之增大，由于v= 3m/sv0=2. 24m/s,因此，当水桶在最高点时，水所受重力已不足以提供水做圆周 运动所需的向心力，此时桶底对水有一向下的压力，设为Fn,则由牛顿第二定律有 Fn + mg = m rV2 32故 Fn = m mg 0.5 N 0.5 10N =4N。r0.5