曲线运动综合练习.doc

《曲线运动综合练习.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《曲线运动综合练习.doc（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、曲线运动、选择题1、如图，一质量为 M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环（可视为质点），A.增加了丿込:从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为 g，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力比初始时 （）B 减小了-衣 C 增加了D 减小了 '叽匚2、如图所示为游乐园中空中转椅的理论示意图长度不同的两根细绳悬于同一点,另一端各系一个质量相同的小球,使它们在同一水平面内作圆锥摆运动，则两个圆锥摆相同的物理量是A.绳的拉力B 线速度的大小C 周期D 向心力3、如图所示装置绕竖直轴匀速旋转，有一紧贴内壁的小物体，物体随装置一起在水平面内匀速转动的过程中所受外

2、 力可能是A. 重力、弹力、向心力B 重力、弹力、滑动摩擦力C下滑力、弹力、静摩擦力D重力、弹力、静摩擦力A和B紧贴着内壁分4、如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动个质量不等的小球 别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）A球A的角速度一定大于球B的角速度B 球A的线速度一定大于球B的线速度C球A的运动周期一定小于球B的运动周期D 球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力5、自行车的小齿轮A、大齿轮 B后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB= 4FA、甩=8FA,如图所示.正常骑行时三轮边缘的向心加速度之比aA: aB: ac等于A. 1 ： 1 ： 8B 4

3、： 1 ： 4C. 4 ： 1 ： 32D . 1 : 2 : 4m的小球A紧贴着筒内6、如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动。有一质量为壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒咼分别为g，则（）R和H小球A所在的咼度为筒咼的一半。已知重力加速度为A.小球A做匀速圆周运动的角速度3=» B .小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用C.小球A受到的合力大小为 |_D .小球A受到的合力方向垂直筒壁斜向上7、甲、乙、丙三个物体，甲放在广州，乙放在上海，丙放在北京.当它们随地球一起转动时，则A. 三个物体的角速度、周期一样，丙的线速度最小。C.三个物体的角速

4、度、周期和线速度都相等。8、如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧，有两个小玻璃球 是（）A 它们的线速度 Va<VbB .丙的角速度最小、甲的线速度最大D .甲的角速度最大、乙的线速度最小A、B沿锥面在水平面做匀速圆周运动，则下列关系式正确的B 它们的角速度3 A> 3 BC 它们的向心加速度aA=a BD 它们的向心力 Fa=Fbm的小球在细线的拉力作用下，以速度v做半径为r的匀速圆周运动.小9、如图3所示，在光滑水平面上，质量为 球所受向心力 F的大小为C. mvrD. mvr2A和小球B,紧贴10、如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，让两个质量相同的小球圆

5、锥筒内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，则（）A. A球的线速度一定大于 B球的线速度 B . A球的角速度一定大于B球的角速度C. A球的向心加速度一定大于B球的向心加速度D . A球对筒壁的压力一定大于B球对筒壁的压力11、 如图所示的皮带传动装置，主动轮1的半径与从动轮 2的半径之比R1 : R2 = 2 : 1 , A、B分别是两轮边缘上的点，假设皮带不打滑，则下列说法正确的是（）A. A、B两点的线速度之比为 vA : vB = 1 : 2B . A、B两点的角速度之比为3 A：w B = 2 : 1C. A、B两点的加 速度之比为 aA： aB = 1 : 2D . A、B两点的加速

6、度之比为 aA ： aB = 2 : 112、 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动有一个质量为m的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H,小球A所在的高度为筒高的一半已知重力加速度为g,则（）A.小球A做匀速圆周运动的角速度3= B 小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用C.小球A受到的合力大小为 1_D .小球A受到的合力方向垂直于筒壁斜向上13、如图所示，物块 m随转筒一起以角速度3做匀速圆周运动，以下描述正确的是:A.物块受到重力、弹力、摩擦力和向心力的作用B. 若角速度3增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动，那么木块

7、所受弹力增大C. 若角速度3增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动，物块所受摩擦力增大D. 若角速度3增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动，物块所受摩擦力不变14、用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆 周运动的角速度为3,细线的张力为FT,贝U FT随3 2变化的图象是下图中的（）15、如图所示，两根细线p、q的一端固定在同一根竖直杆上，另一端拴住同一个小球当小球随杆以角速度3匀速转动时，p、q均被拉直，其中q绳处于水平方向此时它们对小球的拉力大小分别为F1、F2若将杆转动的角速度增大，下列判断正确的是（）A.F1、F2都将增

8、大B.F1增大，F2不变C.F1不变，F2增大D.F1、F2的合力不变16、轻杆一端固定在 0点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为F,小球在最高点的速度大小为V，其F v2图象如图11所示。则（）0+A.小球的质量为； B 当地的重力加速度大小为C . v2 =c时，小球对杆的弹力方向向下D . v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等V通过一半圆形的拱桥顶端时,关于人和自行车受力的说法正确的是A. 人和自行车的向心力就是它们受的重力B. 人和自行车的向心力是它们所受重力和支持力的合力，方向指向圆心C. 人和自行车受到重力、

9、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用D. 人和自行车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和离心力的作用1_ a _ 2厂丘厂心=了18、如图所示，已知一 1 一 八,它们距轴的关系是_-,三物体与转盘表面的动摩擦因数相同,当转盘的转速逐渐增加时A.物体A先滑动B. 物体B先滑动C.物体C先滑动D. B与C同时开始滑动、多项选择19、一根绳长为的轻绳一端系一个质量为凡的小球，另一端悬于固定点，若小球一次在竖直面做单摆运动，另一次做圆锥摆运动。单摆运动时的最大摆角和圆锥摆运动时的偏角均为：，如图所示，下列判断正确的是A.单摆可能容易断B单摆一定容易断C 圆锥摆可能容易断D 圆锥摆一定容易断20、图14

10、- 1为甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的关系图线，甲图线为双曲线的一支，乙图线为直线由图象可以知道 （）14- 1A.甲球运动时，线速度的大小保持不变B甲球运动时，角速度的大小保持不变C. 乙球运动时，线速度的大小保持不变D乙球运动时，角速度的大小保持不变21、如图所示，质量为M=2kg的薄壁细圆管竖直放置，圆管内部光滑，圆半径比细管的内径大得多。已知圆的半径R=0.4m，质量m=0.5kg的小球，在管内最低点A的速度大小为'x ' r ' ，g取10m/s2，则以下说法正确的是A小球恰能做完整的圆周运动B 小球沿圆轨道上升的最大高度为 0.6m2g=1

11、0m/s ）（ 10 分）C圆管对地的最大压力为20N D圆管对地的最大压力等于40N二、计算题22、如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r= 20cm处放置一小物块 A,其质量为 m= 2kg，A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍（k= 0.5 ），试求 当圆盘转动的角速度 3= 2rad/s时，物块与圆盘间的摩擦力大小多大？方向如何?欲使A与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度多大？（取23、如图2所示，两绳系一质量为m=0.1kg的小球，上面绳长45 °，问球的角速度在什么范围内，两绳始终张紧；当角速度为L=2m ，两端都拉直时与轴的夹角分

12、别为3 rad/s 时，上、下两绳拉力分别为多大?30 °与参考答案一、选择题1、【知识点】向心力；牛顿第二定律.C2 D4【答案解析】C解析：以整体为研究对象，开始静止，所以大环对轻杆拉力为（M+m g,小环在最低点时，根据牛顿第二定律得：F-mg=m "，得： F=mg+m， £小环从最高到最低，由动能定理，则有：二m/=mg?2R；对大环分析，有：T=F+Mg=m（g+ 丫 ） +Mg=5mg+Mg故拉力正大了 4mg,故C正确【思路点拨】根据牛顿第二定律求岀小环运动到最低点时，大环对它的拉力， 再用隔离法对大环分析，求岀大环对轻杆的拉力大小解决本题的关键搞

13、清小环做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解.2、知识点】向心力；牛顿第二定律.C2 D4【答案解析】C解析： 对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtane；由向心力公式得到，F=mw V；设绳子与悬挂点间的高度差为h,由几何关系，得：r=htan e；由三式得，3 =-，与绳子的长度和转动半径无关；又由T= ，故周期与绳子的长度和转动半径无关，故A正确；由v=wr，两球转动半径不等，故线速度不同，吨故B错误；绳子拉力：T=：-，故绳子拉力不同，故 C错误；由F=ma=

14、mo 2r，两球转动半径不等，故向心力不同，故D错误；故选A.【思路点拨】小球靠重力和绳子的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求岀角速度、线速度的大小，向心力的大小，看与什么因素有关本题关键要对球受力分析，找向心力来源，求角速度；同时要灵活应用角速度与线速度、周期、向心加速度之间的关系公式！3、D4、B 5、C 6、A两个力的合力提供向心力，由向心力关系可得解析 对小球做受力分析可知，小球受重力、支持力两个力的作用,mgcot e = m3 2r，其中 tan e = - ， r =，可知选项A正确,B错误；小球所受合力方向应指向圆周运动的圆心,提供向心力，所以合力大小为mgcot e =，选项

15、CD错误。答案选10、【知识点】向心力；线速度、角速度和周期、转速.D4【答案解析】A解析：D、两球所受的重力大小相等，支持力方向相同，根据力的合成，知两支持力大小、合力大小相等，故D错误.A、根据得F合=1 ,合力、质量相等，r越大线速度大，所以球 a的线速度大于球 b的线速度， 故A正确；B F合=n3 2r合力、质量相等，r越大角速度越小，a球的角速度小于 b球的角速度故 B错误；C、F 合=口8可知，合力、质量相等，向心加速度相等.故C错误.故选：A.【思路点拨】小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据F合=ma=m ' =mrw 2比较线速度、角速度

16、、向心加速度的大小解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的合力提供向心力. 会通过F合=ma=mf =mrw 2比较线速度、角速度、向心加速度的大小.11、C 12、A13、【知识点】决定向心力大小的因素.B2 D4【答案解析】BD解析：因为物体始终随物体做匀速圆周运动，所以物体受重力、摩擦力，筒壁的支持力，故A错，如图所示，因为在竖直方向等效于处于静止状态，所以受力平衡，所以f=G,始终不变，故 D对，C错，由N=mrw2，当w增大时，N增大，故 B对故选：B、D.【思路点拨】本题需先进行受力分析，然后再根据运动分析各个力之间的关系此题主要考查受力分析，某一方向上受力平衡，向心

17、力的来源等.14、考点：向心力；线速度、角速度和周期、转速.专题：匀速圆周运动专题分析：分析小球的受力，判断小球随圆锥作圆周运动时的向心力的大小，进而分析T随32变化的关系，但是要注意的是，当角速度超过某一个值的时候，小球会飘起来，离开圆锥，从而它的受力也会发生变化，T与3 2的关系也就变了.解答：解：设绳长为 L，锥面与竖直方向夹角为0,当3=0时，小球静止，受重力 mg支持力N和绳的拉力FT而平衡，FT=mgcosB工0 ,所以A项、B项都不正确；3增大时，FT增大，N减小，当N=O时，角速度为3 0.当 3<3 0 时，由牛顿第二定律得，FTsin 0- Ncos 0 =m3 2L

18、sin 0， FTcos 0 +Nsin 0 =mg,解得FT=mo 2Lsin2 0 +mgcos 0 ;当3>3 0时，小球离开锥子，绳与竖直方向夹角变大，设为B，由牛顿第二定律得FTsin B =m3 2Lsin B，所以FT=m3 2，此时图象的反向延长线经过原点.可知FT-3 2图线的斜率变大，所以 C项正确，D错误故选：C.点评：本题很好的考查了学生对物体运动过程的分析，在转的慢和快的时候，物体的受力会变化，物理量之间的关系也就会变化.15、考点：向心力；牛顿第二定律专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用.分析：对小球进行受力分析，根据合外力提供向心力列式即可求解.解答：解：设

19、 p线与竖直方向成0角，设q线的长为r，则竖直方向Ficos 0 =mg,可见F1大小恒定；水平方向 Fisin 0 +F2=mo 2r ,3增大时，只有 F2增大故选：C点评：本题的关键是正确对物体进行受力分析，根据向心力公式列式，难度不大，属于基础题.16、【知识点】向心力；牛顿第二定律.C2 D4b_b_ a【答案解析】D解析：A、B、由图乙看岀：在最高点，若v=0，则F=mg=a若F=0,则mg=m，解得：g= ，m=R,故A、B错误；C、由图可知：v2=b时F=0，向心力Fn=mg,根据向心力公式 Fn=m '，可知：当v2 > b时，杆对小球弹力方向向下， 所以当v2

20、=c时，杆对小球弹力方向向下，则小球对杆的弹力方向向上，故C错误；D若c=2b .则F+mg=m，解得:F=a, 而 a=mg,贝U得:F=mg故D正确.故选 D【思路点拨】 在最高点，若v=0 ,则F=mg=a；若F=0,则mg=mL ,联立即可求得当地的重力加速度大小和小球质量；由图可知：当v2 v b时，杆对小球弹力方向向上，当 v2 > b时，杆对小球弹力方向向下；若 c=2b .根据向心力公式 即可求解.本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息，关键是读图时要抓住斜率、截距等数学知识分析图象的意义.17、【答案】B【解析】A、B、人骑自行车以

21、速度 V通过半圆形的拱桥顶端时，受到重力、支持力、摩擦力，其中重力和支持力的合力提供向 心力，向心力是效果力，不是重复受力，故A错误，B正确；C、D、人骑自行车以速度 V通过半圆形的拱桥顶端时，受到重力、支持力、摩擦力，向心力是效果力， 不能重复受力，离心力是相对于非惯性系而言的，对于惯性系，无离心力说法，故C错误，D错误故选B。【考点】向心力 18、【答案】B【解析】三物体绕圆盘转动，是静摩擦力提供向心力。物体滑动的条件是物体受到的最大静摩擦力不足以提供做圆周运动所需要的向心力，即，即.心；丄-。说明三个物体哪个先滑动跟物体的质量无关，只跟半径有关，半径较大的先滑动。二、多项选择19、【知识

22、点】向心力；牛顿第二定律.C2 D4【答案解析】AC解析： 如图分别对两小球进行受力分析有：对于单摆小球所受合力沿轨迹的切线方向提供恢复力，由受力图知对于圆锥摆小球所受合力沿水平方向提供小球圆周运动的向心力， 由于cos 0< 1,则：TiVT2,圆锥摆容易断；故选：C.Ti=mgcos0；互由受力图可知，T2cos 0 =mg所以有：.=cos 2 0，【思路点拨】分别对两种情况下的小球进行受力分析，单摆中小球所受合力沿轨迹的切线方向,力提供圆周运动向心力在水平方向.本题关键是考查单摆与圆锥摆的受力特征以及合力的方向，征是正确解决本题的关键.圆锥摆小球所受的合掌握两种摆的合力特丄 讪2

23、0、解析：对于甲球： a*广，而a=，说明甲球线速度的大小保持不变；对于乙球：ar，而a= «2r，说明乙球角速度的大小保持不变答案：AD 21、【知识点】向心力. D4【答案解析】BD解析：A、小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律得:0_ : mv2=_mgh2X12解得：h= 1=0.6m < 0.8m，不能上升到最高点，故A错误，B正确；C、在最低点时，球对圆管的压力最大，此V2_时圆管对地的压力最大，根据向心力公式得:N-mg=m-解得:N=5+0.5 X ' 4 =20N，根据牛顿第三定律得：球对圆管的压力为N' =N=20N则

24、圆管对地的最大压力为：FN=N+Mg=20+20=40N故C错误，D正确故选：BD【思路点拨】小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律求岀小球沿圆轨道上升的最大高度， 判断能不能上升到最高点，在最低点时，球对圆管的压力最大，此时圆管对地的压力最大，根据向心力公式和平衡条件列式求解.本题主要考查了机械能守恒定律和向心力公式公式的直接应用，知道在最低点时，球对圆管的压力最大，此时圆管对地的压力最大，难度适中.二、计算题23、见解析【试题分析】22、: 1 ' ' - ”方向为指向圆心。当角速度3很小时，AC和BC与轴的夹角都很小， BC并不张紧.当3逐渐增大，B

25、C刚被拉直（这是一个临界状态），但BC绳中的张力仍然为零.设这时的角速度为31，则有Taccos30 ° =mgTacsin30 ° =m 3 12Lsin30 °将已知条件代入上式解得3 i =2.4rad/s当角速度3继续增大时Tac减小，Tbc增大.设角速度达到3 2时，Tac=0 （这又是一个临界状态），则有Tbccos45 ° =mgTbcsin45 ° =m 3 22Lsin30 °将已知条件代入上式解得3 2 =3.16rad/s所以当3满足 2.4rad/s <3< 3.16rad/s 时，AC、BC两绳始终张紧.本题所给条件3 =3rad/s ，此时两绳拉力 Tac、Tbc都存在.Tacsin30 ° +T Bcsin45 ° =m 3 2Lsin30 ° Tac cos30 ° +T bccos45 ° =mg将数据代入上面两式解得Tac=0.27N ，Tbc=1.09N