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1、第六章圆周运动4生活中的圆周运动基础过关练题 组 一 车 辆、飞机转弯1.（2 0 2 2 广东兴宁一中期中）在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，当火车以规定的行驶速度转弯时.，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压。为了提高转弯的规定速度，仅改变一个量,下列可行的措施是（）A.减小火车质量B.增大铁轨与车轮间的摩擦C.减小转弯半径D,增大轨道倾角2.（2 0 2 2 浙江杭州十四中期末）如图，歼-2 0 隐形战斗机在某水平面内做匀速圆周运动。已知飞机受到重力G 推 力 X、与机翼垂直的升力月和与速度方向相反的空气阻力A的作用。下列说法正确的是（）人.6 与 是平衡力B.EC.战斗机的合力沿水平
2、方向D.战斗机的合力沿竖直方向3.（2 0 2 2 广东广州期中）摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车,如图所示。当列车转弯时,在电脑控制下,车厢会自动倾斜;行走在直线 上 时 一，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以3 6 0 k m/h 的速度拐弯,拐弯半径为1 k m,则质量为5 5 k g的乘客,在拐弯过程中所受到的列车给他的作用力为（重力加速度g取1 0 m/s2）A.5 5 0 NB.1 1 0 0 NC.0 D.5 5 0 V 2 N4.（2 0 2 1江苏无锡期末）3 D地图技术能够为“无人驾驶”汽车提供数据，这些
3、数据可以通过汽车内部的系统进行全面的分析，以执行不同的指令。如图所示为一段公路拐弯处的地图，下列说法中正确的是（）A.如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力B.如果弯道是水平的，为防止汽车侧滑，则“无人驾驶”汽车拐弯时收到的指令是让车速大一点C.如果弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑,则道路应为内（东北）高外（西南）低D.如果弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑,则道路应为外（西南）高内（东北）低题组二拱形桥模型5.（20 22山东荷泽军阳成一中阶段练习）战斗机俯冲时，在最低点附近做半径为25 0m的圆周运动。在最低点时飞行员所受支持力为自身重力的5倍，已知
4、重力加速度支1 0 m/s?,飞机在最低点的速度为（）A.5 0 V5 m/s B.1 0 0 m/sC.1 0 0 V2 m/s D.6 0 m/s6.（20 22山西晋中和诚中学月考）一辆卡车在丘陵地带匀速率行驶，地形如图所示,由于轮胎太旧，途中容易爆胎，爆胎可能性最大的地段应是（）A.a 处 B.8 处 C.c 处 D.d 处7.（20 22北京四中期中）如图所示是一座半径为4 0 m 的圆弧形拱桥。一质量为1.0 X 1 03 k g 的汽车,行驶到拱桥顶端时,汽车运动速度为1 0 m/s,重力加速度器1 0 m/s2,则:（1）此时汽车对桥面的压力的大小和方向如何？（2）汽车刚好在该
5、拱桥最高点腾空时的速度是多少？题组三航天器中的失重现象8.（多选）20 22年 6 月 5日1 0 时4 4 分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F 遥十四运载火箭成功发射。航天员在太空中随飞船一起做圆周运动时,处于失重状态，下列说法正确的是（）A.航天员仍受重力的作用B .航天员受力平衡C.航天员所受重力等于所需的向心力D.航天员不受重力的作用9 .（20 21 江苏淮安期中）如图所示的四幅图中的行为可以在绕地球做匀速圆周运动 的“天宫二号”舱内完成的有（）甲 乙 丙 TA.如图甲，用台秤称量重物的质量B.如图乙,用水杯喝水C.如图丙,用沉淀法将水与沙子分离D.如图丁,给小球一个很小的初速度
6、,小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动题组四离心运动1 0.（2 0 2 2 天津五校期中）如图所示，绳子的一端固定在光滑桌面中心的铁钉上，另一端系着小球，小球在光滑桌面上做匀速圆周运动，当绳子突然断裂后,则（）A.小球受向心力作用，向着圆心运动B.小球失去向心力,沿半径背离圆心运动C.小球运动的半径增大,沿螺旋线运动D.小球沿切线方向做匀速直线运动1 1.（2 0 2 2 广东清远期中）下列现象与离心现象无关的是（）A.链球运动员使链球高速旋转后松手,链球沿切线方向飞出B.汽车转弯速度过大时,放在座位上的物品被甩出座位C.下雨用伞后，收伞时将雨伞旋转几圈，雨滴被甩出D.汽车突然加速时,人向
7、后倾能力提升练题组一水平支持面上的圆周运动1.（2 0 2 2 安徽合肥期中）（多选）如图所示,4 B、。三个物体（可视为质点）放在旋转圆台上，都没有滑动。已知4的质量为2%，氏。的质量均为力;从夕到轴的距离为其C 到轴的距离为2 几 三物体与圆台间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆台旋转时，下列判断中正确的是（）A.4的向心加速度最大B.方的静摩擦力最小C.当圆台转速增加时，。比力先滑动D.当圆台转速增加时,夕比/先滑动2.（2 0 2 2 浙 江“5+1”联盟期中）如图所示是赛车比赛中的某一发卡弯，甲、乙、丙三条虚线为赛车过此弯道的三种赛车行驶线路,关于赛车过此弯道的说法正
8、确A.三种赛车行驶线路过弯时的位移相同B,为获得更大的过弯速度,应选择乙赛车线路C.赛车手过弯时有被向外甩的趋势,故赛车手过弯时受到的合力指向弯道外侧D.因赛车过弯时的最大摩擦力相同，故三条赛车线路的最大向心加速度相同题组二倾斜支持面上的圆周运动3.（2 0 2 2江苏淮安期中）在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨,如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压,设此时的速度大小为匕重力加速度为g,两 轨 所 在 平 面 的 倾 角 为 则 （）A.当火车质量改变时,规定的行驶速度大小也随之改变B.当火车速率大于/时,外轨将受到轮缘的挤压C.当火车速率大于/时，内轨将受
9、到轮缘的挤压D.该弯道的半径尸三4.（2 0 2 2重庆南开中学阶段练习）设计师设计了一个非常有创意的募捐箱,如图甲所示,把硬币从投币口放入,接着在募捐箱上类似于漏斗形的部位（如图丙所示，。点为漏斗形口的圆心）滑动很多圈之后从中间的小孔掉入募捐箱。如果硬币在不同位置的运动都可以看成匀速圆周运动,摩擦阻力忽略不计,则关于某一枚硬币通 过a、6两处时运动和受力情况的说法正确的是（）投币口 4-滚动的 _ _ _ _ _ _ _ _.甲 乙 丙A.在a、6两处做圆周运动的圆心都为。点B.向心力的大小凡=兄C.角速度的大小3 3卜D.向心加速度的大小aa/2 N,选 D。导师点睛解答火车转弯问题的两个
10、要点 轨 道平面及合外力的方向:火车转弯的圆周平面是水平面，火车的向心力即合外力沿水平面指向圆心。规定速度的唯一性:火车轨道转弯处的规定速率一旦确定则是唯一的,火车只有按规定的速率转弯，内、外轨才不受火车轮缘的挤压作用。4 .D如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、牵引力、摩擦力，故 A错误;如果弯道是水平的，则由摩擦力的侧向分力提供汽车转弯所需向心力,汽车速度越大，所需要的向心力越大,当需要的向心力大于摩擦力的侧向分力时，汽车做离心运动，所 以“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应为让车速小一点，防止汽车发生侧滑而做离心运动，故 B错误;如果弯道是倾斜的，为了防止汽车侧
11、滑，应让汽车所受重力和支持力的合力可以提供向心力，向心力指向圆心，所以道路应为外（西南）高内（东北）低，故 C错误,D正确。导师点睛高速公路的弯道处常设计成外高内低，使重力和支持力的合力能提供车辆转弯时的向心力，在安全的范围内提高车辆转弯时的速度。25 .B在飞机经过最低点时，对飞行员进行受力分析，在竖直方向上由牛顿第二定律有F N-m g=?7,其中尺二5 吆,解得v=1 00 m/s,选 B o6.B在6、d处，卡车做圆周运动,加速度方向竖直向上，卡车处于超重状态，地面对卡车的支持力大于其重力;在4、C处，卡车做圆周运动,加速度方向竖直向下，卡车处于失重状态，地面对卡车的支持力小于其2重力
12、;在爪d处,根 据 牛 顿 第 二 定 律 有 可 知 半 径 越 小，尸N越大，越容易爆胎，故选B。7.答案 7.5 x 1 0 3 N,方向竖直向下(2)2 0 m/s2解析 设桥面对汽车的支持力为N,根据牛顿第二定律有m g-N*解得 N=7.5X1()3N由牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力的大小为7.5 x 1 0 3 N,方向竖直向下。汽车刚好在该拱桥最高点腾空时桥面的支持力为。，有，咫=吟解得 vi=ygr-20 m/s8 .AC失重是指物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象，在太空中，物体的重力并没有消失，太空中的航天员仍受重力的作用，且所受重力等于其做匀
13、速圆周运动所需的向心力，故A、C正确,D错误;航天员随飞船做匀速圆周运动，处于非平衡状态，故B错误。易错分析失重不能理解为不受重力作用，否则易错选D项。飞船内的任何物体都处于完全失重状态，是由于受到重力作用才使飞船连同其中的航天员能环绕地球匀速转动。9 .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,A不符合题意;水杯中的水处于完全失重状态，不会因重力而流入嘴中,B不符合题意;沙子和水均处于完全失重状态，不能通过沉淀法将水和沙子分离,C不符合题意;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,D符合题意。1 0 .D当绳子突然断裂
14、后，小球不再受绳子的拉力,在水平方向所受合外力为零，将沿切线方向做匀速直线运动，即做离心运动，选D。H.D链球运动员使链球高速旋转后松手，向心力突然消失,链球沿切线方向飞此属于离心现象，故A不符合题意;汽车转弯速度过大时，放在座位上的物品所受摩擦力不足以提供向心力，被甩出座位，属于离心现象，故B不符合题意;下雨用伞后，收伞时将雨伞旋转几圈，雨滴做离心运动被从伞上甩掉，属于离心现象 故C不符合题意;汽车突然加速时，人向后倾,这是因为惯性，不是离心现象故D符合题意。能力提升练1.B C根据公式为=苏 可知C物体的向心加速度最大，选项A错误;向心力由静摩擦力提供，有R=4=加(02乙可知8物体受到的
15、静摩擦力最小，选项B正确;当物体与圆台间的静摩擦力达到最大静摩擦力时，物体相对圆台恰好不滑动，有机炉加苏厂,可得切=旧，由于C到轴的距离最大,A、8到轴的距离相等，所以当转速增加时，角速度增大,C先滑动，然后A、8 一起滑动，选项C正确,D错误。2.B由图可以看出三种赛车行驶线路过弯时的位移不同，故A错误;乙赛车线路的半径最大，根据2易知，为获得更大的过弯速度，应选择乙赛车线路，故B正确;赛车手过弯时有被向外甩的趋势，故赛车手过弯时受到的合力指向弯道内侧，故C错误;因赛车过弯时的最大摩擦力大小相同,故三条赛车线路的最大向心加速度大小相等，方向始终指向线路的圆心，故D错误。23.B火车以规定的速
16、度转弯时，靠重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有mg fan族2._解 得 片 嵩 炳 石 瓦可知规定的行驶速度与质量无关，故A、D错误;当火车速率大于v时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此时轮缘挤压外轨，故C错误,B正确。4.D在运动过程中，硬币做圆周运动的圆心应该在轨迹平面内且在过漏斗口圆心。点的竖直轴上，选项A错误;设“、6所在弧在a、b两点的切线与水平方向的夹角分别为a、4,根据力的合成可得硬币通过a处时向心力Fu=tng tan a,硬币通过b处时向心力Fb=mg tan夕，而a夕，故向心力的大小&五物选项B错误;由F-mror可得&)=因为F0Fb、所以皿助选项C
17、错误;由于凡 五 加根据F-ma可知向心加速度的大小&俏,选项D正确。25.A D物体在最高点，物体可能受半球的支持力，根据牛顿第二定律得/咫-尺=，*,解得尺=0,可知物体立即离开半球做平抛运动,则物体到达地面之前只受重力作用，故A正确,B错误;根据R=会产得二 后，则物体的水平位移x=v“=回 写=&R,故C错误,D正确。2 _6.B甲图中，由吃知，当过山车以速度v=J证通过轨道最高点时，座椅对人无作用力，故A错误;在乙图中，因为人所受合力指向圆心，重力竖直向下,所以座椅一定给人向上的力，故B正确;在丙图中，对人 2由 牛 顿 第 二 定 律 有 则 座 椅 给 人 的 力 一 定 大 于 人 的 重 力，故C错误;在丁图中，由于过山车有安全锁，可知过山车在最高点的最小速度为零，故D错误。故选Bo7.A当汽车通过拱形桥顶点的速度为10 m/s时，由竖直方向上的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有mg/N=嗒;由于车对桥顶的压力大小为车重的|,由牛顿第三定律可知桥顶对车的支持力尺=等，解得拱形桥半径/?=40 m。当汽车通过拱形桥顶点的速度为20 m/s时，恰好是汽车的重力提供圆周运动的向心力，汽车与拱形桥之间无压力，说明此时汽车离开拱形桥顶端后将做平抛运动，由平抛运动规律有.盛=那，得x=40 m,根据几何关系，落地点到拱形桥圆心的距离为s/+(2=20乃m,选A。