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1、 试卷第 1页，总 24页 高中物理必修二第 6 章 圆周运动练习题含答案 学校：_ 班级：_ 姓名：_ 考号：_ 1.某活动中有个游戏节目，在水平地面上画一个大圆，甲、乙两位同学（图中用两个点表示）分别站在圆周上两个位置，两位置的连线为圆的一条直径，如图所示，随着哨声响起，他们同时开始按图示方向沿圆周追赶对方若甲、乙做匀速圆周运动的速度大小分别为 1和 2，经时间 乙第一次追上甲，则该圆的直径为（）A.(21)B.2(21)C.(1+2)D.2(1+2)2.如图所示，光滑水平面上，小球在绳拉力作用下做匀速圆周运动，若小球运动到 点时，绳突然断裂，小球将（）A.将沿轨迹 做离心运动 B.将沿轨
2、迹 做离心运动 C.将沿轨迹 做离心运动 D.将沿轨迹 做离心运动 3.如图所示，用长为 的细绳拴着质量为 的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（）A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为小球的重力 B.小球在最高点时绳子的拉力可能为零 C.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为零 D.小球过最低点时绳子的拉力一定等于小球重力 试卷第 2页，总 24页 4.如图所示，一个小球绕圆心 做匀速圆周运动，已知圆周半径为，该小球运动的角速度大小为，则它运动线速度的大小为（）A.B.C.2 D.2 5.关于做圆周运动的物体，下列说法中正确的是（）A.所受合力一定指向圆心
3、B.汽车通过凹形桥时处于超重状态 C.汽车水平路面转弯时由重力提供向心力 D.物体做离心运动是因为物体运动过慢 6.下列关于离心运动的说法错误的是（）A.汽车转弯时限制速度，铁路转弯处轨道的外轨高于内轨都是为了更好地做离心运动 B.脱水机的脱水原理是对离心原理的应用 C.游乐场中高速转动磨盘把人甩到边缘上去是属于离心现象 D.把低轨道卫星发射发射到高轨道上去，需要加速，是应用了离心原理 7.如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体 和，它们与盘面间的动摩擦因数相同当匀速转动的圆盘转速恰为两物体刚好未发生滑动时的转速，烧断细绳，则两物体的运动情况将是（）A.
4、两物体沿切线方向滑动 B.两物体沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远 C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不发生滑动 D.物体 仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体 发生滑动，离圆盘圆心越来越远 8.如图所示，一偏心轮绕 点做匀速转动偏心轮边缘上、两点的（）试卷第 3页，总 24页 A.线速度大小相同 B.角速度大小相同 C.向心加速度大小相同 D.向心加速度方向相同 9.下列关于圆周运动的说法正确的是（）A.开普勒行星运动的公式32=，公式中的 值对所有行星和卫星都相等 B.做匀速圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心 C.在绕地做匀速圆周运动的航天飞机中，宇航员对座椅产生的压力大于自身重力 D.
5、相比较在弧形的桥底，汽车在弧形的桥顶行驶时，陈旧的车轮更不容易爆胎 10.甲、乙做匀速圆周运动的物体，它们的半径之比为 3:1，周期之比是 1:2，则（）A.甲与乙的线速度之比为 1:3 B.甲与乙的线速度之比为 6:1 C.甲与乙的角速度之比为 6:1 D.甲与乙的角速度之比为 1:2 11.请对下列实验探究与活动进行判断，说法正确的题后括号内打“”，错误的打“”（1）如图甲所示，在“研究滑动摩擦力的大小”的实验探究中，必须将长木板匀速拉出_（2）如图乙所示的实验探究中，只能得到平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，而不能得出水平方向的运动是匀速直线运动 _（3）如图丙所示，在“研究向心
6、力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验探究中，采取的主要物理方法是理想实验法 _ 试卷第 4页，总 24页 12.物体以 4/的速度在半径为 8 的水平圆周上运动，它的向心加速度是_/2，如果物体的质量是 5，则需要 _ 的向心力才能维持它在圆周上的运动 13.如图所示，、为啮合传动的两齿轮，已知=2，则、两轮边缘上两点角速度之比:=_，向心加速度之比:=_ 14.某中学的高一同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课外探究性的课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度自行车的结构如图所示，他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度经过骑行，他得到如下的数据：在时间 秒内
7、踏脚板转动的圈数为，那么脚踏板转动的角速度=_；为了推算自行车的骑行速度，这位同学还测量自行车的半径为，计算了牙盘的齿数为，飞轮齿数为，则自行车骑行速度的计算公式可用以上已知数据表示为=_ 15.一质点做半径为 1 的匀速圆周运动，在 1的时间内转过 30，则质点的角速度为_，线速度为 _，向心加速度为 _ 16.如图所示，在“用圆锥摆验证向心力表达式”的实验中，若测得小球质量为，圆半径为，小球到悬点大竖直高度为，则小球所受向心力大小为_ 17.汽车过平直桥、拱形桥、凹形桥，分别画出受力分析示意图并列出方程 拱形桥 凹形桥 受力示意图 _ _ 列方程 试卷第 5页，总 24页（不要求推导）_
8、_ 18.摩托车手在水平地面转弯时为了保证安全，将身体及车身倾斜，车轮与地面间的动摩擦因数为，车手与车身总质量为，转弯半径为 为不产生侧滑，转弯时速度应不大于 _；设转弯、不侧滑时的车速为，则地面受到摩托车的作用力大小为_ 19.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分，三个轮子的半径不一样，它们的边缘有三个点分别为、，如图所示，当自行车运动时、三点中角速度最小的是 _，向心加速度最大的是_ 20.某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合验证向心力表达式实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，实时测量角速度和向心力(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时
9、间，并由挡光杆的宽度、挡光杆通过光电门的时间、挡光杆做圆周运动的半径 自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为 _(2)图乙中取 两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线 对应的砝码质量 _（填“大于”或“小于”）曲线 对应的砝码质量 21.如图所示，竖直平面内粗糙水平轨道 与光滑半圆轨道 相切于 点，一质量1=1 的小滑块（视为质点）在水平向右的力 作用下，从 点以 0=0.5/的初速度滑向 点，当滑块 滑到 正中间时撤去力，滑块 运动到 点时与静止在 点的质量 2=2 的小滑块（视为质点）发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后小滑块 恰好能滑到半
10、圆轨道的最高点，并且从 点飞出后又恰好落到 的中点，小滑块 恰好也能回到 的中点已知半圆轨道半径=0.9，重力加速度=10/2，求：试卷第 6页，总 24页（1）与 碰撞前的瞬间，小滑块 的速度大小；（2）力 所做的功 22.如图所示，长为 的轻绳下端连着质量为 的小球，上端悬于天花板上。当把轻绳拉直时，小球静止于光滑的水平桌面上，轻绳与竖方向的夹角 60，重力加速度为 当小球以角速度 做圆周运动时，求轻绳对小球的拉力大小与桌面对小球的支持力大小 23.长=0.5 的轻杆，其一端连接着一个零件，的质量=2 现让 在竖直平面内绕 点做匀速圆周运动，如图所示在 通过最高点时，求下列两种情况下 对杆
11、的作用力（=10/2）：（1）的速率为 1/时，对杆的作用力为压力还是拉力，大小多少；（2）的速率为 4/时，对杆的作用力为压力还是拉力，大小多少 24.如图所示，长为 的轻质杆（质量不计），一端系一质量为 的小球（球可视为质点），绕杆的另一端 在竖直平面内做匀速圆周运动，若小球在最低点时，杆对球的拉力大小为 1.5，求：试卷第 7页，总 24页（1）小球经过最低点时的线速度大小？（2）小球以多大的线速度运动，通过最高处时杆对球不施力？（3）若以问（2）速度运动至最低点时，球对杆的力的大小？25.太极球是一种比较流行的健身器材如图所示，将球拍和太极球简化成平板和小球，健身者用平板托着质量=0.
12、5 的小球，使球在竖直面内与平板保持相对静止、做半径=0.2 的匀速圆周运动 为圆周的最高点，为最低点，、与圆心 等高当小球运动到、位置时，平板与水平方向的夹角=37重力加速度 取 10/2，sin37=0.6，cos37=0.8，不考虑空气阻力（1）若要保证小球在最高点不脱离平板，匀速圆周运动的速度至少多大？（2）若匀速圆周运动的速度=2/，在 点，平板对小球的支持力是多大？（3）若匀速圆周运动的速度=2/，在 点，求平板对小球的支持力和摩擦力大小 26.如图甲所示，一质量为 0.5 的小球，用长为 0.4 的轻绳拴着，在竖直平面内做圆周运动，重力加速度 取 10/2，求：（1）小球要做完整
13、的圆周运动，在最高点的速度至少为多大？（2）当小球在最高点的速度为 4/时，轻绳拉力多大？（3）若轻绳能承受的最大张力为 45，小球的速度不能超过多大？27.如图所示，长度为=1 的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为=1，小球半径不计，取 10/2，求：试卷第 8页，总 24页（1）小球通过最高点的速度大小为 4/时，小球对轻绳的拉力大小（2）若轻绳能承受的最大张力为 59，小球运动过程中速度的最大值 28.轻杆长=60，一端固定于转轴，另一端系一质量为=0.5 的小球，使小球在竖直平面内做圆周运动，重力加速度=10/2，求：（1）若小球在最低点速率=5/时，小球对杆的作用力；
14、（2）若小球刚好能做圆周运动，在最高点的速度为多大；（3）若小球经过最高点时受杆的作用力向上，则通过最高点的速率的范围 29.如图所示，医学上常用离心分离机加速血液的沉淀，其“下沉”的加速度可这样表示：=(10)2，而普通方法靠“重力沉淀”产生的加速度为=(10)，式子中 0，分别为液体密度和液体中固体颗粒的密度，表示试管中心到转轴的距离，为转轴角速度，由以上信息回答：（1）当满足什么条件时，“离心沉淀”比“重力沉淀”快？（2）若距离=0.2，离心机转速度=3000/min，求:(2 10=10/2)试卷第 9页，总 24页 30.随着我国的经济多年快速增长，道路交通和轨道交通等基础设施建设也
15、得到了快速发展图为防止列车在转弯处冲出铁轨，特把路基做成斜坡状，使内外轨产生一定高度差的示意图如果某一路段铁轨弯道处的圆弧半径为，内外轨道平面与水平面成 夹角，质量为 的火车经过此弯道时，试求：（1）列车对铁轨无侧向压力时的速度；（2）列车对铁轨侧向压力为 时的速度 31.(15分)如图，用一根结实的细绳拴住一个小物体，在足够大的，光滑水平桌面上抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，则：当你抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动时，作用在小物体的拉力 _ A.沿绳指向圆心 B.沿绳背向圆心 C.垂直于绳与运动方向相同 D.垂直于绳于运动方向相反 松手后，物体做 _ A.半径更大的圆周运动 B.半径更小的
16、圆周运动 C.平抛运动 D.直线运动 若小物体做圆周运动的半径为 0.4，质量为 0.3，每秒匀速转过 5转，则细绳的拉力为 _（结果用含有“”的式子表示）试卷第 10页，总 24页 参考答案与试题解析 高中物理必修二第 6 章 圆周运动练习题含答案 一、选择题（本题共计 10 小题，每题 3 分，共计 30 分）1.【答案】B【考点】匀速圆周运动【解析】.【解答】解：设圆的半径为，由题分析可知：2 1=，求得=(21)，则圆的直径2=2(21)，故 正确 故选：2.【答案】B【考点】离心现象【解析】小球在拉力 作用下绕圆心 做匀速圆周运动时，拉力等于向心力，拉力突然消失时，物体将沿切线方向飞
17、出【解答】解：小球在拉力 作用下绕圆心 做匀速圆周运动时，拉力等于向心力，当拉力 突然消失时，由于惯性，物体将沿切线 运动故 正确 故选：3.【答案】B【考点】竖直面内的圆周运动-轻绳模型【解析】对小球在不同位置时分析向心力的来源，利用牛顿第二定律列方程即可解答。【解答】解：小球在圆周最高点时，向心力可能等于重力也可能等于重力与绳子的拉力之和，取决于小球的瞬时速度的大小，故 错误；小球在圆周最高点时，满足一定的条件可以使绳子的拉力为零，此时重力恰好提供向心力，故 正确；小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则在最高点，重力提供向心力，则=2，解得=，故 错误；小球在圆周最低点时，具有竖直向上的向心加
18、速度，处于超重状态，拉力一定大于重力，故 错误 试卷第 11页，总 24页 故选 4.【答案】A【考点】线速度、角速度和周期、转速【解析】已知小球做匀速圆周运动，知道了小球的圆周运动半径 和角速度，即可求出线速度【解答】解：、：小球的半径 和和角速度 为已知，小球的线速度大小为：=那么，选项 正确，选项、错误 故选：5.【答案】B【考点】匀速圆周运动【解析】只有做匀速圆周运动的物体，所受合外力提供向心力，当加速度方向向上时，物体处于超重状态，当所提供的力小于向心力时，物体做离心运动【解答】解：、只有做匀速圆周运动的物体，所受合外力提供向心力，合外力才指向圆心，故 错误；、汽车通过凹形桥时，重力
19、和支持力的合力提供向心力，方向向上，所以加速度方向向上，处于超重状态，故 正确；、汽车水平路面转弯时由静摩擦力提供向心力，故 错误；、当所提供的力小于向心力时，物体做离心运动，与运动速度大小无关，故 错误 故选：6.【答案】A【考点】离心现象【解析】当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动【解答】解：当外界提供的向心力突然消失时，或者当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动；、转弯时限制速度，铁路转弯处轨道的外轨高于内轨都是为了更好地防止做离心运动故 错误、水滴依附的附着
20、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，脱水机的脱水原理是对离心原理的应用，故 正确、高速转动磨盘把人甩到边缘上去是属于离心现象故 正确、低轨道卫星发射发射到高轨道上去，需要加速，是应用了离心原理，需要的向心力大于提供的向心力故 正确 试卷第 12页，总 24页 本题选择错误，故选：7.【答案】D【考点】向心力【解析】本题考查圆周运动【解答】解：由题图知，物体 做匀速圆周运动的半径大于物体 做匀速圆周运动的半径，因为两物体的质量相等、角速度相同，物体 的向心力大于物体 的向心力，故当物体 刚要发生滑动时，物体 所受的摩擦力为最大静摩擦力，物体 所受的摩擦力小于最大
21、静摩擦力，当物体 刚要发生滑动时，物体 做匀速圆周运动的向心力由细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供，所以烧断细线后，物体 所受的最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，相对圆盘发生滑动而做离心运动，而物体 所需要的向心力小于最大静摩擦力，所以物体 相对圆盘静止，选项 错误，正确 故选 8.【答案】B【考点】向心加速度 线速度、角速度和周期、转速【解析】该题是同轴转动问题，在转盘上各处的角速度相等，利用向心加速度表达式以及角速度和线速度关系进行求解【解答】解：、偏心轮上各处角速度相等，由=可知半径不同点，线速度不同，故 错误；、同一偏心轮上各处角速度相同，故 正确；、根据公式=2
22、，向心加速度与到转动轴 的距离成正比，半径不同的点，向心加速度不相等故 错误；、向心加速度的方向始终指向圆心，所以、两点向心加速度的方向不同，故 错误；故选：9.【答案】B【考点】向心力 匀速圆周运动【解析】开普勒行星运动的公式32=，公式中的 值对于同一个中心天体是相同的；匀速圆周运动的加速度方向一定指向圆心；绕地球做匀速圆周运动的航天飞机里物体处于完全失重状态；根据牛顿第二定律分析支持力的大小，判断哪处容易爆胎 试卷第 13页，总 24页【解答】解：开普勒行星运动的公式32=，公式中的 值对于同一个中心天体是相同的，故 错误 做匀速圆周运动的物体，加速度方向一定指向圆心，故 正确 在绕地做
23、匀速圆周运动的航天飞机中，宇航员处于完全失重状态，对座椅的压力为零，故 错误 汽车驶过拱形桥顶端时有竖直向下的加速度，处于失重状态，汽车驶过凹形桥最低点时驾驶员加速度方向向上，故人处于超重状态，故在凹形路面更容易爆胎，故 错误 故选：10.【答案】B【考点】线速度、角速度和周期、转速 匀速圆周运动【解析】根据线速度和角速度的公式，分别表示出甲乙的线速度和角速度，再根据题中给的条件即可求得线速度、角速度之间的关系【解答】解：由=2可知，甲=2甲甲，乙=2乙乙，又知道它们的半径之比为 3:1，周期之比是 1:2，代入数据可以解得甲与乙的线速度之比为 6:1，所以 错误，选项 正确 由=2可知，角速
24、度与周期是成反比的，由于周期之比是 1:2，所以角速度之比为 2:1，所以 错误 故选 二、填空题（本题共计 10 小题，每题 3 分，共计 30 分）11.【答案】（1）；（2）；(3)【考点】探究影响摩擦力的大小的因素 决定向心力大小的因素【解析】（1）在该实验探究中，只要将长木板拉出即可；（2）用小锤击打弹性金属片后，绿球做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，红同时开始做自由落体运动，同时落地高度相等，平抛运动的时间相等，打击速度不同，平抛的水平位移不同，红球的落地点可能不同（3）在本实验探究中，采用的主要物理方法是控制变量法【解答】解：（1）在该实验探究中，只要将长木板拉出即可，
25、因为滑动摩擦力与运动状态无关；故（1）错误（2）用小锤击打弹性金属片后，绿球做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，试卷第 14页，总 24页 红球同时开始做自由落体运动，运动时间相同，则两球同时落地 高度相等，由=2可知平抛运动的时间相等打击速度 0不同，=0平抛的水平位移不同绿球的落地点可能不同故（2）正确（3）在实验探究中，采用的主要物理方法是控制变量法，故（3）错误 12.【答案】2,10【考点】向心力 向心加速度【解析】根据=2求解向心加速度，根据=2求解向心力【解答】解：根据=2可知，向心加速度=168=2/2，如果物体的质量是 5，则向心力=2=5 2=10 故答案为：2；1
26、0 13.【答案】1:2,1:2【考点】向心加速度 线速度、角速度和周期、转速【解析】咬后的两齿轮有两轮边缘上线速度大小相等，根据线速度大小相等和各物理量的关系求解即可【解答】解：根据题意有两轮边缘上的线速度大小相等，即有=即：=解得：:=:=1:2，由=，可知：向心加速度之比:=1:2 故答案为：1:2；1:2 14.【答案】2,2【考点】线速度、角速度和周期、转速 试卷第 15页，总 24页【解析】根据角速度=2 即可计算角速度；踏脚板与牙盘共轴，所以角速度相等，飞轮与牙盘通过链条链接，所以线速度相等，通过测量牙盘的齿轮数、飞轮的齿轮数、求出飞轮的角速度 与牙盘角速度 的关系，再测量自行车
27、后轮的半径，根据=即可计算自行车骑行速度【解答】解：根据角速度=2 得：=2；踏脚板与牙盘共轴，所以角速度相等，飞轮与牙盘通过链条链接，所以线速度相等；设飞轮的角速度为，测量出牙盘的齿轮数为、飞轮的齿轮数为，则=，再测量自行车后轮的半径，根据=得：=2 故答案为：2；2 15.【答案】6/,6/,236/2【考点】向心加速度 线速度、角速度和周期、转速【解析】本题比较简单，直接根据向心加速度的定义以及角速度、线速度、周期之间的关系可以正确解答本题【解答】解：角速度：=61=6/；线速度：=16/=6/；向心加速度：=66/2=236/2 故答案为：6/，6/，236/2 16.【答案】【考点】
28、决定向心力大小的因素【解析】对小球受力分析，抓住合力提供向心力，根据平行四边形定则求出合力的大小 试卷第 16页，总 24页【解答】解：向心力为拉力和重力的合力提供，有：向=合=tan 其中 tan=解得：向=故答案为：17.【答案】,=2,=2【考点】向心力【解析】汽车做圆周运动，经过最高点和最低点时，对汽车受力分析，合力提供向心力，根据向心力公式列式即可【解答】解：汽车做圆周运动，经过最高点和最低点时，合力提供向心力，对汽车受力分析，如图所示：拱形桥：根据向心力公式得：=2 凹形桥：试卷第 17页，总 24页 根据向心力公式得：=2 故答案为：图像如图所示，=2；=2 18.【答案】,()
29、2+(2)2【考点】水平面内的圆周运动-摩擦力【解析】摩托车在水平地面上拐弯时，靠静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求出转弯时的最大速度地面对车有支持力和摩擦力，根据平行四边形定则求出地面受到摩托车的作用力大小【解答】解：根据牛顿第二定律得，=2得，=此时地面受到摩托车的压力为，静摩擦力为 2，根据平行四边形定则知，地面受到摩托车的作用力大小为()2+(2)2 19.【答案】,【考点】线速度、角速度和周期、转速 向心加速度【解析】自行车的链条不打滑，与 的线速度大小相等，与 绕同一转轴转动，角速度相等由=研究 与 角速度的关系由向心加速度公式=2=2，分别研究 与 和 与 的向心加速度的关系
30、【解答】解：自行车的链条不打滑，与 的线速度大小相等，由=可知，线速度与半径成反比，则 的角速度小于 的角速度 与 绕同一转轴转动，角速度相等故、三点中角速度最小的是 对于、，线速度大小相等，由公式=2可知，向心加速度与半径成反比，则 的向心加速度小于 的向心加速度对于、，角速度相同，由公式=2 得，向心加速度与半径成正比，则 的向心加速度大于 的向心加速度故、三点中向心加速度最大的是 故本题答案是：，20.【答案】试卷第 18页，总 24页（1）；(2)小于(2)小于【考点】决定向心力大小的因素 向心加速度【解析】(1)根据挡光片的挡光宽度及挡光片经过光电门时的遮光时间可以算出挡光片的线速度
31、，再根据=即可求解；(2)根据牛顿第二定律和图中抛物线说明在半径相同的情况下，2【解答】解：(1)物体转动的线速度=，由=解得：=(2)图中抛物线说明：向心力 和 2成正比，若保持角速度和半径都不变，则质点做圆周运动的向心加速度不变，由牛顿第二定律：=可知，质量大的物体需要的向心力大，所以曲线 对应的砝码质量 小于 曲线 对应的砝码质量，然后再结合 图像中的数据判断是否满足：在半径相同的情况下，2 故答案为：（1）(2)小于 三、解答题（本题共计 10 小题，每题 10 分，共计 100 分）21.【答案】（1）与 碰撞前的瞬间，小滑块 的速度大小为 4.5 5/；（2）力 所做的功为 61.
32、75【考点】动能定理的应用 竖直面内的圆周运动-弹力 平抛运动基本规律及推论的应用【解析】（1）先研究 离开 点做平抛运动的过程，由分位移公式求出 经过 点时的速度，再由动能定理求、碰完瞬间，的速度大小，由动量守恒求出、碰撞前瞬间的速度（2）从 到 的过程拉力与摩擦力做功，由动能定理，结合 返回 中点的过程列式，联立即可求得 做的功【解答】解：（1）滑块 经过 点时：22=2，可得：=3/，设 之间的距离为，从 点开始做平抛运动，则有：12=，试卷第 19页，总 24页 其中：2=122，可得：=0.6，=3.6，设、碰后 的速度为，从 到，根据动能定理得：22=12221222，解得：=3
33、5/，、碰撞过程，取向右为正方向，与 碰撞前的瞬间，小滑块 的速度大小为 1，由动量守恒定律得：11=12+2，解得：1=4.5 5/，2=1.5 5/，负号表示方向向左（2）从 到，由动能定理得 1=1211212102，碰后 的速度为 2，对碰后 滑行的过程，由动能定理得：1 2=012122，解得：=61.75 22.【答案】轻绳对小球的拉力大小为，桌面对小球的支持力大小为 0.5【考点】水平面内的圆周运动-重力【解析】当球做圆锥摆运动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，由重力、水平面的支持力和绳子拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，采用正交分解法列方程求解绳子的张力和支持力，再由牛顿
34、第三定律求出桌面受到的压力。【解答】解：对小球受力分析，受到重力、支持力和绳子拉力，作出力图如图：根据牛顿第二定律得：sin60 2 sin60，+cos60，又=，解得：，0.5 23.【答案】（1）的速率为 1/，对杆的作用力为压力 16（2）的速率为 4/，对杆的作用力为拉力 44【考点】竖直面内的圆周运动-轻杆模型【解析】试卷第 20页，总 24页 小球在最高点受重力和杆子的作用力的合力提供向心力，假设杆子作用力表现为拉力，根据牛顿第二定律求出作用力的大小，若为正值，为拉力，若为负值，为支持力 根据向心力公式计算，在根据牛顿第三定律进行判断。【解答】解：（1）以 为研究对象，设其受到杆
35、的拉力为，则有：+=2 代入数据=1/，可得：=(2)=2(120.5 10)=16，即 受到杆的支持力为 16，根据牛顿第三定律可得 对杆的作用力为压力 16（2）由（1）公式，代入数据=4/，可得：=(2)=2(420.5 10)=44，即 受到杆的拉力为 44，根据牛顿第三定律可得 对杆的作用力为拉力 44 24.【答案】（1）小球经过最低点时的线速度为 2（2）小球以 的线速度运动，通过最高处时杆对球不施力（3）若以问（2）速度运动至最低点时，球对杆的力的大小为 2【考点】竖直面内的圆周运动-轻杆模型【解析】（1）小球通过最低点时，由重力和杆的拉力提供向心力，根据向心力公式在最低点列方
36、程可正确求解（2）根据最高点重力提供向心力可正确解答（3）在最低点，小球靠重力和杆的拉力提供向心力，结合牛顿第二定律求出拉力的大小【解答】（1）在最低点由牛顿第二定律得：=12，而且：=1.5，联立解得：1=2，故小球最低点时的线速度大小为：1=2（2）在最高点，只有重力提供向心力：=22，解得：2=，所以当小球以=的速度通过最高点时杆对球无作用力（3）小球通过最低点时，根据牛顿第二定律得，=2，解得=2，试卷第 21页，总 24页 根据牛顿第三定律知，小球对杆的拉力为 2 25.【答案】（1）若要保证小球在最高点不脱离平板，匀速圆周运动的速度至少为 2/（2）若匀速圆周运动的速度=2/，在
37、点，平板对小球的支持力是 15（3）若匀速圆周运动的速度=2/，在 点，平板对小球的支持力大小为 10、摩擦力的大小为 5【考点】竖直面内的圆周运动-弹力【解析】1 2 3【解答】解：（1）若要保证小球在最高点不脱离平板，则=02，可得 0=2/（2）若匀速圆周运动的速度=2/，在 点平板对小球的支持力，由合外力提供向心力可得 1=2，可得 1=15（3）若匀速圆周运动的速度=2/，在 点，设静摩擦力方向沿板向上，由合外力提供向心力可得：sin cos=2，cos+sin=，可得=10，=5，所以，在 点，弹力大小为 10、静摩擦力的方向应沿板向下，大小为 5 26.【答案】（1）小球要做完整
38、的圆周运动，在最高点的速度至少为 2/；（2）当小球在最高点的速度为 4/时，轻绳拉力为 15；（3）若轻绳能承受的最大张力为 45，小球的速度不能超过 4 2/【考点】竖直面内的圆周运动-轻绳模型【解析】试卷第 22页，总 24页（1）小球在最高点的临界情况是绳子的拉力恰好为零，重力提供向心力，结合牛顿第二定律求出最高点的最小速度。（2）根据最高点的速度，结合牛顿第二定律求出轻绳的拉力。（3）小球在最低点拉力最大，结合牛顿第二定律求出小球的最大速度。【解答】解：（1）在最高点，根据=12得，1=10 0.4/2/（2）在最高点，根据牛顿第二定律得，+=22，解得=22=15（3）小球在最低点
39、拉力最大，根据=32得，小球在最低点的最大速度 3=()=4 2/27.【答案】（1）小球通过最高点的速度大小为 4/时，小球对轻绳的拉力大小为 6（2）若轻绳能承受的最大张力为 59，小球运动过程中速度的最大值为 7/【考点】竖直面内的圆周运动-轻绳模型【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）小球在最高点由牛顿第二定律得+1=12，1=6，由牛顿第三定律可得小球对轻绳的拉力大小 1=1=6（2）分析可知小球通过最低点时绳张力最大，在最低点由牛顿第二定律得：2=22，将 2=59 代入解得 2=7/28.【答案】（1）小球对杆的作用力大小是 25.8，方向向下；（2）若小球刚好能做圆周运动，在最
40、高点的速度为 0；（3）若小球经过最高点时受杆的作用力向上，则通过最高点的速率的范围是 0 6/【考点】竖直面内的圆周运动-轻杆模型 向心力【解析】（1）当最高点的速度为 5/时，根据牛顿第二定律求出杆对小球的作用力大小 试卷第 23页，总 24页（2）当小球刚好做圆周运动，最高点的临界速度为零（3）分情况讨论【解答】解：（1）当最低点速度为=5/时，根据牛顿第二定律得，=2，解得=25.8，根据牛顿第三定律得小球对杆的作用力大小是 25.8，方向向下（2）小球刚好能做圆周运动，在最高点时转轴的支持力大小等于球的重力，速度为 0（3）当=6/，重力完全提供向心力，杆的作用力为零，6/，向，杆的
41、作用力方向向下，6/，向，杆的作用力方向向上，所以若小球经过最高点时受杆的作用力向上，则通过最高点的速率的范围是 0，离心沉淀就比重力沉淀快（2）:的比值为 2000【考点】离心现象【解析】（1）结合离心下沉加速度表达式和靠重力沉淀的加速度表达式，得出，“离心沉淀”比“重力沉淀”快的条件（2）根据转速的大小得出角速度的大小，从而得出两个加速度的比值【解答】解：（1）比较两个加速度 和 可知：只要 2，即，离心沉淀就比重力沉淀快（2）由角速度=2=2 300060/=100/取=9.8/2，则=2=0.2(100)29.8 2000 可见离心沉淀比重力沉淀快得多 答：（1）当，离心沉淀就比重力沉
42、淀快（2）:的比值为 2000 30.【答案】（1）列车对铁轨无侧向压力时的速度为 tan；（2）列车对铁轨侧向压力为 时的速度为+tan 或 tan 试卷第 24页，总 24页【考点】向心力【解析】（1）通过受力分析，找出向心力，根据牛顿第二定律求得速度；（2）产生侧压力，可能是内轨道，也可能是对外轨道，故分情况利用牛顿第二定律求得速度【解答】解：（1）根据牛顿第二定律可知 tan=2，解得：=tan（2）当产生侧向压力时，既可以是对外轨，也可以是对内轨产生侧向压力，故当对外轨产生侧向压力时，有牛顿第二定律可知：+tan=2，解得：=+tan 但对内轨产生侧压力时，有牛顿第二定律可知：tan
43、=2，解得=tan 答：（1）列车对铁轨无侧向压力时的速度为 tan；（2）列车对铁轨侧向压力为 时的速度为+tan 或 tan 四、实验探究题（本题共计 1 小题，共计 15 分）31.【答案】A D 122【考点】向心力 匀速圆周运动【解析】物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，方向始终指向圆心，一切物体在没有受到任何力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，根据向心力公式求解绳子的拉力【解答】解：小物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，对物体进行受力分析可知，绳子的拉力提供向心力，所以绳子作用在小物体的拉力沿绳指向圆心，故 正确 故选 松手后，物体在水平方向将不受力的作用，所以将保持松手时的速度做匀速直线运动，故 正确 故选：根据向心力公式得：2 0.3(5 2)2 0.4 122