27.如右图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是( )A.小球通过最高点时的最小速度vmin=B.
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第一篇:《必修2第二章 l圆周运动课时作业》
必修2第二章 第一课时作业
一.选择题
1.匀速圆周运动属于( )
苗族的风俗是什么A.匀速运动 B.匀加速运动 C.加速度不变的曲线运动 D.加速度变化的曲线运动 2.一个环绕中心线AB以一定的角速度转动,P、Q为环上两点,位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.P、Q两点的角速度相等 B.P、Q两点的线速度相等 C.P、Q两点的角速度之比为3∶1 D.P、Q两点的线速度之比为3∶1
3. 如图所示,两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点,并在同一水平面内做匀速圆周运动,则它们的 ( )
A.周期相同
B.线速度的大小相等 C.角速度的大小相等 D.向心加速度的大小相等
4.如图所示,质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动.圆环半径为R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环,则其通过最高点时( )
A.小球对圆环的压力大小等于mg B.小球受到的向心力等于0 C.小球的线速度大小等于gR D.小球的向心加速度大小等于g
5.全国铁路大面积提速后,京哈、京沪、京广、胶济等提速干线的部分区段时速可达300公里,我们从济南到青岛乘“和谐号”列车就可以体验时速300公里的追风感觉.火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆周运动,火车速度提高会使外轨受损.为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题,以下措施可行的是( )
A.适当减小内外轨的高度差 B.适当增加内外轨的高度差 C.适当减小弯道半径 D.适当增大弯道半径 6.“天宫一号”目标飞行器经过我国科技工作者的不懈努力,终于在2011年9月29日晚21点16分发射升空.等待与神舟八号、九号、十号飞船对接.“天宫一号”在空中运行时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小,在此过程中“天宫一号”所受合力可能是下图中的 ( )
7.如图所示,在匀速转动的水平盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们与盘间的动摩擦因数相同,当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时,烧断细线,则( )
A.两物体均沿切线方向滑动
B.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,同时所受摩擦力减小 C.两物体仍随圆盘童年趣事作文一起做匀速圆周运动,不会发生滑动
D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远 8.甲、乙两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧测力计做圆周运动.已知M甲=80 kg,M乙=40 kg,两人相距0.9 m,弹簧测力计的示数为96 N,下列判断中正确的是( )
A.两人的线速度相同,约为40 m/s B.两人的角速度相同,为2 rad/s
C.两人的运动半径相同,都是0.45 m D.两人的运动半径不同,甲为0.3 m,乙为0.6 m
9.如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,管道内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法中正确的是( )
A.小球通过最高点时的最小速度
B.小球通过最高点时的最小速度vmin=0
C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球一定无作用力 D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力
10.质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变,那么( )
A.因为速率不变,所以木块的加速度为零 B.木块下滑过程中所受的合外力越来越大 C.木块下滑过程中所受的摩擦力大小不变
D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心
11.如图所示,一质点沿螺旋线自外向内运动,已知其走过的弧长s与运动时间t成正比,关于该质点的运动,下列说法正确的是( )
A.小球运动的线速度越来越大 B.小球运动的加速度越来越小 C.小球运动的角速度越来越大 D.小球所受的合外力越来越大
12.如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时,拉力F发生变化,关于小球运动情况的说法正确的是( )
A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动 B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动 C.若拉力突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动 D.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pc运动
13.质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上,杆端套有一个质量为m的小球,今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动,角速度为ω,如图所示,则杆的上端受到的作用力大小为(
)
A.mω2R
D.不能确定27.如右图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是( )A.小球通过最高点时的最小速度vmin=B.小球通过最高点时的最。
感恩的名人名言14.如图是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮,Ⅱ是半径为r2的小齿轮,Ⅲ是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n,则自行车前进的速度为( )
A.
nr1r3
r B.
nr2r3
2r 1
C.2nr1r3
r
D.
2nr2r3
2
r 1
15.2011年1月11日,我国“歼20”在成都实现首飞,历时18分钟,这标志着我国隐形战斗机的研制已达到新的水平。如图所示,“歼20”在竖直平面内做横“8”字形飞行表演,其飞行轨迹1→2→3→4→5→6→1,如果飞机的轨迹可以视为两个相切的等圆,且飞行速率恒定,在A、B、C、D四个位置时飞行座椅或保险带对飞行员的作用力分别为FNA、FNB、FNC、FND,那么以下关于这四个力的大小关系说法正确的是( )
A.FNA=FNB<FNC=FND B.FNA=FNB>FNC=FND C.FNC>FNA=FNB>FND D.FND>FNA=FNB>FNC
16.如图所示,用一连接体一端与一小球相连,绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动,设轨道半径为r,图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点,则以下说法正确的是( )
A.若连接体是轻质细绳时,小球到达P点的速度可以为零 B.若连接体是轻质细杆时,小球到达P点的速度可以为零
C.若连接体是轻质细绳时,小球在P点受到细绳的拉力不可能为零 D.若连接体是轻质细杆时,小球在P点受到细杆的作用力为拉力,在Q点受到细杆的作用力为推力
17.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点,如图所示,当轻质木架绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时木架停止转动,则下列说法不正确的是( )
A.小球仍在水平面内做匀速圆周运动
B.在绳b被烧断瞬间,绳a中张力突然增大
C.若角速度ω较小,小球可在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动
D.若角速度ω较大,小球可在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动 二.计算题
18.某实验中学的学习小组在进行科学探测时,一位同学利用绳索顺利跨越了一道山涧,他先用绳索做了一个单摆(秋千),通过摆动,使自身获得足够速度后再平抛到山涧对面,如图所示,若他的质量是M,所用绳长为L,在摆到最低点B处时的速度为v,离地高度为h,当地重力加速度为g,则:
(1)他用的绳子能承受的最大拉力应不小于多少? (2)这道山涧的宽度应不超过多大?
19.如图所示,一根长0.1 m的细线,一端系着一个质量为0.18 kg的小球,拉住线的另一端,使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,使小球的转速很缓慢地增加,当小球的转速增加到开始时转速的3倍时,细线断开,线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大40 N,求:
(1)线断开前的瞬间,线受到的拉力大小; (2)线断开的瞬间,小球运动的线速度大小;
(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边缘的夹角为60°,桌面高出地面 0.8 m,求小球飞出后的落地点距桌边缘的水平距离.
20.如图所示,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知水平地面上的C点位于O点正下方,且到O点的距离为1.9L。不计空气阻力。
(1)求小球通过最高点A时的速度vA;
(2)若小球通过最低点B时,细线对小球的拉力FT恰好为小球重力的6倍,且小球经过B点的瞬间让细线断裂,求小球落地点到C点的距离。
21.如图所示,一根长0.1 m 的细线,一端系着一个质量为0.18 kg的小球,拉住线的另一端,使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,使小球的转速很缓慢地增加,当小球的转速增加到开始时转速的3倍时,细线断开,线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大 40 N,求:
(1)线断开前的瞬间,线受到的拉力大小; (2)线断开的瞬间,小球运动的线速度大小;
(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边缘的夹角为60°,桌面高出地面0.8 m,求小球飞出后的落地点距桌边缘的水平距离。
必修2第六章 第一课时作业答案解析
1.D【解析】线速度是矢量,在匀速圆周运动中,线速度大小不变,但方向不断变化,所以匀速圆周运动是一个变速曲线运动或者称为速率一定的曲线运动,由于其加速度为向心加速度,方向始终指向圆心,因此加速度方向也不断发生变化,所以选项D正确.
2.AD【解析】P、Q两点的角速度相等,半径之比RP∶RQ=Rsin 60°∶(Rsin 30°)=3∶1,由v=ωR可得vp∶vQ=RP∶RQ=3∶1.
rv2gg2π22
3.AC【解析】设圆锥摆的高为h,则mg=mmωr=mr=ma,故v=r ω= ,
10.【解析】选D。由于木块沿圆弧下滑速率不变,故木块做匀速圆周运动,存在向心加速度,选项A
v2
错误;由牛顿第二定律得:F合manm,而v的大小不变,故合外力的大小不变,选项B错误;
R
由于木块在滑动过程中与接触面的正压力是变化的,故滑动摩擦力在变化,选项C错误;木块在下滑过程中,速度的大小不变,所以向心加速度的大小不变,方向始终指向圆心,选项D正确。
11.【解析】选C、D。由于质点走过的弧长s与运动时间t成正比,质点运动的线速度大小不变,选项
hr
T
hh
T=2πhr
g,ah
.因两圆锥摆的h相同,而r不同,故两小球运动的线速度不同,角速度的大小相等,周期相同,向心加速度不同.
4.CD【解析】小球在最高点时刚好不脱离圆环,则圆环刚好对小球没有作用力,小球只受重力,重力竖直向下提供向心力,根据牛顿第二定律得小球的向心加速度大小为a=
mg
m
=g,再根据圆周运动规av2
律得R
=g,解得v=gR(竖直平面内圆周运动的绳模型).
5.BD【解析】设火车轨道平面的倾角为α时,火车转弯时内、外轨均不受损,根据牛顿第二定律
有mgtan α=mv2
r
,解得v=grtan α,所以为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题,可行的措施是
适当增加内外轨的高度差(即适当增大角α)和适当增大弯道半径r.
6.C 【解析】
7.B、D.【解析】当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时,A物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动,所以烧断细线后,A所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力,A要发生相对滑动,但是B仍保持相对圆盘静止状态,故A、C选项错误,D选项正确;而且由于没有了细线的拉力,B受静摩擦力减小,B选项正确.
8.B、D【解析】两人旋转一周的时间相同,故两人的角速度相同,两人做圆周运动所需的向心力相同,由F=mω2r可知,旋转半径满足:r甲∶r乙=M乙∶M甲=1∶2,又r甲+r乙=0.9 m,则r甲=0.3 m,r乙=0.6 m.两人的角速度相同,则v甲∶v乙=1∶2.由F=M甲ω2r甲可得ω=2 rad/s.故选项B、D正确.
9.B、C【解析】小球沿管上升到最高点的速度可以为零,故A错误,B正确;小球在水平线ab以下的管道中运动时,由外侧管壁对小球的作用力FN与球重力在背离圆心方向的分力Fmg的合力提供向
心力,即:,因此,外侧管壁一定对球有作用力,而内侧管壁无作用力,C正确;
小球在水平线ab以上的管道中运动时,小球受管壁的作用力与小球速度大小有关,D错误.
A错误;由于螺旋线的曲率半径r越来越小,由向心加速度公式a=v2
r
可知向心加速度越来越大,所受
合外力越来越大,选项B错误、D正确;由角速度公式ω=
v
r
可知角速度越来越大,选项C正确。 12.【解析】选A。若拉力突然消失,则小球沿着P点处的切线做匀速直线运动,选项A正确;若拉力突然变小,则小球做离心运动,但由于力与速度有一定的夹角,故小球做曲线运动,选项B、D错误;若拉力突然变大,则小球做近心运动,不会沿轨迹Pb做离心运动,选项C错误。 13.【解析】选C。小球受重力和杆的作用力如图所示。小球做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:F向=mω2
R,故
F
,选项C正确。
14.【解析】选C。前进速度即为Ⅲ轮的线速度,由同一个轮上的角速度相等,同一皮带传动的两轮边缘的线速度相等可得ω1r1=ω2r2,ω3=ω2,再有ω1=2πn,v=ω3r3,所以v=
2nr1r3
r,选项C正确。 2
15.【解析】选A。飞机在A点和B点时受力情况相同,即FNA=FNB,在A点对飞行员由牛顿第二定律得
+mg=mv2r,解得Fv2
FNANA=mr-mg;飞机在C点和D点时受力情况相同,即FNC=FND,在C点对飞行员由
v2v2
牛顿第二定律得FNC-mg=mr,解得FNC=mr
+mg,故FNA=FNB<FNC=FND,选项A正确。
16.【解析】选
BA、C错误;若连接体是轻质细杆,小球刚好到达P点的速度为零,选项B正确;如果小球在最高点
P27.如右图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是( )A.小球通过最高点时的最小速度vmin=B.小球通过最高点时的最。
推力,小球在最低点Q时受到细杆的拉力作用,选项D错误。
17.【解析】选A。绳b被烧断前,竖直方向合力为零,即Fa=mg,烧断绳b后,因惯性,球要在竖直面
内做圆周运动,且Fv2
愚公移山读后感a′-mg=ml
,所以Fa′>Fa,选项A错误、B正确;当ω足够小时,小球不能摆过
AB所在高度,小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动,选项C正确;当ω足够大时,小球在竖直面内能通过AB上方最高点,从而做圆周运动,选项D正确。 二.计算题 18.(1)
(2)
【详解】(1)该同学在B处,由牛顿第二定律得: (2分) 解得:
(2分) 即他用的绳子能承受的最大拉力不小于
(2分)
(2)对该同学做平抛运动的过程由运动学公式得: 水平方向有:x=vt, (2分) 竖直方向有:. (2分) 联立解得:
(2分)
即这道山涧的宽度不超过 19(1)45 N
(2)5 m/s
(3)1.73 m
【详解】(1)线的拉力提供小球做圆周运动的向心力,设开始时角速度为ω0,向心力为F0,线断开的瞬间,角速度为ω,线的拉力为FT.
F20m0R ①(2分) FT=m2R
②(2分)
FT=292由①②得F0
=01
③(1分)
又因为FT=F0+40 N ④(2分) 由③④得FT=45 N
(1分)
(2)设线断开时小球的线速度大小为v,
Fmv2
v/s=5 m/由T=
27.如右图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是( )A.小球通过最高点时的最小速度vmin=B.小球通过最高点时的最由小学生作文网收集整理,转载请注明出处!
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