人教版高一物理物理必修第二册第6章 圆周运动含答案.docx
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人教版高一物理物理必修第二册第6章圆周运动含答案
2020春人教物理(新教材)必修第二册第6章圆周运动(含)答案
*新教材人教物理必修第二册第6章圆周运动*
1、(双选)火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°。
在此10s时间内,火车( )
A.运动路程为600mB.加速度为零
C.角速度约为1rad/sD.转弯半径约为3.4km
2、如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动,a和b是轮边缘上的两个点,则偏心轮转动过程中,a、b两点( )
A.角速度大小相同B.线速度大小相同
C.周期大小不同D.转速大小不同
3、(双选)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,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆,下列说法正确的是( )
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用
B.摆球受重力和拉力的作用
C.摆球运动周期为2π
D.摆球运动的转速为
sinθ
4、做匀速圆周运动的两物体甲和乙,它们的向心加速度分别为a1和a2,且a1>a2,下列判断正确的是( )
A.甲的线速度大于乙的线速度
B.甲的角速度比乙的角速度小
C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小
D.甲的速度方向比乙的速度方向变化快
5、(双选)变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度,如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则( )
A.该车可变换两种不同挡位
B.该车可变换四种不同挡位
C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA∶ωD=1∶4
D.当A轮与D轮组合时,两轮角速度之比ωA∶ωD=4∶1
6、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.mω2RB.
C.
D.不能确定
7、A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动,A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍,A的转速为30r/min,B的转速为15r/min.则两球的向心加速度之比为( )
A.1∶1 B.2∶1
C.4∶1D.8∶1
8、(双选)一辆卡车在水平路面上行驶,已知该车轮胎半径为R,轮胎转动的角速度为ω,关于各点的线速度大小,下列说法正确的是( )
A.相对于地面,轮胎与地面的接触点的速度为ωR
B.相对于地面,车轴的速度大小为ωR
C.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为ωR
D.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为2ωR
9、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做圆锥摆运动,如图所示,则关于两个圆锥摆的物理量相同的是( )
A.周期 B.线速度C.向心力D.绳的拉力
10、(双选)一个小球以大小为an=4m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径r=1m,则下列说法正确的是( )
A.小球运动的角速度为2rad/s
B.小球做圆周运动的周期为πs
C.小球在t=
s内通过的位移大小为
m
D.小球在πs内通过的路程为零
11、如图所示,当外界提供的向心力F=mrω2时,小球恰好在Ⅲ轨道上做匀速圆周运动.下列关于小球运动的说法中正确的是( )
A.当外界提供的向心力突然消失时,小球将沿Ⅰ轨道运动,这种运动不叫离心运动
B.当外界提供的向心力F>mrω2时,小球可能沿Ⅱ轨道做离心运动
C.当外界提供的向心力F D.只要外界提供的向心力F不等于mrω2时,小球就将沿Ⅱ轨道做离心运动 12、(实验题)如图所示,同学们分小组探究影响向心力大小的因素。 同学们用细绳系一纸杯(杯中有30mL的水)在空中甩动,使杯在水平面内做圆周运动,来感受向心力。 (1)则下列说法中正确的是________。 A.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将不变 B.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将增大 C.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变 D.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将增大 (2)如图甲,绳离杯心40cm处打一结点A,80cm处打一结点B,学习小组中一位同学用手表计时,另一位同学操作,其余同学记录实验数据: 操作一: 手握绳结A,使杯在水平方向每秒运动一周,体会向心力的大小。 操作二: 手握绳结B,使杯在水平方向每秒运动一周,体会向心力的大小。 操作三: 手握绳结A,使杯在水平方向每秒运动二周,体会向心力的大小。 操作四: 手握绳结A,再向杯中添加30mL的水,使杯在水平方向每秒运动一周,体会向心力的大小。 则: ①操作二与一相比较: 质量、角速度相同,向心力的大小与转动半径大小有关; 操作三与一相比较: 质量、半径相同,向心力的大小与角速度大小有关; 操作四与一相比较: ________相同,向心力大小与________有关; ②物理学中此种实验方法叫________法。 ③小组总结阶段,在空中甩动,使杯在水平面内做圆周运动的同学谈感受时说: “感觉手腕发酸,感觉力的方向不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力,跟书上说的不一样。 ”你认为该同学的说法是否正确,为什么? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 13、利用如图所示的方法测定细线的抗拉强度.在长为L的细线下端悬挂一个质量不计的小盒,小盒的左侧开一孔,一个金属小球从斜轨道上释放后,水平进入小盒内,与小盒一起向右摆动.现逐渐增大金属小球在轨道上释放时的高度,直至摆动时细线恰好被拉断,并测得此时金属小球与盒一起做平抛运动的竖直位移h和水平位移x,若小球质量为m,试求: (1)金属小球做平抛运动的初速度为多少? (2)该细线的抗拉断张力为多大? 2020春人教物理(新教材)必修第二册第6章圆周运动(含)答案 *新教材人教物理必修第二册第6章圆周运动* 1、(双选)火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°。 在此10s时间内,火车( ) A.运动路程为600mB.加速度为零 C.角速度约为1rad/sD.转弯半径约为3.4km 【解析】 在此10s时间内,火车运动路程s=vt=60×10m=600m,选项A正确;火车在弯道上运动,做曲线运动,一定有加速度,选项B错误;火车匀速转过10°,角速度ω= = rad/s= rad/s,选项C错误;由v=ωR,可得转弯半径R= = m≈3.4m,选项D正确。 【答案】 AD 2、如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动,a和b是轮边缘上的两个点,则偏心轮转动过程中,a、b两点( ) A.角速度大小相同 B.线速度大小相同 C.周期大小不同 D.转速大小不同 【答案】A [同轴转动,角速度大小相等,周期、转速都相等,选项A正确,C、D错误;角速度大小相等,但转动半径不同,根据v=ωr可知,线速度大小不同,选项B错误.] 3、(双选)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,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆,下列说法正确的是( ) A.摆球受重力、拉力和向心力的作用 B.摆球受重力和拉力的作用 C.摆球运动周期为2π D.摆球运动的转速为 sinθ 【答案】BC [摆球受重力和绳子拉力两个力的作用,设摆球做匀速圆周运动的周期为T,则: mgtanθ=m r,r=Lsinθ,则T=2π ,转速n= = · ,B、C正确,A、D错误.] 4、做匀速圆周运动的两物体甲和乙,它们的向心加速度分别为a1和a2,且a1>a2,下列判断正确的是( ) A.甲的线速度大于乙的线速度 B.甲的角速度比乙的角速度小 C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小 D.甲的速度方向比乙的速度方向变化快 【答案】D [由于不知甲和乙做匀速圆周运动的半径大小关系,故不能确定它们的线速度、角速度的大小关系,A、B、C错;向心加速度是表示线速度方向变化快慢的物理量,a1>a2,表明甲的速度方向比乙的速度方向变化快,D对.] 5、(双选)变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度,如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则( ) A.该车可变换两种不同挡位 B.该车可变换四种不同挡位 C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA∶ωD=1∶4 D.当A轮与D轮组合时,两轮角速度之比ωA∶ωD=4∶1 【答案】BC [A轮通过链条分别与C、D连接,自行车可有两种速度,B轮分别与C、D连接,又可有两种速度,所以该车可变换4种挡位,故A错误,B正确.当A与D组合时,两轮边缘线速度大小相等,A轮转一圈,D转4圈,即 = ,故C正确,D错误.] 6、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.mω2RB. C. D.不能确定 【答案】C [小球在重力和杆的作用力下做匀速圆周运动.这两个力的合力充当向心力必指向圆心,如图所示.用力的合成法可得杆的作用力: F= = ,根据牛顿第三定律,小球对杆的上端的反作用力F′=F,C正确.] 7、A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动,A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍,A的转速为30r/min,B的转速为15r/min.则两球的向心加速度之比为( ) A.1∶1 B.2∶1 C.4∶1D.8∶1 【答案】D [由题意知A、B两小球的角速度之比ωA∶ωB=nA∶nB=2∶1,所以两小球的向心加速度之比aA∶aB=ω RA∶ω RB=8∶1,D正确.] 8、(双选)一辆卡车在水平路面上行驶,已知该车轮胎半径为R,轮胎转动的角速度为ω,关于各点的线速度大小,下列说法正确的是( ) A.相对于地面,轮胎与地面的接触点的速度为ωR B.相对于地面,车轴的速度大小为ωR C.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为ωR D.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为2ωR 【答案】BD [因为轮胎不打滑,相对于地面,轮胎与地面接触处保持相对静止,该点相当于转动轴,它的速度为零,车轴的速度为ωR.而轮胎上缘的速度大小为2ωR.故选项B、D正确.] 9、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做圆锥摆运动,如图所示,则关于两个圆锥摆的物理量相同的是( ) A.周期 B.线速度C.向心力D.绳的拉力 【答案】A [摆动过程中绳子的拉力和重力的合力充当向心力,设绳与竖直方向间的夹角为θ,如图所示 根据几何知识可得F=mgtanθ,r=htanθ,根据公式F=mω2r可得ω= ,又知道T= ,所以两者的周期相同,A正确;根据公式v=ωr可得线速度不同,B错误;由于两者与竖直方向的夹角不同,所以向心力不同,C错误;绳子拉力: T= ,故绳子拉力不同,D错误.] 10、(双选)一个小球以大小为an=4m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径r=1m,则下列说法正确的
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