圆周运动的动力学特征题号12345678910答案 一、单项选择题1.关于向心力的说法中正确的是( )A．物体由于做圆周运动而产生了向心力B．向心力不改变圆周运动物体的速度的大小C．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力2．洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图所示，则( )A．衣物只受到重力、筒壁的弹力的作用B．筒壁的弹力随筒的转速增大而增大C．衣物不会受到摩擦力的作用D．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供3．“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、神舟九号、神舟十号飞船对接．“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( )4．如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F( )A．一定是拉力B．一定是推力C．一定等于零D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于零二、双项选择题5.中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示做出下列判断，你认为正确的是( )A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C．公路在设计上可能内(东)高外(西)低6
D．公路在设计上可能外(西)高内(东)低6．如下图所示，铁路转弯处外轨应略高于内轨，火车必须按规定的速度行驶，则转弯时( )A．火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧B．弯道半径越大，火车所需向心力越大C．火车的速度若小于规定速度，火车将做离心运动D．火车若要提速行驶，弯道的坡度应适当增大7．“时空之旅”飞车表演时，演员驾驶着摩托车，在球形金属网内壁上下盘旋，令人惊叹不已，摩托车沿图示竖直轨道做圆周运动的过程中( )A．在球形金属网内壁最高点弹力可以为零B．通过最高点时的最小速度与球形金属网直径有关C．经过最低点时的向心力仅由支持力提供D．机械能守恒8．小球m用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一光滑圆钉C(如图所示)．现把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放，当悬线呈竖直状态且被钉挂住的瞬时，下列说法中正确的是( )A．小球的速度突然增大B．小球的速度仍不变C．小球的向心加速度不变D．悬线的拉力突然增大9．如下图所示，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mgB．小球受到的向心力等于0C．小球的线速度大小等于D．小球的向心加速度大小等于g6
10．乘坐游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆轨道运动(如下图所示)，下列说法正确的是( )A．车在最高点时，人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去B．人在最高点时，对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mgC．人在最低点时，处于超重状态D．人在最低点时，对座位的压力大于mg三、非选择题11．如图所示，细绳的一端系着质量m＝0.3kg的小球，另一端通过管顶和内壁均光滑的圆筒吊着质量M＝0.5kg的物块，从筒顶到小球m的长度为L＝0.6m．为了使绳不发生滑动，通过圆筒使小球做匀速圆周运动，求小球转动的周期．(g≈π2)12．如图所示，一辆质量为800kg的小汽车驶上半径为50m的半圆形拱桥．不计空气阻力，g取10m/s2.(1)小汽车到达桥顶的速度为5m/s，小汽车对桥的压力为多大？(2)小汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥顶没有压力？(3)小汽车若以(2)问的速度而腾空飞出，则落地点距离桥脚(桥面与地面交界)多远？6
参考答案1．解析：物体不是由于做圆周运动而产生向心力，而是由于有向心力的存在而使物体不断改变运动方向而做圆周运动，A错误．向心力产生向心加速度，只改变物体速度的方向，不改变速度的大小，B正确．由于向心力的方向不断改变，所以是变力，C错误．做非匀速圆周运动的物体所受合力不指向圆心．D错误．答案：B2．解析：衣物不下落是由于静摩擦力等于其重力；而筒壁对衣物的支持力是随筒转动的向心力，根据FN＝mω2r可知，转速越大，筒壁的弹力也越大．答案：B3．解析：“天宫一号”做减速曲线运动．做曲线运动时，轨迹位于力F和速度v的方向夹角之间，且向力的一边弯曲，故A、D错误；将力F沿切向和径向分解，沿切线方向的分力Ft改变速度的大小，要使速度减小，Ft应与v反向，故B错误、C正确．答案：C4.解析：最高点球受重力mg与杆的作用力F，由牛顿第二定律知mg＋F＝m(v为球在最高点的速度，R为球做圆周运动的半径)．当v＝时，F＝0；当v>时，F>0，即拉力；当v<时，F<0，即推力．答案：D5．解析：由题图可知发生事故时，卡车在做圆周运动，从图可以看出卡车冲入民宅时做离心运动，故选项A正确，选项B错误；如果外侧高，卡车所受重力和支持力提供向心力，则卡车不会做离心运动，也不会发生事故，故选项C正确．答案：AC6．解析：火车转弯处火车需要的向心力由重力和支持力的合力提供，方向水平且指向弯道内侧，则mgtanθ＝m，所以要提高速度就需要适当增大坡度，故A、D正确；火车做圆周运动的半径越大，所需向心力越小，故B错误；如果速度小于规定值，火车有做向心运动的趋势，所以会对内侧轨道产生压力，故C错误．答案：AD7.解析：摩托车在球形金属网内壁最高点弹力可以为零，向心力仅由重力提供，即mg＝m，此时速度最小为v＝，即与金属网的半径有关，也与直径有关．在最低点向心力由支持力和重力的合力提供．运动过程中由于网是不光滑的，要克服摩擦力做功，故机械能不守恒．答案：AB6
8．解析：小球没有受到冲击力，其速度是不会突变的，会保持原来的大小和方向越过最低点；而由于绳子被钉挂住，其半径为原来的一半，由a＝可知向心加速度变大；根据牛顿第二定律T－mg＝ma，得T＝mg＋ma，可知悬线的拉力突然增大．答案：BD9．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＝＝g，再根据圆周运动规律得a＝＝g，解得v＝.(绳模型)．答案：CD10．解析：人在最高点如果速度较大，就会对座位产生压力．并且压力也有可能大于mg而不致于掉落，故A、B均错误；人在最低点时具有向上的加速度，因此处于超重状态，C正确；在最低点满足FN＝mg＋m>mg，D正确．答案：CD11．解析：对小球进行受力分析如图所示．由平衡条件有：F＝Mg，Fcosθ＝mg，解得：cosθ＝m/M＝0.6.由牛顿第二定律有：mgtanθ＝mR.而R＝Lsinθ，解得小球转动的周期：T＝2＝2×＝1.2(s)．答案：1.2s12．解析：(1)小汽车到达桥顶时受到重力、支持力、摩擦力，因只有重力和支持力合成向心力，故摩擦力没有画出，如下图所示．根据牛顿第二定律，有：6
mg－FN＝m，得FN＝mg－m＝7600N.根据牛顿第三定律知小汽车对桥的压力为7600N.(2)当FN＝0时，mg＝m，得汽车经过桥顶时的速度为v0＝＝10m/s.(3)小汽车以v0＝10m/s做平抛运动，根据平抛运动的规律．在竖直方向上，有：R＝gt2.①在水平方向上，有：s＝v0t.②①②联立得：s＝50m.落地点距离桥脚为s－R＝50(－1)m.答案：(1)7600N (2)10m/s(3)50(－1)m6
