专题8 圆周运动的综合应用 2020-2021高一物理下学期期末专题复习训练（人教版必修2）

专题8 圆周运动的综合应用 一、单选题 1．如图所示，小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则下列关于A的受力情况说法正确的是（　　） A．受重力、支持力 B．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C．受重力、支持力、摩擦力和向心力 D．受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力 【答案】B 【解析】小物块A做匀速圆周运动，对物块A受力分析，如图所示，小物块A受到重力G、圆盘的支持力FN和摩擦力Ff，重力G与支持力Ff二力平衡，摩擦力提供物块做匀速圆周运动的向心力，因此摩擦力指向圆心，ACD错误，B正确。 故选B。 2．如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m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重力 B．若小球恰能在竖直平面内做圆周运动，则在最高点速率为 C．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零 D．小球通过最低点时绳子的拉力等于小球重力 【答案】B 【解析】A．小球在圆周最高点时，根据牛顿第二定律有 向心力可能等于重力也可能等于重力与绳子的拉力之和，具体取决于小球在最高点的瞬时速度大小，故A错误； B．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，即 所以其在最高点的速率 故B正确； C．小球在圆周最高点时，当速度大小满足 时，绳子上的拉力恰好为零，故C错误； D．小球在圆周最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，所以拉力一定大于重力，故D错误。 故选B。 3．如图所示，可视为质点的小球A、B在系于O点的细线的作用下在同一水平面上绕点做匀速圆周运动，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．A受重力、拉力和向心力的作用 B．B的质量一定大于A的质量 C．A、B做匀速圆周运动的周期相等 D．A的速度小于B的速度 【答案】C 【解析】A．向心力是一效果力，在受力分析时不能说物体受到了向心力，A受重力、拉力的作用，A项错误； BC．设细线与竖直方向的夹角为，为h，根据牛顿第二定律可知 解得 可知A、B做匀速圆周运动的周期相等，而且两者的运动情况与质量无关，不能确定A、B的质量大小，B项错误，C项正确； D．由公式可知，两者周期相同，半径越大速度越大，D项错误。 故选C。 4．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定在水平地面不动。有两个质量均为的小球A和小球B紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，小球B所在的高度为小球A所在的高度一半。下列说法正确的是（　　） A．小球A、B所受的支持力大小之比为 B．小球A、B所受的支持力大小之比为 C．小球A、B的角速度之比为 D．小球A、B的线速度之比为 【答案】B 【解析】AB．两球均贴着圆筒的内壁，在水平面内做匀速圆周运动，由重力和筒壁的支持力的合力提供向心力，如图所示 由图可知，筒壁对两球的支持力均为，支持力大小之比为，故A错误，B正确。 C．由 得 小球A、B的轨道半径之比为，则角速度之比为，故C错误； D．球的线速度 得 A、B的线速度之比为；故D错误。 故选B。 5．如图所示，小物体位于半径为R的半球顶端，若给小物体一水平初速度v0，小物体对球顶恰好无压力，不计空气阻力，重力加速度为g，则此时（　　） A．物体开始沿球面下滑 B．物体的初速度为v0＝ C．物体落地时的水平位移为2R D．物体落地时速度方向与水平地面成30°角 【答案】B 【解析】A．物体在球顶时，只受重力，具有水平初速度，做平抛运动，A错误； B．物体只受重力，根据向心力公式得 解得 B正确； C．物体离开后做平抛运动 水平方向上 联立解得 C错误； D．物体着地时竖直速度为 解得 速度方向与地面夹角正切值为 则 D错误。 故选B。 6．光滑四分之一圆轨道底端切线水平，半径，底端安装了一个力传感器，小球从圆轨道的某位置由静止释放，经过底端后平抛落到地面，传感器的读数和平抛的水平位移平方值之间的关系如图所示，则下列判断不正确的是（　　）（取） A．圆轨道底端距地面 B．小球质量为 C．传感器最大值为 D．平抛的最大水平位移为 【答案】D 【解析】B．在圆轨道最低点由向心力公式可得 平抛过程水平、竖直方向满足 联立可得 对比图线可知，截距为 解得小球质量为，B正确，不符合题意； A．当S2=1m2时，F=20N，代入表达式 可解得 h=1.25m 即圆轨道底端距地面，A正确，不符合题意； C．当从圆弧最高点下滑时，传感器的数值达到最大，由动能定理可得 由向心力公式可得 联立解得 ， 即传感器最大值为，C正确，不符合题意； D．当以v1抛出时，水平位移最大，时间为 水平位移为 D错误，符合题意。 故选D。 7．一轻质弹簧竖直悬挂一小球，静止时弹簧长度为。现在将弹簧悬点固定，让小球在空中水平面内做匀速