课时梯级训练(10)第六章 第4节 生活中的圆周运动（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019）

课时梯级训练(10)　生活中的圆周运动 1．(2022·辽宁朝阳高一月考)下列情形中，关于向心力的来源判断正确的是(　　) A．图甲中，动车转弯时，铁轨的支持力提供向心力 B．图乙中，飞机在水平面内转弯时，重力与升力的合力提供向心力 C．图丙中，汽车在水平路面转弯时，轨迹切线方向上的摩擦力提供向心力 D．图丁中，小孩乘坐旋转木马运动时，木马的重力提供向心力 B　解析：题图甲中，动车转弯时，铁轨的支持力和重力的合力提供向心力，A错误；题图乙中，飞机在水平面内转弯时，升力和重力的合力提供向心力，B正确；题图丙中，汽车在水平路面转弯时，径向上的摩擦力提供向心力，C错误；题图丁中，小孩乘坐旋转木马运动时，木马的支持力和重力的合力提供向心力，D错误。 2．(多选)(2022·浙江杭州高一期中)如图所示，天花板上O点下方用细绳悬着两个完全相同的小球A和B，它们在各自的水平面上做匀速圆周运动，圆周运动的半径相同，A球所在平面高于B球，不计空气阻力，则(　　) A．绳子拉力TA<TB B．向心力FnA>FnB C．角速度ωA<ωB D．线速度 vA>vB BD　解析：对任一小球研究，设细线拉力为T，与竖直方向的夹角为θ，如图所示。竖直方向受力平衡，则T cos θ＝mg，解得T＝，由题图可知A球与竖直方向的夹角大于B球与竖直方向的夹角，所以绳子拉力TA>TB，A错误；小球所受的合力提供向心力，则向心力F向＝mg tan θ，由题图可知A球与竖直方向的夹角大于B球与竖直方向的夹角，所以小球所受的向心力大小关系为FnA>FnB，B正确；小球做圆周运动，小球所受的合力提供向心力，则有mg tan θ＝mrω2，解得ω＝，两球运动半径相等，所以角速度关系为ωA>ωB，C错误；根据v＝ωr可得，所以线速度关系为vA>vB，D正确。 3．(2022·浙江绍兴高一期末)“只要速度够快，就能挑战地球引力！”在挑战极限的实验测试中，挑战者在半径为1.6 m的竖直圆形跑道上成功奔跑一圈，引发观众的惊叹。对于挑战过程，下列说法正确的是(　　) A．在跑道中运动时，挑战者的总机械能守恒 B．要使挑战成功，挑战者在跑道最高点的速度至少为4 m/s C．要使挑战成功，挑战者除速度要足够大外，体重越小越好 D．运动到最高点时，挑战者的向心加速度一定不小于g D　解析：在跑道中运动时，人本身做功，机械能不守恒，A错误；在最高点时，当重力恰好提供向心力时，速度最小，根据mg＝，解得v＝，实际上，人体的重心大约在腰部，故实际半径小于1.6 m，故最小速度小于4 m/s，B错误；由B项分析可知，质量可以消去，体重对能否完成挑战无影响，C错误；运动到最高点时，轨道对人向下的压力大于等于零，根据牛顿第二定律mg＋FN＝ma，故挑战者的向心加速度一定不小于g，D正确。 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m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所在高度的一半，则小球A、B(　　) A．所受的支持力大小之比为2∶1 B．所受的支持力大小之比为1∶1 C．角速度之比为∶1 D．线速度之比为2∶1 B　解析：两个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FN＝，支持力大小之比为1∶1，A错误，B正确；由牛顿第二定律可得，mg cot θ＝mω2r，解得ω＝，小球A、B的轨道半径之比为2∶1，则角速度之比为1∶，C错误；根据牛顿第二定律可得，mgcot θ＝m，解得v＝，小球A、B的轨道半径之比为2∶1，A、B的线速度之比为∶1，D错误。 5．(多选)(2022·山西太原高一期中)汽车更换轮胎后其重心会偏离转轴，这时需对轮胎进行动平衡旋转(动平衡)调整。卸下轮胎固定在动平衡机上，在轮毂上的恰当位置贴上适当质量的平衡块，就可以让其重心恢复到转轴。若平衡块的质量为m，与转轴的距离为R，当轮胎以角速度ω匀速转动时(　　) A．若平衡块到达最高点时车轴受到的合力竖直向上，则应减小平衡块的质量 B．若平衡块到达最高点时车轴受到的合力沿水平方向，则只应调整平衡块的质量 C．平衡块到达最低点时对轮毂的作用力大小为mω2R D．平衡块到达与转轴等高的位置时，受到轮毂的作用力为m AD　解析：平衡块到达最高点时，对平衡块分析F＋mg＝mω2R，F＝m(ω2R－g)，若减小平衡块的质量，则平衡块受到向下的拉力减小，则平衡块对轮毂向上的拉力减小，可以减小车轴受到的竖直向上的合力，A正确；平衡块到达最高点时，平衡块对轮毂的力在竖直方向，仅调整平衡块质量，不能改变车轴水平方向的受力，B错误；平衡块到达最低点时，根据牛顿第二定律FN－m