6.4 生活中的圆周运动（专题训练）【十二大题型】-2023-2024学年高中物理同步知识点解读与专题训练（2019人教版必修第二册）

6.4 生活中的圆周运动（专题训练）【十二大题型】 一．判断哪些力提供向心力、有关向心力的简单计算（共4小题） 二．通过牛顿第二定律求解向心为（共7小题） 三．生活中的圆周运动（共9小题） 四．绳球类模型及其临界条件（共5小题） 五．杆球类模型及其临界条件（共4小题） 六．拱桥和凹桥模型（共4小题） 七．水平转盘上的物体（共6小题） 八．圆锥摆问题（共5小题） 九．汽车和自行车在水平面的转弯问题（共4小题） 十．火车和飞机倾斜转弯模型（共4小题） 一十一．物体做离心或向心运动的条件（共3小题） 一十二．离心运动的应用和防止（共4小题） 一．判断哪些力提供向心力、有关向心力的简单计算（共4小题） 1．如图是重庆市某游乐园的摩天轮，假设某乘客坐在座椅上随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，整个过程座椅始终保持水平，则（　　） A．座舱匀速转动过程中，乘客受力平衡 B．座舱在最低点时，乘客处于失重状态 C．座舱在最高点时，乘客处于超重状态 D．座舱在转动过程中，乘客所受合力方向始终指向转轴 2．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为1：2，角速度之比4：3，则它们的向心力之比为（　　） A．1：4 B．2：3 C．4：9 D．9：16 3．如图所示是“感受向心力”实验。在绳子的点拴一个小沙袋，点握在手中。将手举过头顶，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，此时可认为“沙袋所受的向心力近似等于绳子对沙袋的拉力”。下列分析正确的是（　　） A．沙袋做匀速圆周运动的圆心一定在点 B．由于空气阻力的作用，拉力与沙袋速度方向不垂直 C．若不考虑空气阻力的影响，沙袋速度越小，向心力与拉力越接近 D．若在完全失重条件下做上述实验，空气阻力越小，向心力与拉力越接近 4．如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C处系一质量的小球，其中，两绳能承受的最大拉力均为40N，小球随转轴AB以一定的角速度转动，细绳AC和BC均拉直，此时，细绳BC与竖直轴AB垂直，ABC能绕竖直轴AB匀速转动，小球在水平面内做匀速圆周运动，取重力加速度大小，。 （1）当小球转动的角速度增大时，通过计算判断AC和BC哪条绳先断？ （2）一条绳被拉断后，小球转动的角速度继续增加，为了让小球能够做圆周运动，则小球的最大线速度为多少？    二．通过牛顿第二定律求解向心为（共7小题） 5．如图所示，一圆筒固定在水平地面上，圆筒底面光滑，侧面粗糙。一物块紧贴圆筒内壁开始滑动。在物块滑动过程中，其速率随时间变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示为某港口大型起重装置，缆车下吊一重物正匀速运动，速度为，所吊重物（可视为质点）的质量为m，吊重物的缆绳长为L，不计缆绳的重量，重力加速度为g，当缆车突然停止时，缆绳所承受的拉力为（　　）    A．4mg B．3mg C．2mg D．mg 7．如图所示，在光滑的水平面上质量为的小球甲与质量为的小球乙用长为的轻质细线连接，两小球均视为质点，现让两小球以相同的角速度互相环绕共同的圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）    A．甲、乙的向心加速度之比为 B．甲、乙的轨道半径之比为 C．若甲、乙的角速度为，则细线的拉力为 D．若细线的拉力为，则甲的线速度为 8．如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环一直相对杆不动，下列判断正确的是（　　） A．转动的角速度越大，细线中的拉力越大 B．转动的角速度越大，环M与水平杆之间的弹力不变 C．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力不变 D．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等 9．如图，摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为，运动半径为，角速度大小为，重力加速度为，座舱的运动周期为 ；某时刻，座舱A与摩天轮圆心在同一高度，此时座舱A受摩天轮的作用力大小为 。 10．如图所示，长L的轻杆两端分别固定着小球A、B，杆中心O有水平方向的固定转轴，杆绕转轴在竖直平面内做角速度为ω的匀速圆周运动。小球A的质量为m，重力加速度为g。 （1）小球A运动到水平位置时，求杆对球A的作用力大小F1； （2）小球A运动到最高点时，求杆对球A的作用力大小F2； （3）若轻杆角速度为2ω，小球A运动到最低点时，杆对转轴的作用力刚好为零，求小球B的质量mB。 11．如图甲所示，一水平放置的内表面光滑对称“V”型二面体，可绕其竖直中心轴在水平面内匀速转动，置于AB中点P的小物体（视为质点）恰好在ABCD面上没有相对滑动，二面体的二面角为，截面图如图乙所示．面ABCD和面CDEF的长和宽均为，取重力加速度。