第五节 匀速圆周运动（同步练习）-【中职专用】2024-2025学年高中物理同步精品课堂（高教版2023·机械建筑类）

第5节 匀速圆周运动 同步练习 基础巩固 1．关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是(　　) A．它是匀变速运动 B．它是变加速运动 C．它是匀速运动 D．它是合外力不变的运动 【答案】B　 【解析】匀速圆周运动的加速度大小不变，方向改变，可知加速度在变化，所以匀速圆周运动是变加速运动，由于加速度改变，由牛顿第二定律可知，合外力也改变，故B正确． 2．摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一，其绕中心轴在竖直平面内匀速转动．如图所示，为摩天轮的简化示意图，图中a、c分别表示座舱的最低点和最高点，b、d分别表示座舱的中间水平位置的左右两点．已知小明的质量为m，在游乐园乘坐的摩天轮在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，线速度为v，座椅到中心轴半径为R，重力加速度为g.小明坐摩天轮在空中转一周所用的时间是(　　) A． B．2πRv C． D． 【答案】A　 【解析】小明坐摩天轮在空中转一周所用的时间是T＝，A正确． 3．在G20峰会“最忆是杭州”的文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转，此时手臂上A，B两点角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，则(　　) A．ωA<ωB B．ωA>ωB C．vA<vB D．vA>vB 【答案】D　 【解析】由于A、B两点在人自转的过程中周期一样，所以根据ω＝，可知A、B两点的角速度一样，A、B错误；A点转动半径较大，根据v＝rω，可知vA>vB，D正确，C错误． 4．关于向心力的说法正确的是(　　) A．物体由于做圆周运动而产生了一个指向圆心的力就是向心力 B．向心力不能改变做圆周运动物体的速度大小 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，其所受外力的合力的方向一定指向圆心 【答案】B　 【解析】物体做圆周运动就需要有向心力，而向心力是由外界提供的，不是物体本身产生的，故A错误；向心力方向总是与速度方向垂直，不做功，不能改变速度的大小，只改变速度的方向，故B正确；做匀速圆周运动物体的向心力始终指向圆心，方向时刻在改变，则向心力是变化的，故C错误；做圆周运动的物体，其所受外力的合力的方向不一定指向圆心，只有做匀速圆周运动的物体的合力一定指向圆心，故D错误． 5．一学习小组利用如图所示的实验装置，研究向心力与质量、角速度和半径的关系．同学们所采用的研究方法是(　　) A．类比法 B．科学推理法 C．控制变量法 D．等效替代法 【答案】C　 【解析】在研究物体的“向心力与质量、角速度与半径”的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系，故A、B、D错误，C正确． 6．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动．当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是(　　) A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B．物体所受弹力增大，摩擦力减小 C．物体所受弹力增大，摩擦力不变 D．物体所受弹力减小，摩擦力也减小 【答案】C　 【解析】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图；其中重力G与静摩擦力f平衡，即f＝G，与物体的角速度无关，支持力FN提供向心力，所以当圆筒的角速度ω增大以后，向心力变大，支持力FN增大，所以C正确，A、B、D错误． 能力进阶 7．如图所示，餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动时，桌上的物品相对于转盘静止，则以下说法正确的是(　　) A．越靠近圆心的物品线速度越大 B．越靠近圆心的物品加速度越小 C．越靠近圆心的物品角速度越小 D．越靠近圆心的物品摩擦力越小 【答案】B　 【解析】玻璃转盘相当于同轴转动，即角速度相等，由关系式v＝ωR，可知当角速度相同时，线速度与半径成正比，A、C错误；由关系式a＝ω2R可知，当角速度相同时，加速度与半径成正比，B正确；由牛顿第二定律可知f＝mω2R′，当角速度相同时摩擦力的大小与物品的质量以及半径有关，D错误． 8．在课外选修课中，小柴同学在体验糕点制作“裱花”环节时，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸(20 cm)的蛋糕，在蛋糕上每隔4 s均匀“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上15个奶油，则下列说法正确的是(　　) A．奶油转动的线速度不变 B．蛋糕边缘的奶油线速度大小约为 m/s C．奶油转动的向心加速度不变 D．圆盘转动的角速度大小为 rad/s 【答案】D　 【解析】蛋糕上每隔4 s均匀“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上15个奶油，则圆盘转一圈的周期T＝60 s，角速度ω＝＝ rad/s，D正确；蛋糕边缘的奶油线速度大小v＝ωr＝ m/s＝ m/s，B错误；奶油转动的线速度大小不变，方向时刻改变，A错误；奶油转动的向心加速度大小不变，方向时刻改变，C错误． 素养提升 9.如图所示，北京冬奥会上，男运动员以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动．若运动员的转速为0.5 r/s，女运动员触地冰鞋的线速度为1.5π m/s(取π2＝10).求： (1)女运动员做匀速圆周运动的角速度ω； (2)触地冰鞋做圆周运动的半径r； (3)触地冰鞋向心加速度a向的大小． 解：(1)女运动员做圆周运动的角速度ω，ω＝2πn＝2π×0.5 rad/s＝π rad/s. (2)根据v＝ωr，得r＝＝ m＝1.5 m. (3)根据向心加速度公式a向＝ω2r＝π2×1.5 m/s2＝15 m/s2. 10．飞机在做俯冲拉起运动时，可以看成是圆周运动，如图所示，若在最低点附近做半径为R＝240 m的圆周运动，飞行员的质量m＝60 kg，飞机经过最低点P时的速度为v＝360 km/h(g取10 m/s2)，试计算： (1)此时飞机的向心加速度a的大小； (2)此时飞行员对座椅的压力FN是多大． 解：(1)v＝360 km/h＝100 m/s， 则a＝＝ m/s2≈41.7 m/s2. (2)对飞行员进行受力分析，飞行员在最低点受重力和座椅的支持力，向心力由二力的合力提供． 所以FN－mg＝m， 得FN＝mg＋m. 代入数据，得FN＝3 100 N. 根据牛顿第三定律可知，飞行员对座椅的压力大小也为3 100 N. 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5节 匀速圆周运动 同步练习 基础巩固 1．关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是(　　) A．它是匀变速运动 B．它是变加速运动 C．它是匀速运动 D．它是合外力不变的运动 2．摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一，其绕中心轴在竖直平面内匀速转动．如图所示，为摩天轮的简化示意图，图中a、c分别表示座舱的最低点和最高点，b、d分别表示座舱的中间水平位置的左右两点．已知小明的质量为m，在游乐园乘坐的摩天轮在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，线速度为v，座椅到中心轴半径为R，重力加速度为g.小明坐摩天轮在空中转一周所用的时间是(　　) A． B．2πRv C． D． 3．在G20峰会“最忆是杭州”的文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转，此时手臂上A，B两点角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，则(　　) A．ωA<ωB B．ωA>ωB C．vA<vB D．vA>vB 4．关于向心力的说法正确的是(　　) A．物体由于做圆周运动而产生了一个指向圆心的力就是向心力 B．向心力不能改变做圆周运动物体的速度大小 C．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的 D．做圆周运动的物体，其所受外力的合力的方向一定指向圆心 5．一学习小组利用如图所示的实验装置，研究向心力与质量、角速度和半径的关系．同学们所采用的研究方法是(　　) A．类比法 B．科学推理法 C．控制变量法 D．等效替代法 6．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动．当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是(　　) A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B．物体所受弹力增大，摩擦力减小 C．物体所受弹力增大，摩擦力不变 D．物体所受弹力减小，摩擦力也减小 能力进阶 7．如图所示，餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动时，桌上的物品相对于转盘静止，则以下说法正确的是(　　) A．越靠近圆心的物品线速度越大 B．越靠近圆心的物品加速度越小 C．越靠近圆心的物品角速度越小 D．越靠近圆心的物品摩擦力越小 8．在课外选修课中，小柴同学在体验糕点制作“裱花”环节时，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸(20 cm)的蛋糕，在蛋糕上每隔4 s均匀“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上15个奶油，则下列说法正确的是(　　) A．奶油转动的线速度不变 B．蛋糕边缘的奶油线速度大小约为 m/s C．奶油转动的向心加速度不变 D．圆盘转动的角速度大小为 rad/s 素养提升 9.如图所示，北京冬奥会上，男运动员以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动．若运动员的转速为0.5 r/s，女运动员触地冰鞋的线速度为1.5π m/s(取π2＝10).求： (1)女运动员做匀速圆周运动的角速度ω； (2)触地冰鞋做圆周运动的半径r； (3)触地冰鞋向心加速度a向的大小． 10．飞机在做俯冲拉起运动时，可以看成是圆周运动，如图所示，若在最低点附近做半径为R＝240 m的圆周运动，飞行员的质量m＝60 kg，飞机经过最低点P时的速度为v＝360 km/h(g取10 m/s2)，试计算： (1)此时飞机的向心加速度a的大小； (2)此时飞行员对座椅的压力FN是多大． 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$