6.4 生活中的圆周运动 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

6.4生活中的圆周运动 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册 学号： 班级： 姓名： 一、单项选择题 1 如图所示，某同学在绳子的一端拴一个小沙袋，另一端握在手中，将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动，以感受向心力的大小，则(　　) A. 为使感受到的力近似等于沙袋的向心力，活动中必须保持绳子水平 B. 为使感受到的力近似等于沙袋的向心力，应使沙袋的转速适当大一些 C. 被甩动的绳子越长，沙袋的向心力越大 D. 被甩动的绳子越长，沙袋的向心力越小 2 （2025南通海门抽测）如图所示，摩托车手在水平弯道上匀速转弯时(　　) A. 车手身体各处的加速度大小都相等 B. 车和人的总重力与地面对车的支持力是一对平衡力 C. 车对地面的压力与地面对车的作用力是一对作用力与反作用力 D. 地面对车的作用力不大于车和人的总重力 3 （2025宿迁期末）如图所示，长为0.4 m的轻质杆OP的P端与质量为0.2 kg、可视为质点的小球相连，小球以轻质杆的O端为圆心在竖直平面内做圆周运动．小球通过最高点时的速率为3 m/s，重力加速度g取10 m/s2，则此时轻杆受到的作用力为(　　) A. 2.5 N的拉力 B. 2.5 N的压力 C. 4.5 N的拉力 D. 4.5 N的压力 4 （2025盐城阶段测试）图甲为儿童玩具拨浪鼓，其简化模型如图乙，拨浪鼓上分别系有长度不等的两根细绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上；A、B两球相同，连接A球的绳子更长一些，现使鼓绕竖直方向的手柄匀速转动，两小球在水平面内做周期相同的匀速圆周运动，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A. 两球做匀速圆周运动时绳子与竖直方向的夹角θ＝β B. A、B两球的向心加速度相等 C. A球的线速度小于B球的线速度 D. A球所受的绳子拉力大于B球所受的绳子拉力 5 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 6 （2025连云港测试）如图所示，桌面上放置一内壁光滑的固定竖直圆环轨道，质量为M，半径为R.可视为质点的小球在轨道内做圆周运动，其质量为m.小球在轨道最高点的速度大小为v0，重力加速度为g，不计空气阻力，则(　　) A. 当v0＝ 时，轨道对小球无支持力 B. 当v0＝时，轨道对桌面的压力为(M－m)g C. 小球做圆周运动的过程中，合外力提供向心力 D. 小球在最高点时处于超重状态 7 如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴匀速转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的效果，下列说法正确的是(　　) 　　 A. 脱水过程中滚筒对衣物的摩擦力始终充当动力 B. 衣物在最低点B时脱水效果最好 C. 衣物在A、B两点时的加速度相同 D. 衣物在A、B两点时所受筒壁的力大小相等 8 （2025南通如皋阶段测试）如图所示，质量为m1、m2的两个小球A、B套在光滑圆环上，圆环绕竖直方向的直径匀速旋转，已知m1<m2，不计空气阻力．小球相对圆环静止时，两小球在圆环上相对位置可能正确的是(　　) A B C D 二、解答题 9 如图所示，四分之一粗糙圆弧轨道AB固定于光滑水平桌面上，轨道平面与桌面重合，一质量为m＝1 kg的小球静止在水平桌面上，它到轨道端点A的距离为L＝1 m．现使小球受到水平向右的恒定风力F＝2 N作用，小球能恰好沿圆弧轨道切线方向进入轨道．已知圆弧轨道半径为r＝0.5 m，重力加速度g取10 m/s2，小球可看作质点. (1) 求小球刚进入圆弧轨道瞬间，圆弧轨道对小球的弹力大小FN1； (2) 若小球到达圆弧轨道B点的速率恰好与刚进入圆弧轨道时的速率相等，则小球在B点所受圆弧轨道的弹力大小FN2为多大？ 10 有一种叫“飞椅”的游乐项目，如图所示．长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘．转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动．当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ.不计钢绳的重力，座椅和乘客质量总计为m，求： (1) 钢绳所受的拉力； (2) 转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系. 1. B　沙袋在水平面内做圆周运动，分析可知，沙袋做圆周运动的向心力由沙袋自身的重力和绳子对沙袋的拉力这两个力的合力提供，竖直方向，始终有绳子拉力在竖直方向的分力大小等于重力，方向相反，因此活动中绳子可以不保持水平，故A错误；设绳子与水平面的夹角为θ，绳长为l，则有＝mω2l cos θ，而绳子的拉力T＝，为使感受到的力近似等于沙袋的向心力，则要使tan θ近似等于sin θ，那么绳子与水平方向的夹角就要很小，而由向心力的表达式可得mg＝mω2l sin θ，可知θ减小，l sin θ即减小，实际上l sin θ表示绳子在手部的悬点距小球做圆周运动所在平面的距离，因此必须增大转速才能使感受到的力近似等于沙袋的向心力，故B正确；沙袋的向心力Fn＝＝mω2l cos θ，可知沙袋的向心力不仅仅只跟甩动的绳长有关，单独改变其中一个物理量，并不能确定沙袋向心力大小的变化，假若增大绳长的同时，减小转动的角速度，则沙袋的向心力可能不变，也可能减小，故C、D错误． 2. B　根据a＝ω2r可知，车手身体各处的加速度大小不相等，A错误；车和人的总重力与地面对车的支持力是一对平衡力，B正确；车对地面的压力与地面对车的支持力是一对作用力与反作用力，但地面对车的作用力既有支持力也有摩擦力，C错误；地面对车的作用力，即支持力和摩擦力的合力，大于支持力，而支持力等于车和人的总重力，所以地面对车的作用力大于车和人的总重力，D错误． 3. A　小球通过最高点时的速率为3 m/s，设此时轻杆对小球的作用力向下，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得mg＋F＝m，解得F＝m－mg＝0.2× N－0.2×10 N＝2.5 N，假设成立，根据牛顿第三定律可知，此时轻杆受到的作用力为2.5 N的拉力．A正确． 4. D　小球在水平面内做匀速圆周运动，绳子拉力与重力的合力提供小球的向心力，则有mg tan α＝mω2(L sin α＋r)可得L cos α＋＝，由于两球角速度ω相同，r相同，则L越大，α越大，则θ>β，A错误；对两小球，分别根据牛顿第二定律可得mg tan θ＝maA，mg tan β＝maB，解得aA＝g tan θ，aB＝g tan β，由于θ>β，所以aA>aB，B错误；根据v＝ωR，由于两球的角速度相等，A球的轨道半径比B球的轨道半径大，则A球的线速度大于B球的线速度，C错误；A球所受的绳子拉力大小为TA＝，B球所受的绳子拉力大小为TB＝，由于θ>β，所以TA>TB.D正确． 5. B　由题意知，缆车突然停车的瞬间，重物开始做圆周运动，其所受合力提供向心力，即F－mg＝m，其中v＝，可得F＝3mg，B正确． 6. B　当v0＝时，对小球受力分析，得mg＋FNm＝m＝2mg，得FNm＝mg，根据牛顿第三定律，小球对圆环的作用力与圆环对小球的作用力大小相等方向相反，对圆环轨道受力分析，得FNM＋F′Nm＝Mg，则FNM＝(M－m)g，A错误，B正确；小球做变速圆周运动，在小球运动的过程中，除最高点和最低点合外力提供向心力，其他位置都是合外力的分力提供向心力，C错误；小球在最高点时加速度向下，则处于失重状态，D错误． 7. B　脱水过程中当衣物向下运动时，滚筒对衣物的摩擦力充当阻力，故A错误；对衣物上的某一水滴分析，在A点有N1＋mg＝m，在B点有N2－mg＝m，可知N2>N1，则衣物在最低点B时脱水效果最好，故B正确，D错误；由于衣物随着滚筒做匀速转动，根据a＝ 可知，衣物在A、B两点时的加速度大小相等，方向相反，均指向圆心，故C错误． 8. C　光滑圆环绕竖直方向的直径匀速旋转，稳定后，两小球在圆环上在水平面内做匀速圆周运动，小球所受重力与圆环的支持力提供向心力，则小球一定在O点所在水平面的下面，如图所示，根据牛顿第二定律可得mg tan θ＝mω2R sin θ，解得ω＝，两小球转动的角速度相等，所以θ相同，两小球在同一水平面上．C正确． 9. (1) 根据牛顿第二定律有F＝ma， 根据运动学公式有v＝2aL， 根据向心力公式有FN1＝， 联立解得FN1＝8 N. (2) 在B点，根据向心力公式有FN2－F＝， 解得FN2＝10 N. 10. (1) 对座椅受力分析，竖直方向上 F cos θ＝mg， 解得F＝. (2) 水平方向上F sin θ＝mω2(r＋L sin θ)， 联立解得ω＝. 学科网（北京）股份有限公司 $