假期作业5 生活中的圆周运动.-【快乐假期】2025-2026学年高一物理暑假作业

三0022 假期作业5生活中 《情境辨析 然务肉票得凹形桥洗衣机的脱水简 转弯时的向心力 表演“水流星”节目 甲 乙 丙 (1)图甲中若火车转弯时车轮既不挤压内 轨，也不挤压外轨，则此时火车的行驶 速率为，这一速率取决于内外轨的 高度差h、内外轨间距L及铁路弯道的 轨道半径r(其中am0=2). ( (2)图乙中汽车过凹形桥时，速度越大，汽 车对桥面的压力越大。 (3)图丙中洗衣机脱水时利用离心运动把 附着在衣服上的水分甩掉， () (4)图丁演员表演“水流星”节目杯子和杯 中的水在竖直面内的转速越大.水越不 易向外流出. 【《技能提升 ◆[知识点一]水平面内的圆周运动 1.(多选)如图所示，一个内 壁光滑的圆锥的轴线垂直 于水平面，圆锥固定不动， 两个质量相同的球A、B B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内 做匀速圆周运动，则 ) A.球A的线速度必大于球B的线速度 B.球A的角速度必小于球B的角速度 C.球A的运动周期必小于球B的运 动周期 D.球A对筒壁的压力必大于球B对筒 壁的压力 富一理 即刻扫码 0的圆周运动 A1伴学助手 了答案速查手册 了同步学习微课 新知预习宝典 2.(2025·黄山市高一期末) 如图所示，在修筑铁路时， 弯道处的外轨会略高于内 轨.当火车以规定的行驶 速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的 挤压，设此时火车的速度大小为，重力 加速度为g,两轨所在平面的倾角为0，则 下列说法不正确的是 ) A.该弯道的半径r= gtan 0 B.当火车质量改变时，规定的行驶速度 大小不变 C.当火车速率大于v时，内轨将受到轮 缘的挤压 D.当火车以规定的行驶速度转弯时，向 心加速度大小为an=gtan0 3.飞行中的鸟要改变飞行 方向时，鸟的身体要倾 斜（如图所示）.与车辆 不同的是，鸟转弯所需 的向心力由重力和空气对它们的作用力 的合力来提供.质量为m的飞鸟，以速率 在水平面内做半径为R的匀速圆周运 动，则飞鸟受到的合力的大小等于（重力 加速度为g) A.m,g2十 B.m R C.m -g2 D.mg ◆[知识点二]竖直面内的圆周运动 4.图中杂技演员在表演水 流星节目时，盛水的杯 子在竖直平面内做圆周 运动，当杯子经过最高 点时，里面的水也不会流出来，这是因为 A.水处于失重状态，不受重力的作用 B.水受的合力为零 C.水受的合力提供向心力，使水做圆周 运动 D.杯子特殊，杯底对水有吸引力 壁快乐假翻 5.（多选)(2025·无锡市高 D 一期末)如图，半径为L L 的细圆管轨道竖直放置， 0 管内壁光滑，管内有一个 质量为m的小球做完整 的圆周运动，圆管内径远小于轨道半径， 小球直径略小于圆管内径，重力加速度 为g,下列说法正确的是 ) A.若小球能在圆管轨道做完整圆周运 动，最高点P的速度最小值为√gL B.经过最低点时小球一定处于超重状态 C.经过最高点P小球可能处于完全失重 状态 D.若经过最高点P的速度v增大，小球 在P点对管壁压力可能减小 6.（多选)水平光滑 直轨道ab与半径 为R的竖直半圆 形光滑轨道bc相 切，一小球以初速度。沿直轨道向右运 动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好 能通过c点，然后小球做平抛运动落在 直轨道上的d点，则 () A.小球到达c点的速度为√gR B.小球在c点将向下做自由落体运动 C.小球在直轨道上的落点d与b点距离 为2R D.小球从c点落到d点需要时间为 限 7.城市中为了解决交通 h& 问题，修建了许多立 —Lw 交桥，如图所示，桥面为圆弧形的立交桥 AB,横跨在水平路面上，圆弧半径为R= 25m,一辆质量为m=1000kg的小汽车 冲上圆弧形的立交桥，到达桥顶时的速 度为15m/s.试计算：(g取10m/s2) 0-= (1)小汽车在桥顶处对桥面的压力的 大小. (2)若小汽车在桥顶处的速度为v2=10m/s 时，小汽车将如何运动. ◆[知识点三]生活中的离心运动 8.如图所示的陀螺，是我们很多人小时候 喜欢玩的玩具.从上往下看（俯视），若陀 螺立在某一点顺时针匀速转动，此时滴 一滴墨水到陀螺，则被甩出的墨水的径 迹可能是下列的（忽略空气阻力）( 可@回 2 三0022 9.洗衣机的脱水桶采用带动衣 物旋转的方式脱水，下列说 法错误的是 ( A.脱水过程中，衣物是紧贴 桶壁的 B.水会从桶中甩出是因为水滴受到的向 心力很大的缘故 C.增大脱水桶转动角速度，脱水效果会 更好 D.靠近中心的衣物脱水效果不如四周的 衣物脱水效果好 【《素养培优 1.(2025·阳泉市第十一中学校高一期中) (多选)变重力科学实验柜为科学实验提 供0.01g~2g(零重力到两倍重力范围) 高精度模拟的重力环境，支持开展微重 力、模拟月球重力、火星重力等不同重力 水平下的科学研究.如图所示，变重力实 验柜的主要装置是两套900毫米直径的 离心机.离心机旋转的过程中，由于惯 性，实验载荷会有一个向外飞出的趋势， 对容器壁产生压力，就像放在水平地面 上的物体受到重力挤压地面一样.因此， 这个压力的大小可以体现“模拟重力”的 大小.根据上面资料结合所学知识，判断 下列说法正确的是 照明系统监视相机 实验模块 监控操作屏 离心机（右） 离心机 离心机示意图 (左) A.实验样品的质量越大，“模拟重力加速 度”越大 B.离心机的转速变为原来的2倍，同一 位置的“模拟重力加速度”变为原来的 4倍 高一物理型 C.实验样品所受“模拟重力”的方向指向 离心机转轴中心 D.为防止两台离心机转动时对空间站的 影响，两台离心机应按相反方向转动 2.(2025·徐州市高一期末)如图甲所示为 一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简 化为图乙所示.质量为M、半径为R的铁 质圆轨道用支架固定在竖直平面内，陀 螺在轨道内、外两侧均可以旋转.陀螺的 质量为m,其余部分质量不计.陀螺磁芯 对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方 向，大小恒为6mg,g为重力加速度.不计 摩擦和空气阻力： 陀螺 固定支架 手柄 圆轨道 甲 乙 (1)若陀螺在轨道内侧运动到最高点时 的速度为√5gR,求此时轨道对陀螺的弹 力大小： (2)要使陀螺在轨道外侧运动到最低点 时不脱离轨道，求陀螺通过最低点时的 最大速度大小； (3)若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆 心等高处时速度为√2gR,求固定支架对 轨道的作用力大小三0022 (3)由于电缆线的缠绕速度逐渐增大，因此从开始缠绕 到貔绕长度为电缆线长度一半时所用时同要大于受 答案：(1)逆时针 (2)0.8xm/s0.2元m/s(3)见 解析 2.解析：(1)根据题意可知，雨滴抛出时的速度大小为o =WR, 竖直方向，根据A=名，解得1 2h 雨滴飞行的水平位移大小x=t=R√g /2h (2)雨滴着地时竖直方向速度义，=gt=√2gh, 则雨滴着地时速度u=√，十U,=√mR十2gh; (3)雨滴在地面上形成圆的半径为r=√R十x= Ri/1+20h g 雨滴在地面上形成圆的周长=2=2xR1十2 g 答秦：1)uR 2h (2)√aR2+2gh (3)2R/1+2o西 g 假期作业4 情景辨析 (1)/(2)×(3)×(4)√(5)×(6)× 技能提升 1,D[匀速圆周运动的加速度大小不变，方向时刻改变， 是变量，故匀速圆周运动是变加速运动，匀速圆周运动 的速度时刻改变，这里“匀速”的含义是“匀速率”，并非 匀速运动，做匀速圆周运动的物体的运动状态也在时刻 改变并非处于平衡状态.门 2.D[A点和B点是链条传动，线速度大小相等，方向不 同，故A错误；A点和C,点是同轴转动，角速度相同，即 u,=旅搭。=a,可得==号，周为=s, rw 所以g:=2:1,故D正确；因为两齿轮的半径关系 未知，无法比较B、C两点向心加速度的大小，故B、C 错误.门 3.D「D.由题意可知，球面上P、Q两点转动时属于同轴 转动，故角速度大小相等，故D正确；A,由题图可知，球 面上P、Q两点做圆周运动的半径的关系为r<rQ,故A 错误；B.根据0=rw可知，球面上P、Q两点做圆周运动 的线速度的关系为vp<。,故B错误；C,根据an=rw 可知，球面上P、Q两点做圆周运动的向心加速度的关系 为a,<aa,故C错误.] 4.BC[a、b两点绕同轴转动，角速度相同，由于半径不同， 线递度不同，D=or:u=。1方=RR=月：2 a=wr,a。:a6=r.:rb=3:2.所以A、D错误，B、C 正确.] 5.B[老鹰在空中做圆周运动，受重力和空气对它的作用 力两个力的作用，两个力的合力充当它做圆周运动的向 心力，但不能说老鹰受重力、空气对它的作用力和向心 力三个力的作用.选项B正确.] 6.C[小球转动的角速度w=2m=12rad/s,弹簧的弹力 为小球做圆周运动提供向心力，即x=mw(x,十x),解 得z=mw=0:5X2X02m=0.05m=5.0cm. k一mw 360-0.5×12 选项C正确.] 高一物程垫) 7.D[物块在最高点和最低点仅受到重力和支持力的作 用，没有摩擦力，而在a、b两点，摩擦力最大，A、C错误； 在α、b两，点，水平木板对物块的作用力的竖直分量与物 块的重力平衡，水平分量提供物块做圆周运动的向心 力，B错误；由于物块做匀速圆周运动，因此向心力大小 不变，D正确. 8.B[苹果在最高点c时所受到的支持力和苹果对手的 压力是作用力和反作用力，大小相等，A错误；苹果在b 位置和d位置时受到的弹力大小相等，方向均竖直向 上；受到的摩擦力大小相等，方向相反，B正确，C错误； 苹果做匀速圆周运动，合力大小不变，方向一直在变化， D错误.] 9.解析：)木块的角速度w=二。 (2)木块的线速度为v=0r-票 (3)摩擦力提供木块做圆周运动所需的向心力， 则=4xmr 答案：1)票（2 (3)4xm四 2 素养培优 1.解析：(1)小球从A,点飞出后做平抛运动，竖直方向满足 h=2gt,解得=0.8s, (2)小球离开最高点时的速度大小为=BC=6m/s t (3)人松手前小球运动到A点时，对小球由牛顿第二定律得 F,十mg=m乙，代入数据解得绳对球的拉力大小为F,= 30N. 答案：(1)0.8s(2)6m/s(3)30N 2.解析：(1)当系统处于静止状态 00w 时，小球受重力、拉力和BC杆的 弹力处于平衡，根据平衡知 F=mgtan 0 (2)当轻杆BC对小球的弹力为 公 B 零时，小球靠重力和拉力的合力 提供向心力，根据牛顿第二定律 得mgtan0=mw2L mg gtan 0 解得：wL 在竖直方向上小球合力为零，有F:cos日=mg 解得：B= 当角速度增大时，由于小球竖直方向上的合力为零，则 细线上的弹力不变， 答案：(1)mgtan9（2) /gtan 0 mg L cos9w变化时细线 上的弹力大小不变 假期作业5 情景辨析 (1)/(2)/(3)/(4)/ 技能提升 1,AB[分析两球的受力，可知重力、弹力相等，向心力也 相等，选项D错误.向心力下，=m号，A小球对应的半 径大，则其线速度也较大，选项A正确.向心力F= mrw2,A小球对应的半径大，则其角速度较小，选项B正 确，向心力F.=mr(停)，A小球对应的半径大，则共周 期较大，选项C错误.] 人壁快乐假期 2.C[依题意，当内、外轨均不会受到轮缘的挤压时，由重 力和支持力的合力提供向心力，有mgtan日=mam= m之，解得火车的向心加速度大小及该弯道的半径为Q, gtan ,r= gan即v=√grian0,显然规定的行驶速 度与火车质量无关，故A、B、D正确：当火车速率大于 时，重力与支持力的合力不足以提供火车所需向心力， 则外轨将受到轮缘的挤压，故C错误，] 3.B[飞鸟做圆周运动，受到的合力提供向心力，则F= 故合力为区，故B项正确门 4.C[水处于失重状态，仍然受到重力作用，这时水受的 合力提供向心力，使水做圆周运动.门 5.BCD[由于在最高，点圆管能支撑小球，所以小球的速度 最小值为零，故A错误；小球在最低，点，根据牛顿第二定 律有FN一mg=ma,加速度向上，则小球处于超重状态， 故B正确；小球经过最高，点P时，若对轨道的压力为零， 则重力提供向心力，小球处于完全失重状态，故C正确： 若过最高点的速度小于√g工，则在P点轨道对小球有向 上的弹力，根据牛顿第二定律可得mg一Fv=m乙，此时 经过最高，点P的速度增大，则小球在P点对管壁的压 力减小，故D正确.门 6.ACD[小球在c点时由牛频第二定律得：mg=R, =√gR,A项正确；小球在c点具有速度，它将做平抛运 动，并非做自由落体运动，B错误.小球由c,点平抛，在平 抛运动过程中由运动学公式得：x=0,t,2R=2g.解得 ，D项正确；x=2R,C项正确.] t=2入Ng 7.解析：(1)小汽车在最高，点 mg-Fx=m R 由牛顿第三定律可知，FN=1000N 车对桥面压力为1000N. (2)当mg=m尺时，车对桥面压力为零，达到安全行驶 的最大速度， 此时v=W/gR=√/25X10m/s=5√10m/s 而=10m/s<5√10m/s,所以车能正常行驶. 答案：(1)1000N(2)小汽车能正常行驶 8.D[墨水所受陀螺的束缚力消失后，在水平面内（俯视） 应沿轨迹的切线飞出，故AB错误，又因陀螺顺时针匀速 转动，故C错误，D正确.门 9.B[脱水过程中，衣物做离心运动而被甩向桶壁，故A 正确.水滴的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所 需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，故B错误.F =mwR,w增大，所需向心力F增大，会有更多水滴被甩 出去，故C正确.靠近中心的衣服，R比较小，角速度ω 一样，所需向心力小，脱水效果较差，故D正确.] 素养培优 1,BDL根据题意可得m(2rn)r=mg携，可得模拟重力加 速度g接=4πnr,模拟重力加速度与样品的质量无关， 离心机的转速变为原来的2倍，同一位置的“模拟重力加 速度”变为原来的4倍，故A错误，B正确；实验载荷因 为有向外飞出的趋势，对容器壁产生的压力向外，所以 模拟重力的方向背离离心机转轴中心，故C错误：根据 牛顿第三定律可知，一台离心机从静止开始加速转动， 会给空间站施加相反方向的力，使空间站发生转动，所 以为防止两台离心机转动时对空间站的影响，两台离心 机应按相反方向转动，故D正确.门 5 900-= 2.解析：(1)当陀螺在轨道内侧最高点时，设轨道对陀螺的 支持力为FN1,陀螺所受的重力为mg,轨道对陀螺的吸 引力为F,最高点的速度为，受力分析可知： F mg mg十FN-F=mR' 解得FN1=10mg； (2)设陀螺在轨道外侧运动到最低点时，轨道对陀螺的 支持力为FN2,陀螺所受的重力为mg,轨道对陀螺的吸 引力为F,,最低，点的速度为，受力分析可知：F。一F② 一mg=mR mg FN2 由题意可知，当F2=0时，陀螺通过最低点时的速度为 最大值，解得02=√5gR; (3)设陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时，轨 道对陀螺的支持力为FN,陀螺所受的重力为mg,轨道 对陀螺的吸引力为F, →F mg 则：F=E一Fs=m3,解得F=4mg 由牛顿第三定律可知F'=F,F'=F, 固定支架对轨道的作用力大小为 F=√(F'-F')+(Mg)F, 解得F=g√4m+M. 答案：(1)10mg(2)√5gR(3)g√4m2+ 假期作业6 情景辨析 (1)/(2)×(3)/(4)× 技能提升 1.B「由题图可知，夏至时地球在远日，点，公转速度最小， 冬至在近日点，公转速度最大，则冬至到夏至，地球公转 的速度逐渐减小，故A错误，B正确：由题图可知，从冬 至到夏至的运动时间为地球公转周期的一半，由于离太 阳越近，地球公转的速度越大，则从冬至到春分的时间 小于地球公转周期的四分之一，从春分到夏至的时间大 于地球公转周期的四分之一，故C、D错误.门 2.D[所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，但不是同一 轨道，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A、B错；所有行星 的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都 相等，离太阳越近的行星其运动周期越短，故C错，D 对.不同行星的椭圆轨道不同，太阳在各行星椭圆轨道 的公共焦点上.] 3BD[由开香药定律琴=长可知，R总大，T越大，鼓B。 D正确，C错误.式中T是公转周期而不是自转周期，水 星、海王星均为太阳行星，可利用开普勒定律直接求解， 考查开普勒定律的应用.门