假期作业12 生活中的圆周运动-【快乐假期】2025-2026学年高一物理暑假作业（全学年）

k经饶乐联明 (2)小球离开最高点时的速度大小为=BC=6m/s. (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=m2,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时，小 O1-@ 球受重力、拉力和BC杆的禅力处于 平衡，根据平衡知 F=mgtan 0 (2)当轻杆BC对小球的弹力为零F,← B 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mgtan日 =mo'L mg 解得：ω= /gtan 0 在竖直方向上小球合力为零，有F2cos=mg 解得：F2=mg cos 0 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：mgan9(2√20 。ω变化时细线上 的弹力大小不变 假期作业12 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错误向心力卫。=m号，A小琅对应的辛径大， 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。= m(停)A小球时应的丰经大，则共周有较大，选项C 错误.] 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mgan0=ma。=m,解得 火车的向心加速度大小及该弯道的半径为a.=gtan0,r= gtan0,即o=√grtan0,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v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=m R 故合力为兴，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 牛领第二定律可得mg一人、=m艺，此时经过表高点P的 速度增大，则小球在P点对管壁的压力减小，故D正确.] .-S0M%□ 6ACD[小球在c点时由牛顿第二定律得：mg=R,巴月 √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 复中由运动学公式得：x=1,2R=名g,每得：=2√图D 项正确；x=2R,C项正确.] 7.解析：(1)小汽车在最高点 mg一，=m发 由牛顿第三定律可知，F'N=1000N 车对桥面压力为1000N. (2)当mg=m受时，车对桥面压力为率，达到安全行驶的录 大速度， 此时v=√gR=√25X10m/s=5/10m/s 而2=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.] 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.BD[根据题意可得m(2πn)2r=mg機，可得模拟重力加速 度g樵=4π2n2r,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.] 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F、,陀螺所受的重力为mg,轨道对陀螺的吸引力为 F1,最高点的速度为山，受力分析可知： mg十FN-F=mR, 解得FN=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F2,陀螺所受的重力为mg,轨道对陀螺的吸引力为 F2,最低点的速度为2，受力分析可知：F2一F一mg= mg 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2=√5gR; 三0022.-. (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, -F3 mg 到：E。二E一人。=m爱期释R一mg 由牛顿第三定律可知FN'=FN,F3'=Fg, 固定支架对轨道的作用力大小为 F=√(F3'-F3)2十(Mg), 解得F=g√4m+M. 答案：(1)10mg(2)√5gR(3)g√4m+M 假期作业13 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.] 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.] 3.BD[由开普勒定律琴-k可知，R越大，T越大，故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.] 4B[旅第开粉第三定体可为答-：即笑一袋月浆的调期 约为27天，故可求出T=5天，故B正确.] 5.AD[冬至日前后，地球位于近日点附近，夏至日前后地球 位于远日，点附近，由开普勒第二定律可知近日点速率最大， 故A对，B错.春夏两季平均速率比秋冬两季平均速率小， 又因所走路程基本相等，故春夏两季时间长，春夏两季一般 在186天左右，而秋冬季只有179天左右，C错，D对.] 6.C[如图所示，A、B分别为远日 点和近日点，由开普勒第二定律， b 太阳和行星的连线在相等的时间B 里扫过的面积相等，取足够短的 时间△t,则有：。·△t·a=%· △1·b,所以%=分] 7.D[“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据开 香物多三定件祭-， 同理，对地球的同步卫星根据开普勒第三定律 T=', 又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以一， ,M月k 联立可得总-号」 7 禽一物理的) 8.BC[因火星的公转周期约为地球公转周期的2倍，故地球 转一周时，火星转动了半周，火星转动一周时才会再次同时 出现在同一直线上，故约每2年出现一次，故A错误，B正 喷：指手药彩三定#有贷是（侵）广一（侵广=， 故x=江，故C正确，D错误.] R地 9.D[由只=及知r=T,D项正确门 素养培优 解析：飞船沿椭圆轨道返回地面，由题图可知，当飞船由A 点运动到B点时所需的时间刚好是半个周期，设飞船沿椭 圆轨道运动的周期为T,沿圆轨道运动的周期为T,圆轨道 的丰经为R,地球丰径为，则精周的半长轴为士，根搭开 R+r 普新第三定律有7-尽得T=25(+反)所 2√2 以飞船由A点运动到B点的时间为【= T +月 假期作业14 情景辨析 (1)×(2)√(3)×(4)× 技能提升 1.D[牛频发现了万有引力定体F=G恤，美国科学家卡文迪 什利用扭秤装置，第一次测出了引力常量G,引力常量G=6.67 ×101N·m/kg2.故D正确，A,B、C错误.] 2.C[运用万有引力定律公式F=Gm1进行计算时，首先 r2 要明确公式中各物理量的含义，对于质量分布均匀的球体， 指的是两个球心间的距离，两球心间的距离应为r=。十十2 =30m两球间的引力为F=G,,代入数据可得引力 约为2.96×10-11N.故选项C正确.] 3.C[在地球表面附近，物体所受的重力近似等于万有引力， 即重力G=F,=GM;在距地而高度为地球半径的位置， R2 F2-G Mm_G (2R=4,故选项C正确.] 4.C[变化前，F=km·m,变化后F=kmg·2- /1 (2 8F,故C正确.] 5.BCD 6.B[地球表面的重力加速度在两极处的大小为g0,地球半 径为R,则G-m地球表面的重力加速度在赤道处的 大小为g,地球自转的周南为工尉G-mg一mR孕， R,故选B.门 联立解得T=2√g。一g' 7B[由题意知，读行星表面的重力加速度为g一只，根据一 卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为 ,G=m员，又GM=gR,联主解得：这颗行里的质量 为M=部，所以AC.D错误B正扇.]壑快乐假期 假期作业12生活中的 《情境辨析 G 父舞旁肉整惠爽克汽车四形桥洗衣机的脱水 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点， 内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径 r(其中an0=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 A 平面，圆锥固定不动，两个质 B 量相同的球A、B紧贴着内 0 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 2 S0M-= 不积跬步，无以至千里。 圆周运动 完成日期： 月 日 2.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=gtan8 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v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) 2)2 A.mg+R B.mv2 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 三022 5.(多选)如图，半径为L的细 P 圆管轨道竖直放置，管内壁 光滑，管内有一个质量为m 0 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v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2 区 g 7.城市中为了解决交通问A 题，修建了许多立交桥， 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) 2 高一物理垫) (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2=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) 承可度食 火受快乐暇期 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.(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 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 30 S0M-= 2.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6g,g为重力加速度.不计摩擦和空 气阻力. 陀螺周定支架 手柄 圆轨道 甲 之 (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