通用版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版知识点归纳总结.docx

通用版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版知识点归纳总结(精华版)1单选题1、“S路”曲线行驶是我国驾驶证考试中的一个项目。某次练习过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。如图所示，当汽车在水平“S路”图示位置处减速行驶时（）A两名学员具有相同的线速度B两名学员具有相同的角速度C汽车受到的重力和支持力的合力提供向心力D在副驾驶座上的学员需要的向心力较大答案：BAB两名学员绕同一点做圆周运动，则他们的角速度相等，两名学员离圆心的距离不相等，据v=r，所以他们的线速度大小不相同，故A错误，B正确；C摩擦力指向圆心方向的分力提供向心力，故C错误；D两学员质量未知，无法比较他们所需向心力的大小，故D错误。故选B。2、在水平面上，小猴拉着水平绳子牵引小滑块做匀速圆周运动，O点为圆心，能正确地表示小滑块受到的绳子拉力F及摩擦力Ff的图是（）ABCD答案：A小滑块做匀速圆周运动，绳子拉力和摩擦力的合力充当向心力，指向圆心。而摩擦力总是与滑块的速度方向相反，故摩擦力方向为轨迹的切线方向，故拉力应有与摩擦力方向相反的分力，同时有指向圆心的分力。故选A。3、某玩具可简化为如图所示的模型，竖直杆上同一点O系有两根长度均为l的轻绳，两轻绳下端各系一质量为m的小球，两小球间用长为l的轻绳相连，轻绳不可伸长。当球绳系统绕竖直杆以不同的角速度匀速转动时，小球A、B关于杆对称，关于OA绳上的弹力FOA与AB绳上的弹力FAB大小与角速度平方的关系图像，正确的是（）ABCD答案：B在AB绳绷直前AB绳上弹力为零，OA绳上拉力大小为FOA，设OA绳与竖直杆间的夹角为，有FOAsin=m2lsin得FOA=m2l当AB绳恰好绷直时，OA绳与竖直杆间的夹角为30，有mgtan30=m2lsin30得2=23g3l当223g3l时，竖直方向有FOAcos30=mg得FOA=233mg水平方向有FOAsin30+FAB=m2lsin30解得FAB=12m2l-33mg综上可知：FOA先与角速度平方成正比，后保持不变；FAB开始为零，当角速度平方增大到一定值后与角速度平方成一次增函数关系。故选B。4、飞行员的质量为m，驾驶飞机在竖直平面内以速度v做半径为r的匀速圆周运动（在最高点时，飞行员头朝下，且vgr），则在轨道的最高点和最低点时，飞行员对座椅的压力（）A相差6mgB相差mv2rC相差2v2rD相差2mg答案：D在最高点有F1+mgmv2r解得F1mv2r-mg在最低点有F2-mgmv2r解得F2mv2r+mg所以F2-F1=2mg故选D。5、如图，一小球A在水平面内做匀速圆周运动，关于小球A的受力情况，下说法中正确的是（）A小球A受重力、拉力和向心力的作用B小球A受拉力和向心力的作用C小球A的角速度只与小球悬挂点到圆所在平面的高度有关（绳长不变）D小球A受的合力既改变速度的方向，也改变速度的大小答案：CAB小球做圆锥摆运动，受重力和拉力两个力作用，两个力的合力提供圆周运动的向心力，注意向心力不是物体所受的力，靠指向圆心的合力提供，故AB错误；D小球A受的合力等于小球A做匀速圆周运动所需的向心力，向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故D错误；C小球A做圆锥摆运动，则有mgtan=m2r=m2Lsin整理得g2=Lcos=h故小球A的角速度只与小球悬挂点到圆所在平面的高度有关（绳长不变），故正确。故选C。6、下列说法中正确的是（）A因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力B因向心力指向圆心，且与线速度的方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C物体因为做匀速圆周运动才受到向心力D做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力答案：BA向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，但是方向不断变化，故向心力是一个变力，选项A错误；B因向心力指向圆心，且与线速度的方向垂直，所以它不能改变线速度的大小，选项B正确；C物体不是因为做圆周运动才受到向心力，而是做圆周运动外界必须提供向心力才使物体做圆周运动，选项C错误；D只有做匀速圆周运动的物体所受各力的合力才是向心力，选项D错误。故选B。7、如图所示，在倾角为的足够大的固定斜面上，一长度为L的轻绳一端连着一质量为m的小球（视为质点）可绕斜面上的O点自由转动。现使小球从最低点A以速率v开始在斜面上做圆周运动并通过最高点B，下列说法正确的是（重力加速度大小为g，轻绳与斜面平行，不计一切摩擦。）（）A小球通过B点时的最小速度可以小于gLsinB小球通过A点时的加速度大小为gsin-v2LC小球通过A点时的速度越大，此时斜面对小球的支持力越大D若小球以gLsin的速率通过B点时烧断绳子，则小球到达与A点等高处时与A点间的距离为2L答案：DA小球通过B点时，当绳上拉力恰好为零时，对应的速度最小，由牛顿第二定律可得mgsin=mvB2L解得小球通过B点时的最小速度为vB=gLsinA错误；B小球通过A点时的加速度大小为a=v2LB错误；C斜面对小球的支持力始终等于重力沿垂直于斜面方向的分量，与小球的速度无关，即N=mgcosC错误；D若小球以gLsin的速率通过B点时烧断绳子，则小球在斜面上作类平抛运动，在平行于底边方向做匀速运动，在垂直于底边方向做初速为零的匀加速度运动，可得s水平=vBt=gLsint沿斜面方向2L=12at2其中a=gsin联立解得s水平=2L即到达与A点等高处时与A点间的距离为2L，D正确。故选D。8、下列关于向心加速度的说法中正确的是（）A向心加速度表示做圆周运动的物体速率改变的快慢B向心加速度的方向不一定指向圆心C向心加速度描述线速度方向变化的快慢D匀速圆周运动的向心加速度不变答案：CA做匀速圆周运动的物体速率不变，向心加速度只改变速度的方向，故A错误；B向心加速度的方向总是沿着圆周运动轨迹的半径指向圆心，故B错误；C匀速圆周运动中线速度的变化只表现为线速度方向的变化，作为反映速度变化快慢的物理量，向心加速度只描述线速度方向变化的快慢，故C正确；D向心加速度的方向是变化的，故D错误。故选C。9、自行车，又称脚踏车或单车，骑自行车是一种绿色环保的出行方式，如图所示，A、B、C分别是大齿轮、小齿轮以及后轮边缘上的点，则（）AA点的线速度大于B点的线速度BA点的角速度小于B点的角速度CC点的角速度小于B点的角速度DA、B、C三点的线速度相等答案：BAA、B两点属于链条传动，线速度相等，故A错误；B由图可知rArB根据=vr知AB故B正确；CC、B两点属于同轴转动，则角速度相等，故C错误；D根据v=r可得vBvC故D错误。故选B。10、如图所示，轻杆一端与一质量为m的小球相连，另一端连在光滑固定轴上，轻杆可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A小球在运动过程中的任何位置对轻杆的作用力都不可能为0B当轻杆运动到水平位置时，轻杆对小球的拉力大小不可能等于mgC小球运动到最低点时，对轻杆的拉力可能等于4mgD小球运动到最低点时，对轻杆的拉力一定不小于6mg答案：BA小球在轻杆的作用下做圆周运动，在最高点时，若只有重力提供向心力，则小球对轻杆的作用力为0，故A错误；B假设当轻杆运动到水平位置时，轻杆对小球的拉力等于重力，则有mgmv2r此时小球的动能为12mv2=12mgr由机械能守恒定律可知，小球不可能运动到最高点，不能完成完整的圆周运动，假设不成立，B正确；CD若小球恰能完成完整的圆周运动，则在最高点时，小球的速度为0，在最低点时，由机械能守恒得小球的动能为Ek=2mgr由F-mg=mv2r=4mg得F=5mg由牛顿第三定律，可知小球对轻杆的作用力最小为5mg，故CD错误。故选B。11、如图所示，底部装有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周均有一定空间。当公交车（）A缓慢启动时，a、b均相对于公交车向后运动B急刹车时，行李箱a相对于公交车向前运动C缓慢转弯时，a、b均相对于公交车向外侧运动D急转弯时，行李箱a相对于公交车向内侧运动答案：B设行李箱a竖立时与汽车发生相对运动的加速度为a1，行李箱b平放时与汽车发生相对运动的加速度为a2，根据实际情况可知a1a2。A缓慢起动时，汽车的加速度比较小，如果小于a1，则两只行李箱不会相对车子运动，故A错误；B急刹车时，汽车减速运动的加速度很大，行李箱a一定相对车子向前运动，故B正确；C缓慢转弯时，只要转动的向心加速度小于a1，两只行李箱不会相对车子向外侧运动，故C错误；D急转弯时，行李箱a一定会相对车子向外侧运动，不会相对车子向内侧运动，故D错误。故选B。12、如图所示，轻质细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长1m，小球质量为1kg，现使小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过轨道最低点A的速度为vA=7m/s，通过轨道最高点B的速度为vB=3m/s，g取10m/s2，则小球通过最低点和最高点时，细杆对小球的作用力（小球可视为质点）为（）A在A处为推力，方向竖直向下，大小为59NB在A处为拉力，方向竖直向上，大小为59NC在B处为推力，方向竖直向下，大小为1ND在B处为拉力，方向竖直向下，大小为1N答案：BAB在最低点，杆一定表现为拉力，设拉力大大小为F,由牛顿第二定律F-mg=mvA2L解得F=59N方向竖直向上，故A错误，B正确；CD在租高点，设杆的弹力为FB，以竖直向下为正方向，由牛顿第二定律FB+mg=mvB2L解得FB=-1N所以杆的弹力为推力，方向竖直向上大小为1N，故CD错误。故选B。13、做曲线运动的物体在运动过程中，下列说法正确的是（）A做匀速圆周运动的物体处于平衡状态B平抛运动速度变化快慢不变C曲线运动它所受的合外力一定是恒力D曲线运动加速度大小一定改变答案：BA做匀速圆周运动的物体所受的合外力方向一定与速度方向垂直，合力一定不为零，一定处于不平衡状态，故A错误；B平抛运动的加速度不变，则速度变化的快慢不变。故B正确；C曲线运动它所受的合外力可以是恒力，如平抛运动，也可以是变力，如匀速圆周运动，故C错误；D曲线运动加速度大小不一定改变，如平抛运动加速度大小不变。故D错误。故选B。14、关于匀速圆周运动，正确的是（）A线速度不变B角速度不变C向心加速度不变D匀变速曲线运动答案：BA匀速圆周运动线速度大小不变，方向沿曲线切线方向，方向时刻改变，A错误；B匀速圆周运动角速度大小、方向都不变，B正确；C匀速圆周匀速向心加速度大小不变，方向时刻指向圆心，方向时刻改变，C错误；D匀速圆周匀速加速度方向时刻改变，不是匀变速曲线匀速，D正确。故选B。15、如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是（）A当转盘匀速转动时，物块P所受摩擦力方向为c方向B当转盘匀速转动时，物块P不受转盘的摩擦力C当转盘加速转动时，物块P所受摩擦力方向可能为a方向D当转盘减速转动时，物块P所受摩擦力方向可能为b方向答案：AAB当转盘匀速转动时，物块P所受的重力和支持力平衡，摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力，故摩擦力方向沿半径指向圆心O点，故A正确，B错误；C当转盘加速转动时，物块P做加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a方向的切向力，使线速度大小增大，即物块P所受摩擦力方向可能为b方向，故C错误；D当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有沿与a方向相反的切向力，使线速度大小减小，即物块P所受摩擦力方向可能为d方向，故D错误。故选A。多选题16、一辆载重汽车在高低不平的路面上行驶，其中一段路面如图所示，图中虚线是水平线。若汽车速率不变，下列说法正确的是（）A经过图中A处最容易爆胎B经过图中B处最容易爆胎C为防止汽车爆胎，应增大汽车的速度D为防止汽车爆胎，应减小汽车的速度答案：ADAB在A处，有NA-mg=mv2R可得NA=mg+mv2R在B处，有mg-NB=mv2R可得NB=mg-mv2R可知汽车经过凹形面时轮胎受到的作用力更大，所以经过图中A处最容易爆胎，A正确，B错误；CD当汽车在A处时容易爆胎，根据上述分析，若要防止爆胎，应当减小汽车的速度，这样会减小轮胎受到的作用力，C错误，D正确。故选AD。17、如图所示，火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径和火车设计速度确定。已知某转弯处的圆弧半径为R，设计行驶的速度为v0，实际行驶速度为v。则下列说法正确的是（）A设计火车轨道时，它与水平面的夹角应该满足tan=v02gRB当v=v0时，火车所受的重力与支持力合力提供向心力C当vv0时，外轨对轮缘会有挤压，此时铁轨对车轮的支持力与没挤压时相比不变答案：ABCA当火车受到的重力和支持力的合力提供向心力，则有mgtan=mv02r解得tan=v02gRAB正确；C当vv0时，火车需要的向心力大于火车受到的重力和支持力的合力，外轨对轮缘会有挤压，此时铁轨对车轮的支持力与没挤压时相比变大，D错误。故选ABC。18、小球质量为m，用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方L2处有一钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬时，设线没有断裂，则下列说法正确的是（）A小球的线速度突然增大到原来的2倍B小球的角速度突然增大到原来的2倍C小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D细线对小球的拉力突然增大到原来的2倍答案：BCA当细线碰到钉子的瞬间，小球的线速度沿水平方向，此时水平方向外力为零，不存在加速度，线速度不会发生突变，故A错误；B根据=vr可知，当细线碰到钉子的瞬时，r突然变为原来的12，小球的角速度突然增大到原来的2倍，故B正确；C根据a=v2r可知，当细线碰到钉子的瞬时，r突然变为原来的12，小球的加速度突然增大到原来的2倍，故C正确；D在最低点时，设细线对小球的拉力大小为F，根据牛顿第二定律得F-mg=mv2r解得F=mg+mv2r当细线碰到钉子的瞬时，r突然变为原来的12，F会突然增大，但不会达到原来的2倍，故D错误。故选BC。19、如图1所示，“飓风飞椅”是集旋转、升降、变倾角等多种运动形式于一体的大型飞行塔类游艺机。现对其中的甲、乙、丙、丁四位游客进行分析，他们的质量分别为m1、m2、m3、m4，对应的绳长分别为l1、l2、l3、l4，绳子与竖直方向的夹角分别为1、2、3、4，如图2、图3所示，已知l3l1=l2l4，m4m1=m2m3。当“飓风飞椅”保持某一角速度水平面转动时，下列说法正确的有（）A图2中，甲、乙两位游客所受合力相同B图3中，34C四位游客的加速度大小相等D四位游客的重力均不做功答案：BDA游客随“飓风飞椅”做匀速圆周运动，甲、乙两位游客所受合力指向圆心，由图2可知，合力方向肯定不同，即甲、乙两位游客所受合力不相同，A错误；B由圆锥摆模型得游客所受合力F=mgtan=mr2得=gtanr设圆盘的半径为r0，则有=gtanlsin+r0由于甲、乙、丙、丁四位游客的角速度和周期相等，则有gtan3l3sin3+r0=gtan4l4sin4+r0由于l3l4得34B正确；C游客随“飓风飞椅”做匀速圆周运动的向心力为F=mgtan由牛顿第二定律可知a=gtan由于角不都相等，所以加速度大小不都相等，C错误；D四位游客在水平面内做匀速圆周运动，重力均不做功，D正确。故选BD。20、宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的有（）A在飞船内可以用天平测量物体的质量B在飞船内可以用弹簧测力计测物体的重力C在飞船内可以用弹簧测力计测拉力D在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球的引力答案：CDABC飞船内环境属于完全失重，无法用天平测量物体的质量，无法用弹簧测力计测物体的重力，可以用弹簧测力计测拉力，故AB错误，C正确；D在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球的引力，故D正确。故选CD。21、如图所示，圆柱体竖直固定于光滑水平面上，一根轻质细线一端连接一小球m，另一端固定于圆柱体的底部。现拉直细线使其水平，给小球一垂直细线的沿水平方向的初速度，则（）A小球运动过程中动能不变B小球运动过程中角速度变大C若细线断裂，小球将沿速度方向做类平抛运动D由于细线变短，小球运动半径变为原来的一半时，细线对小球的拉力将变为原来的2倍答案：ABDA由于向心力不做功，小球运动过程中绳变短，但小球的线速度大小不变，小球的动能不变，A正确：B由公式v=R知角速度变大，B正确；C绳子断裂，小球在水平方向不受外力的作用，小球沿速度方向做匀速直线运动，C错误；D由于线变短，小球运动半径为原来的一半时，线速度大小不变，则由F=mv2R可知，线的拉力变为原来的2倍，D正确。故选ABD。22、如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。A、B、C三点的线速度分别是vA、vB、vC，角速度分别是A、B、C，向心加速度分别是aA、aB、aC，下面说法正确的是（）AvA=vB=vCBvA=vB=2vCC2A=B=2CDaA=2aB=aC答案：BCAB由题意可知A、B两点线速度大小相同，A、C两点角速度相同，由于A点的半径是C点半径的2倍，根据v=r可知vA=2vC故A错误，B正确；C由于A点的半径是B点半径的2倍，根据=vr可知B=2AA、C两点角速度相同，故C正确；D根据a=2r可知，A点的向心加速度是C点的2倍，根据a=v2r可知，B点的向心加速度是A点的2倍，故D错误。故选BC。23、子弹以初速度v0水平向右射出，沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒，在圆筒上只留下一个弹孔（从A位置射入，B位置射出，如图所示）。OA，OB之间的夹角=3，已知圆筒半径R=0.5m，子弹始终以v0=60m/s的速度沿水平方向运动（不考虑重力的作用），则圆筒的转速可能是（）A20r/sB60r/sC100r/sD220r/s答案：CDOA、OB之间的夹角为=3所以A与B之间的距离等于R，根据题意子弹运动的时间为t=Rv0在子弹飞行的时间内，圆筒转动的角度为1=(2n-13)，(n=1,2,3,)则圆筒转动的时间t=(2n-13)，(n=1,2,3,)其中=2N联立解得圆筒的转速N=(n-16)v0R，(n=1,2,3,)当n=1时，则有N=(1-16)600.5r/s=100r/s当n=2时，则有N=(2-16)600.5r/s=220r/s故AB错误，CD正确。故选CD。24、如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量均为2kg的物体A、B，A、B间用细线沿半径方向相连。它们到转轴的距离分别为0.6m和1.0m，A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.4倍，g取10m/s2.现缓慢增大圆盘的角速度，则下列说法正确的是（）A当细线上开始有弹力时，圆盘的角速度为2rad/sB当A恰好达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度为5rad/sC当A达到最大静摩擦力时，B受到的摩擦力大小为8ND在细线上有弹力后的某时刻剪断细线，A将做向心运动，B将做离心运动答案：ACA设细线弹力为T，对BkmBg+T=mB12rB解得12rad/sA正确；BC增大圆盘的角速度，B先达到最大静摩擦力，所以A达到最大静摩擦力时，B受到的摩擦力大小为FB=kmBg=8N设A达到最大静摩擦力时，圆盘角速度为2，则对A、B分别有kmAg-T=mA22rAkmBg+T=mB22rB解得2=5rad/s故B错误，C正确；D剪断细线，绳子张力T消失，有前面的分析可知A随圆盘做圆周运动，B将做离心运动，D错误。故选AC。25、有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（）A如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用B如图乙，小球在光滑而固定的竖直圆锥筒内做匀速圆周运动，合力指向运动轨迹的圆心C如图丙，小球在细绳作用下做匀速圆周运动，重力与拉力的合力必指向圆心（不计阻力）D如图丁，物体M紧贴圆筒壁随圆筒一起做圆周运动，摩擦力提供向心力答案：BCA火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，有mgtan=mv2r解得v=grtan火车转弯小于规定速度行驶时，重力和支持力的合力大于所需的向心力，则火车做近心运动的趋势，所以车轮内轨的轮缘对内轨有挤压，选项A错误；B小球在光滑而固定的竖直圆锥筒内做匀速圆周运动，合力既向心力，指向运动轨迹的圆心，选项B正确；C小球在细绳作用下做匀速圆周运动，重力与拉力的合力必指向圆心提供向心力，选项C正确；D物体M紧贴圆筒壁随圆筒一起做圆周运动，摩擦力平衡重力，弹力提供向心力，选项D错误。故选BC。填空题26、一般曲线运动的受力特点（1）处理方法：可以把一般的曲线分割成许多_的小段，看作一小段圆弧。（2）用处理_的方法研究物体在每一小段圆弧上的运动。答案：很短圆周运动（1）1一般曲线运动的受力处理方法：可以把一般的曲线分割成许多很短的小段，看作一小段圆弧。（2）2用处理圆周运动的方法研究物体在每一小段圆弧上的运动。27、做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下物体将做_运动。答案：离心1做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下物体将做离心运动。28、汽车在水平圆弧弯道上以恒定的速率在20s内行驶20m的路程，司机发现汽车速度的方向改变了30角，司机由此估算出弯道的半径是_m；汽车的向心加速度是_m/s2。答案：380.0261汽车的线速度大小为v=st=2020m/s=1m/s角速度大小为=t=620rad/s=120rad/s则半径为r=v=1120m=120m38m2向心加速度a=v=1120m/s2=120m/s2=0.026m/s229、如图为“行星传动示意图”，中心“太阳轮”的转动轴固定，其半径为R1，周围四个“行星轮”的转动轴固定，其半径均为R2，“齿圈”的半径为R3，其中R1=1.5R2，A、B、C分别是“太阳轮”、“行星轮”和“齿圈”边缘上的点，齿轮传动过程不打滑，则A点与C点的线速度之比为_，B点与C点的转速之比为_。答案：1：17：2（1）1A点与B点是齿轮传动，所以A与B的线速度相等，同理可知B与C的线速度相等，所以A与C的线速度相等，即两者之比为1:1；（2）2由公式v=2Rn再结合B与C的线速度相等，所以nBnC=R3R2=R1+2R2R2=7230、一辆质量为1200kg的汽车，为测试其性能，在水平地面上沿半径r=80m的圆，以20m/s的速度做匀速圆周运动，汽车没有发生侧滑，向心力大小为_N。答案：6000根据向心力公式F=mv2r=120020280N=6000N27