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总结(超全)1单选题1、如图所示，在圆锥体表面放置一个质量为m的小物体，圆锥体以角速度绕竖直轴匀速转动，轴与物体间的距离为R。为了使物体m能在锥体该处保持静止不动，物体与锥面间的静摩擦系数至少为多少？（）AtanBgsin+2Rcosgcos-2RsinCtan+2RgDtan2+2Rg2答案：B水平方向受力Ncos-Nsin=m2R竖直方向受力Nsin+Ncos-mg=0解得=gsin+2Rcosgcos-2Rsin故选B。2、如图所示为一种叫作“魔盘”的娱乐设施，当转盘转动很慢时，人会随着“魔盘”一起转动，当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上，而不会滑下。若魔盘半径为r，人与魔盘竖直壁间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则人“贴”在“魔盘”竖直壁上随“魔盘”一起运动过程中，下列说法正确的是（）A人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用B若转速变大，则人与竖直壁之间的摩擦力变大C若转速变大，则人与竖直壁之间的弹力不变D“魔盘”的转速一定不小于12gr答案：DA人随“魔盘”转动过程中受到重力、弹力、摩擦力，向心力由弹力提供，A错误；B人在竖直方向上受到重力和摩擦力，二力平衡，则转速变大时，人与竖直壁之间的摩擦力不变，B错误；C如果转速变大，由F=mr2知，人与竖直壁之间的弹力变大，C错误；D人“贴”在“魔盘”上时，有mgFfmaxFN=mr(2n)2又Ffmax=FN解得转速为n12gr故“魔盘”的转速一定不小于12grD正确。故选D。3、一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内作半径为R的圆周运动，如图所示，则（）A小球过最高点时，杆所受弹力一定不为零B小球过最高点时的最小速度是gRC小球过最高点时，杆的弹力可以向上，此时杆对球的作用力一定不大于重力D小球过最高点时，杆对球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反答案：CA小球过最高点时，若只靠小球重力提供向心力时，杆所受弹力为零，故A错误；B由于小球连接的轻杆，所以小球过最高点时的最小速度可以为零，故B错误；C当小球过最高点，杆的弹力可以向上时，杆对小球的作用力反向向下，此时重力和杆的弹力的合力提供向心力，即mg-F=mv2RF=mg-mv2R此时杆对球的作用力小于或者等于重力，故C正确；D当小球过最高点时的速度vgR时，此时合外力提供向心力，即F合=mv2Rmg此时杆对球的作用力与小球的重力方向相同，故D错误。故选C。4、如图所示为马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道，表演者骑摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m，以v=2gR的速度通过轨道最高点，则此时轨道对车的作用力F为（）Amg、方向竖直向下Bmg、方向竖直向上C3mg、方向竖直向下D3mg、方向竖直向上答案：A根据F+mg=mv2R解得F=mg方向竖直向下。故选A。5、如图所示为走时准确的时钟面板示意图，M、N为秒针上的两点。以下判断正确的是（）AM点的周期比N点的周期大BN点的周期比M点的周期大CM点的角速度等于N点的角速度DM点的角速度大于N点的角速度答案：C由于M、N为秒针上的两点，属于同轴转动的两点，可知M与N两点具有相同的角速度和周期。故选C。6、在探究向心力大小的表达式的实验中，如图所示的情景研究的是（）A向心力与质量之间的关系B向心力与角速度之间的关系C向心力与半径之间的关系D向心力与线速度之间的关系答案：A由题图知，两个小球质量不同，故实验研究的是向心力与质量之间的关系。故选A。7、如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A小球在水平线ab以上的管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力B小球通过最高点时的最小速度vmin=g(R+r2)C小球在水平线ab以下的管道中运动时，外侧管壁对小球一定无作用力D小球通过最高点时的最小速度vmin=g(R+r)答案：ABD在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0，故BD错误；C小球在水平线ab以下的管道中运动时，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故C错误；A小球在水平线ab以上的管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，当速度非常大时，内侧管壁没有作用力，此时外侧管壁有作用力，当速度比较小时，内侧管壁对小球有作用力，故A正确。故选A。8、下列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向心力B向心力就是物体受到的合力C做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D向心力改变做圆周运动的物体的速度方向答案：DA物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是由物体本身产生的，选项A错误；B匀速圆周运动中由合力提供向心力，变速圆周运动中合力与向心力是不同的，选项B错误；C向心力始终指向圆心，方向时刻在改变，即向心力是变化的，选项C错误；D向心力的方向与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，选项D正确。故选D。9、如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道放在竖直平面内，AB连线为竖直直径，一小球以某一速度冲上轨道，运动到最高点B时对轨道的压力等于重力的2倍。则小球落地点C到轨道入口A点的距离为（）A23RB3RC6RD2R答案：A在最高点时，根据牛顿第二定律3mg=mv2R通过B点后做平抛运动2R=12gt2x=vt解得水平位移x=23R故选A。10、下列说法正确的是（）A做曲线运动的物体所受的合力一定是变化的B两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动C做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定，方向始终指向圆心D做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向可能在同一条直线上答案：CA做曲线运动的物体所受的合力不一定是变化的，如平抛运动，合力为重力，保持不变，A错误；B两个匀变速直线运动的合运动，当合速度方向与合加速度方向在同一直线时，合运动为匀变速直线运动，B错误；C做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定，方向始终指向圆心，C正确；D做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向一定不在同一条直线上，D错误。故选C。11、洗衣机的脱水简在工作时，有一衣物附着在竖直的筒壁上做匀速圆周运动，则此时（）A筒壁对衣物的摩擦力随筒转速的增大而增大B衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供C筒壁的弹力随筒转速的增大而减小D衣物受重力、筒壁弹力和摩擦力作用答案：DAD衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，在竖直方向上，衣服所受的重力和摩擦力平衡，所以摩擦力不变，A错误，D正确。B衣物随筒壁做圆周运动的向心力是弹力提供的，故B错误。C根据向心力计算公式可得弹力T=mr2，所以筒壁的弹力随筒的转速增大而增大，C错误；故选D。12、下列关于圆周运动的说法中正确的是（）A向心加速度的方向始终指向圆心B匀速圆周运动是匀变速曲线运动C在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的D在匀速圆周运动中，线速度和角速度是不变的答案：AA向心加速度的方向始终指向圆心，选项A正确；BC匀速圆周运动的加速度方向是不断变化的，加速度不是恒量，则不是匀变速曲线运动，选项BC错误；D在匀速圆周运动中，角速度是不变的，线速度的方向不断变化，则线速度不断变化，选项D错误。故选A。13、如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒固定不动且轴线竖直，两个质量相同的球甲、乙紧贴着内壁，分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，半径R甲R乙，则（）A角速度甲N乙C加速度a甲a乙D线速度v甲v乙答案：ADAB两球所受的重力大小相等，根据力的合成，知两支持力大小、合力大小相等，合力沿水平方向，提供向心力。根据F合=mr2得=F合mrr大则角速度小，所以球甲的角速度小于球乙的角速度，A正确，B错误；C根据公式F=ma可知，由于合力相同，故向心加速度相同，C错误；D根据公式F合=mv2r解得v=F合rm合力、质量相等，r大线速度大，所以球甲的线速度大于球乙的线速度，D正确。故选AD。14、火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是（）A轨道半径R=v2gB若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外C若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内D当火车质量变大时，安全速率应适当减小答案：BAD火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力由图可以得出（为轨道平面与水平面的夹角）F合=mgtan合力等于向心力，故mgtan=mv2R解得R=v2gtanv=gRtan安全速率与火车质量无关，故AD错误；B当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外，故B正确；C当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内，故C错误。故选B。15、下列说法正确的是（）A曲线运动速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化B物体在恒力作用下不可能做曲线运动C物体的加速度增加，物体的速度一定增加D物体做圆周运动，所受合力一定指向圆心答案：AA曲线运动速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化，如匀速圆周运动，故A正确；B做曲线运动的物体，可以受恒力的作用，如平抛运动，故B错误；C当物体的加速度方向与速度方向相反时，物体做减速运动，不论加速度是增大还是减小，物体的速度都在减小，故C错误；D物体做非匀速圆周运动时，存在径向的向心力和切向的分力，故合力并不一定指向圆心，故D错误；故选A。多选题16、汽车正在圆环形赛道上水平转弯，图示为赛道的剖面图。赛道路面倾角为，汽车质量为m，转弯时恰好没有受到侧向摩擦力。若汽车再次通过该位置时速度变为原来的二倍，则以下说法正确的是（）A汽车受到沿路面向下的侧向摩擦力，大小为3mgsinB汽车受到沿路面向上的侧向摩擦力，大小为mgsinC无侧向摩擦力时，路面对汽车的支持力大小为mgcosD速度变为原来的二倍后，路面对汽车的支持力大小为mgcos+3mgsintan答案：AD汽车转弯时恰好没有受到侧向摩擦力，设此时汽车速度为v1，汽车质量为m，路面支持力为FN，对汽车受力分析如图1所示则有FNsin=ma1=mv12rFNcos=mg当速度为原来的2倍时，汽车有向外的运动趋势，则赛道会增加内侧的静摩擦力f，设此时路面支持力为FN，汽车速度则为2v1，其受力分析如图2所示则有FNcos=mg+fsinFNsin+fcos=ma=2m(2v1)2r=4mgtan以上式子联立解得FN=3mgsintan+mgcosf=3mgsin故选AD。17、甲、乙两人质量分别为m甲=80kg、m乙=40kg，两人面对面拉着弹簧测力计在冰面上做圆周运动，相距0.9m，弹簧测力计的示数为96N。若忽略冰面的摩擦，此时两人的（）A线速度大小相同，均为4.0m/sB角速度相同，均为2rad/sC运动半径相同，均为0.45mD运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6m答案：BDCD两人面对面拉着弹簧测力计在冰面上做圆周运动，两人的角速度相等，所需向心力大小相等，可得F=m甲r12=m乙r22又r1+r2=L联立解得r1=0.3m，r2=0.6m，C错误，D正确；B由向心力公式F=m甲r12代入数据解得=2rad/sB正确；A由v=r可得，甲、乙两人的线速度大小分别为v甲=0.6m/s，v乙=1.2m/sA错误。故选BD。18、共享单车方便人们的出行。如图所示，单车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分，其边缘有三个点A、B、C。下列说法正确的是（）AA、B两点的向心加速度大小相等BB、C两点的周期相同CA、B两点的线速度大小相等DB、C两点的角速度大小相等答案：BCDACA、B两点为皮带传动，则二者线速度大小相等，根据a=v2r可知A点的向心加速度大小比B点的小，A错误，C正确；BDB、C两点为共轴传动，二者角速度大小相等，根据T=2可知二者的周期也相同，BD正确。故选BCD。19、如图所示，一可绕光滑固定轴O转动的轻杆，另一端连接一小球，小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN-v2图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A小球的质量为bRaBv2=a时，小球处于完全失重状态Cv2=c时，杆对小球的弹力方向竖直向上Dv2=2c时，杆对小球的弹力大小为3b答案：ABDAB当v2=0时，小球受重力、杆的弹力作用，二力平衡，即mg=b当v2=a时，F=0，说明重力恰好提供向心力，小球处于完全失重状态，由mg=mv2R知mg=maR得g=aRm=bRa故AB正确；C当v2=c时，小球在最高点的速度更大，重力不足以提供向心力，此时杆对球有向下的拉力，故C错误。D当v2=c时，杆对球有向下的拉力，由牛顿第二定律知mg+b=mcR同理，当v2=2c时，杆对球有向下的拉力，由牛顿第二定律知mg+F=m2cR得F=3mg=3b故D正确。故选ABD。20、下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是（）A图1：小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是细线拉力的水平分力B图2：物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时，受到重力、支持力和向心力三个力作用C图3：汽车过拱桥最高点时，处于失重状态，速度越大，对桥面的压力越大D图4：若轿车转弯时速度过大，可能因离心运动造成交通事故答案：ADA小球受重力和细线的拉力作用，细线拉力竖直向上的分力与重力平衡，水平分力提供向心力，故A正确；B向心力是效果力，匀速圆周运动中向心力由合外力提供，物体受到重力、支持力和摩擦力三个力作用，故B错误；C汽车过凸形桥最高点时，加速度向下，处于失重状态，速度越大，所需要的向心力越大，对桥面的压力越小，故C错误；D汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，摩擦力提供向心力，速度过大，可能导致汽车做离心运动，容易造成交通事故，故D正确。故选AD。21、在杂技节目“水流星”的表演中，表演者手到碗的距离为L，碗在竖直平面内绕手做匀速圆周运动。碗的质量为m，碗内水的质量为2m，碗在最高点时，水对碗底的压力大小为mg。则下列说法正确的是（）A碗在最高点时，碗的线速度大小为gLB碗在最高点时，碗的线速度大小为3gL2C碗在最高点时，杆上的拉力大小为2mgD碗在最低点时，杆上的拉力大小为为7.5mg答案：BDAB碗在最高点时，水对碗底的压力大小为mg，则对水受力分析，根据牛顿第二定律有mg+2mg=2mv2L可得，水的线速度为v=3gL2则碗的线速度大小也为3gL2，故A错误，B正确；C碗在最高点时，对整体受力分析，根据牛顿第二定律有T1+3mg=3mv2L可得，杆上的拉力大小为T1=1.5mg故C错误；D碗在最低点时，对整体受力分析，根据牛顿第二定律有T2-3mg=3mv2L可得，杆上的拉力为T2=7.5mg故D正确。故选BD。22、木块随圆桶绕轴线做匀速圆周运动（）A木块受重力、筒壁的弹力和摩擦力、离心力的作用B若圆桶做匀速圆周运动的转速变大，则桶壁对木块的摩擦力不变C木块随筒壁做匀速圆周运动时的向心力由桶壁的摩擦力提供D桶壁对木块的弹力随着转速的增大而增大答案：BDAC物体受重力，摩擦力以及支持力即筒壁的弹力，离心力是一个虚拟力，它是由某种力提供的，筒壁的弹力提供向心力，故AC错误；B木块竖直方向保持平衡，则摩擦力大小等于重力，方向竖直向上，不变，故B正确；D转速越大，根据Fn=m2r=m(2n)2r可知所需向心力越大，桶对木块的弹力也就越大，故D正确。故选BD。23、如图所示，完全相同的两车在水平面同心圆弧道路上转弯，甲行驶在内侧、乙行驶在外侧，它们转弯时速度大小相等，则两车在转弯时，下列说法不正确的是（）A角速度甲=乙B向心加速度a甲a乙C地面对车的径向摩擦力f甲f乙D若两车转弯速度过大，则乙车更容易发生侧滑答案：ACDA由于题中已知二者线速度大小相等，即v甲=v乙由于R甲R乙根据v=R可知二者角速度大小关系为甲乙故A错误；B向心加速度a=v2R可知二者向心加速度大小关系为a甲a乙故B正确；C地面对车的径向摩擦力提供向心力f=ma由于甲、乙两辆车的质量相等，二者地面对车的径向摩擦力f甲f乙故C错误；D由向心力F向=mv2R由于R甲R乙，所以当两车的速度大小相等时，甲需要的向心力大，当摩擦力不足以提供向心力时，就会发生侧滑，所以若两车转弯速度过大，则甲车更容易发生侧滑，故D错误。此题选择不正确的，故选ACD。24、如图所示，质量相同的质点A、B分别用轻质细线悬挂在同一点O，在同一水平面上做匀速圆周运动，则（）AA的线速度一定大于B的线速度BB的角速度一定大于B的角速度CA的加速度一定大于B的加速度DA受到细线的拉力小于B受到细线的拉力答案：ACABC设绳与竖直方向的夹角为，根据圆锥摆的向心力为mgtan=mLsin2=mv2Lsin=ma得a=gtanv=gLsintan=gLcosA球细线与竖直方向的夹角较大，则A的加速度比B球的加速度大，两球Lcos相等，则两球的角速度相等，A球的轨道半径较大，细线与竖直方向的夹角较大，则线速度较大，即A的线速度比B的线速度大，故A项和C项正确，B错误；D根据竖直方向上平衡有Fcos=mgA球与竖直方向的夹角较大，则A所受细线的拉力较大，故D错误。故选A。25、小球的质量为m，用长为L的轻绳固定于墙上的O点，在O点正下方L2处钉有一颗钉子P，把轻绳沿水平方向拉直，无初速度释放后，当轻绳碰到钉子的瞬间，则（）A小球的角速度突然增大B小球的线速度突然减小到零C小球的向心加速度突然增大D小球的向心加速度不变答案：ACB轻绳碰到钉子的瞬间，小球的线速度不发生改变，故B错误；A由于做圆周运动的半径突然减小，由v=r可知，小球的角速度突然增大，故A正确；CD由于做圆周运动的半径突然减小，由an=v2r可知，小球的向心加速度突然增大，故C正确，D错误。故选AC。填空题26、如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机，它是由两个大小相等、直径约为30cm的感应玻璃盘起电的，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接，如图乙所示。现玻璃盘以100r/min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8cm，从动轮的半径约为2cm，P和Q是玻璃盘边缘上的两点。若转动时皮带不打滑，P点的线速度大小约为_m/s，主动轮的转速约为_r/min。答案：1.62512玻璃盘的直径是30cm，转速是100r/min，所以其边缘线速度v=r=2nr=2100600.32m/s=0.5m/s1.6m/s从动轮边缘的线速度vc=rc=2100600.02m/s=15m/s由于主动轮边缘各点的线速度与从动轮边缘各点的线速度大小相等，即vz=vc所以主动轮的转速nz=z2=vzrz2=11520.08r/s=25r/min27、“求知”兴趣小组研究“向心加速度与运动半径的关系”。（1）经过一系列对比实验，得出结论：若角速度相同，向心加速度大小a与运动半径r成_；若线速度大小v相同，向心加速度大小a与运动半径r成_。（均选填“正比”或“反比”）（2）下列关于向心加速度的说法正确的是_。A向心加速度表示做圆周运动的物体速率改变的快慢B向心加速度表示角速度变化的快慢C做匀速圆周运动的物体的向心加速度不变D向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢答案：正比反比D1若角速度相同，向心加速度大小a与运动半径r成正比。2若线速度大小v相同，向心加速度大小a与运动半径r成反比。3ABD向心加速度表示做圆周运动的物体线速度方向改变的快慢的物理量，AB错误，D正确；C做匀速圆周运动的物体的向心加速度大小不变，方向时刻改变，总是指向圆心，C错误。故选D。28、如图所示的水平圆形转台，以角速度2rad/s匀速转动，转台上的物块和人在同一半径r1.0m的圆周上随转台一起转动，已知物块的质量为5kg，人的质量为50kg，那么物块运动的向心力是_N；人受到的静摩擦力是_N。答案：202001物块运动的向心力F=m2r=5221=20N2人随圆盘做匀速圆周运动，由静摩擦力提供向心力，则静摩擦力指向圆心，大小f=M2r=50221=200N29、质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆形轨道的内侧运动，已知圆形轨道半径为R，重力加速度为g。则小球经过轨道最高点而不脱离轨道的最小速度为_，则当小球以2gR的速度经过最高点时，对轨道压力的大小为_。答案：gRmg1当重力恰好提供向心力时，速度最小mg=mvm2R解得vm=gR2当小球以2gR的速度经过最高点时，根据牛顿第二定律FN+mg=mv2R解得FN=mg根据牛顿第三定律可知，对轨道压力的大小为mg。30、变速圆周运动的受力特点（1）指向圆心的分力Fn提供_，改变物体速度的_；（2）沿切向方向的分力Ft改变速度的_，与速度方向相同时物体速度_，与速度方向相反时，物体速度_。答案：向心力方向大小增大减小（1）12指向圆心的分力Fn提供向心力，改变物体速度的方向，不改变速度的大小。（2）345沿切向方向的分力Ft改变速度的大小，与速度方向相同时物体速度增大，与速度方向相反时，物体速度减小。27