1、第2章研究圆周运动单元检测（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分）1大型游乐场中有一种“摩天轮”的娱乐设施，如图所示，坐在其中的游客随轮的转动而做匀速圆周运动，对此有以下说法，其中正确的是（）A游客处于一种平衡状态B游客做的是一种变加速曲线运动C游客做的是一种匀变速运动D游客的速度和加速度都在不断地改变着2物体做离心运动时，运动轨迹（）A一定是直线B一定是曲线C可能是直线，也可能是曲线D可能是圆3做离心运动的物体，它的速度变化情况是（
2、）A速度大小不变，方向改变B速度大小不变，方向不变C速度的大小和方向可能都改变D速度的大小和方向可能都不变4洗衣机的脱水筒在工作时，有一衣物附着在竖直的筒壁上，则此时（）A衣物受重力、筒壁弹力和摩擦力作用B衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供C筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大D筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大5如图所示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是（）A从动轮做顺时针转动B从动轮做逆时针转动C从动轮的转速为D从动轮的转速为6如图所示，三个轮组成传动装置，轮间不打滑，A、B、C三点比
3、较，已知RARBRC234，则（）A角速度之比123643B线速度之比v1v2v3234C周期之比T1T2T3111D向心加速度之比a1a2a34327质量为m的物体用线通过光滑的水平板上的小孔与质量为M的砝码相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示。如果减小M的质量，则物体的轨道半径r、角速度、线速度v的大小变化情况是（）Ar增大，v变小，变小Br增大，减小，v不变Cr减小，v不变，增大Dr减小，不变，v变小8一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）所示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点
4、作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成角的方向以速度v0抛出，如图（b）所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（）A BC D二、填空题（每小题6分，共12分，把答案填在相应的横线上）9如图所示，用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平面上方h处，绳长大于h，使小球在水平面上做圆周运动不离开地面的最大角速度为。10人类将来要离开地球到宇宙中去生活，可以设计成如图所示的宇宙村，它是一个圆桶形的建筑，人们生活在圆桶的内壁上。为了使人们在其中生活不致有失重感，可以让它旋转。设这个建筑的直径为200 m，那么，当它绕其中心轴转
5、动的角速度为_时，人类感觉像生活在地球上一样（承受10 m/s2的加速度），如果角速度超过了上述值，人们将有_的感觉。三、计算题（每小题20分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地。如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。求：（1）绳断时球的速度大小。（2）绳能承受的最大
6、拉力是多大？12长L=0.5 m、质量可忽略的杆，其一端固定于O点，另一端连有质量为m=2 kg的小球，它绕O点在竖直平面内做圆周运动，当通过最高点时，如图所示。求下列情况下杆对球的作用力（计算大小，并说明是拉力还是支持力，取g=10 m/s2）（1） 当v11 m/s时，大小为多少？是拉力还是支持力？（2）当v24 m/s时，大小为多少？是拉力还是支持力？参考答案1答案：BD解析：游客做匀速圆周运动，速度和加速度的大小不变，但它们的方向时刻在改变，均为变量，因此游客做的是变加速曲线运动，而非匀变速运动，不是处于平衡状态。2答案：C解析：如果向心力突然消失，物体由于惯性，会沿切线方向飞出去，此
7、时物体的运动轨迹是直线；如果物体受的合力不足以提供向心力，物体虽不能沿切线方向飞出去，但会逐渐远离圆心，物体做曲线运动。所以C正确。3答案：CD解析：离心运动表现为两种形式：一是沿切线远离圆心，做匀速直线运动，这种情况下，速度的大小和方向都不变；二是介于切线与圆周之间远离圆心，这种情况是由于合外力所提供的向心力不足所造成的，轨迹为曲线，速度的大小和方向都变化。由上述分析可知，选项A、B是错误的，选项C、D正确。4答案：AC解析：对衣物，竖直方向：fmg。水平方向：FNm2r，当角速度增大时，摩擦力f不变，弹力FN增大。5答案：BC解析：根据传动装置的特点可知：从动轮应做逆时针转动，故选项B对；
8、皮带轮边缘上各点线速度大小相等，即r12nr22n。所以从动轮的转速为，选项C对。6答案：A解析：三个轮子边缘的线速度大小相等，故选项B错误；由可知，123643，选项A正确；由可得T1T2T3234，选项C错误；由可得a1a2a3643，选项D错误。7答案：A解析：物体做匀速圆周运动，其向心力FMg，若M减小，物体做半径r越来越大的离心运动，在此过程中，绳子的拉力对物体做负功，物体的动能减小，v变小，由vr，因为r增大，v变小，所以减小。A正确。8答案：C解析：物体抛出后在最高点的加速度为g，水平速度为v0cos ，由得，故P点曲率半径，C项正确。9答案：解析：当小球以此最大角速度运动时，小
9、球恰好离开地面做圆周运动，小球受到重力与绳子的拉力，两者的合力提供向心力，F合mr2，则。10答案：rad/s超重解析：处于宇宙空间的物体处于完全失重状态，现要生活在宇宙村中的人无失重感，就让该装置转动，处于宇宙村边缘的人随宇宙村一起旋转，当其向心加速度为题中所给的10 m/s2时，对应的角速度就是所求。由向心加速度的公式ar2， rad/s。11答案：答案：解析：（1）设绳子断后球的飞行时间为t，根据平抛运动规律，竖直方向有，水平方向有dvt，得。（2）设绳子能够承受的最大拉力为T，球做圆周运动的半径为，根据圆周运动向心力公式Tmg，得12答案：16 N支持力答案：44 N拉力解析：（1）当小球通过最高点时，设临界速度为v0，此时重力等于向心力mg，解得因为v1v0，所以当v11 m/s时，杆对小球是支持力，设支持力为F1mgF1，代入数据解得F116 N（2）因为v2v0，所以当v14 m/s时，杆对小球是拉力，设拉力为F2mgF2，代入数据解得F244 N
