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高中物理人教版（2019）必修第二册同步讲练测
第六章 圆周运动的综合复习
考点1：传动模型中包含的圆周运动问题
1.同轴转动：绕同一转轴转动的物体，角速度相同，由false可知，false与false成正比。
2.皮带传动：当皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等。
3.摩擦传动：若两轮边缘接触，且接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等。
考点2：圆周运动中的临界问题
1.竖直面内圆周运动的临界问题
①轻绳模型和单轨模型（最高点无支撑）：特点除重力外，物体受到的弹力方向可能向下或等于0；力学方程为false；临界状态为false。在轻绳模型和单轨模型中，物体如果要通过最高点，必须满足false。
②轻杆模型和双轨模型（最高点有支撑）：特点为除重力外，物体受到的弹力方向可能向下、向上或等于0，力学方程为当false>false时，false；当false=false时，false；当0≤false2.水平面内圆周运动的临界问题
①两个物体发生相对滑动的临界条件为两个物体之间的静摩擦力达到最大静摩擦力。
②绳子松弛或张紧的临界条件：绳子中的弹力false；
③两个物体接触或者脱离的临界条件为两个物体之间的弹力false。
例1.甲、乙两名花样滑冰运动员M甲＝40kg，M乙＝60kg，面对面手拉手绕他们连线上某一点做匀速圆周运动，角速度均为5rad/s，如图所示。若两人相距1.5m，求：
①甲做圆周运动的半径为多大？
②乙做圆周运动的线速度为多大？
③甲对乙的拉力大小？
【解析】 解：①甲、乙两名运动员受到的拉力提供向心力，由于相互的拉力大小相等，根据牛顿第二定律得M甲R甲ω甲2＝M乙R乙ω乙2 ①
由于甲、乙两名运动员面对面手拉着手做圆周运动的溜冰表演，所以ω甲＝ω乙
已知两人相距1.5m，即R甲+R乙＝1.5m
所以两人的运动半径不同R甲＝0.9m
R乙＝0.6m
②两人的角速相同，ω甲＝ω乙＝5rad/s。根据线速度v＝ωr得乙的线速度是v乙＝ωR乙＝5×0.6m/s＝3.0m/s
③甲对乙的拉力提供乙的向心力F＝m乙ω2R乙＝60×52×0.6N＝900N。
例2.在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，求小球做匀速圆周运动的周期．
【解析】 解：对小球受力分析，合力提供向心力，有： mgtanθ=m4π2T2?Lsinθ
得小球做匀速圆周运动的周期: T=2πLcosθg
1.如图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则提供小物体A做匀速圆周运动的向心力是（?? ）
A.?重力??????????????????????B.?支持力???????????????????????C.?摩擦力???????????????????????D.?支持力和摩擦力的合力
2.有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是（?? ）
A.?如图a，汽车通过拱桥的最高点时对桥的压力大于汽车的重力
B.?如图b所示是一圆锥摆，小球做圆周运动的向心力由绳拉力提供
C.?如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别在水平面内做匀速圆周运动，则在A、B两位置圆锥筒对小球的支持力大小相等
D.?如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
3.对生活中的圆周运动，下列说法正确的是（?? ）
A.?洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动
B.?火车转弯时，若行驶速度超过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压
C.?汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形桥时可以较大速度行驶
D.?游乐园里的摩天轮转得很慢，人坐在吊箱里面受到的合外力为零
4.结合生活中常见的圆周运动，下列说法正确的是（?? ）
A.?当汽车驶过凸形拱形桥的顶端时会出现超重现象
B.?火车在拐弯时的速率小于规定速率时，内轨将给火车侧压力，侧压力就是向心力
C.?汽车在外高内低的倾斜路面上转弯，其安全性优于在水平路面上转弯
D.?在绕地运行的飞船中，将重物挂于弹簧测力计上其示数为零，因为此时该物体将不再受地球的引力
5.如图所示，细绳一端固定在O点，另一端系一小球，在O点正下方的P点钉一钉子。在A点给小球一竖直向上的初速度让其做圆周运动，恰好能通过最高点B，之后又经最低点C能绕P点做圆周运动，则（??? ）
A.?小球在B点速度为零????????????????????????????????????????????
B.?小球在B点向心加速度为零
C.?绳与钉子相碰前后瞬间小球角速度不变???????????????
D.?OP间距越大绳与钉子相碰时绳越容易断
6.用长为L的细绳拴住一质量m的小球,当小球在一水平面上做匀速圆周运动时,如图,细绳与竖直方向成 θ 角,则小球做匀速圆周运动的周期为________ ,细绳对小球的拉力为________ ．
7.“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来.如图所示，己知桶壁的倾角为 θ ，车和人的总质量为 m ，做圆周运动的半径为 r ，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，己知重力加速度为 g ，则桶面对车的弹力大小为________，人和车的线速度大小为________
参考答案
1.【答案】 C
【解析】物体在圆盘上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
2.【答案】 C
【解析】A项：当汽车在拱桥顶端对桥顶的压力为F，根据 mg?F=mv2R ，得 F=mg?mv2R 小于重力，A不符合题意；
B项：小球做圆周运动的向心力由绳的拉力和重力的合力提供，B不符合题意；
C项：设支持力与竖直方向的夹角为α，则支持力的大小 N=mgcosα ，两球质量相同，支持力相等，C符合题意；
D项：火车拐弯时超过规定速度行驶时，由于支持力和重力的合力不够提供向心力，会对外轨产生挤压，即外轨对轮缘会有挤压作用，D不符合题意．
故答案为：C
3.【答案】 A
【解析】A．洗衣机甩干衣服是利用了水在高速旋转时，水与衣物间的附着力小于所需向心力时会做离心运动，A符合题意；
B．火车在按规定速度行驶时内外轨道均不向车轮施加侧向压力，受重力和支持力，合力提供向心力。火车转弯时，若行驶速度超过规定速度，火车有离心趋势，挤压外轨，则外轨与车轮会发生挤压，B不符合题意；
C．汽车过凸形桥时，若速度非常快，会做离心运动飞出去，故要减速行驶；过凹形桥时，若速度过大，车胎受到桥的弹力会很大，容易引起爆胎，故也应该减速行驶。C不符合题意；
D．游乐园里的摩天轮虽然转得很慢，但人坐在吊箱里随着摩天轮一起做圆周运动，需要有力来提供做圆周运动的向心力，所以人受到的合外力不可能为零，D不符合题意；
故答案为：A。
4.【答案】 C
【解析】A．当汽车驶过凸形拱形桥的顶端时，加速度向下，会出现失重现象，A不符合题意；
B．火车在拐弯时的速率小于规定速率时，有近心趋势，内轨将给火车侧压力，侧压力与重力、支持力的合力充当向心力，B不符合题意；
C．汽车在外高内低的倾斜路面上转弯，目的是使车做匀速圆周运动时可以由重力和支持力的合力提供一部分向心力，横向摩擦力可能等于零时，则其安全性优于在水平路面上转弯，C符合题意；
D．在绕地运行的飞船中，重物处于完全失重状态，则将重物挂于弹簧测力计上其示数为零，当时此时该物体仍将受地球的引力作用，D不符合题意。
故答案为：C。
5.【答案】 D
【解析】A．小球恰能经过最高点B，则 mg=mvB2l
可得 vB=gl
A不符合题意；
B．小球在B点向心加速度为 aB=vB2l
B不符合题意；
C．绳与钉子相碰前后瞬间小球线速度不变，半径减小，则角速度变大，C不符合题意；
D．根据 T?mg=mvP2r
可得 T=mg+mvP2r
OP间距越大，则r越小，T越大，则绳与钉子相碰时绳越容易断，D符合题意。
故答案为：D。

6.【答案】 2πLcosθg；mgcosθ
【解析】根据牛顿第二定律得 mgtanθ=m?4π2T2?Lsinθ
解得： T=2πLcosθg 。小球的受力如图所示，根据平行四边形定则知，细绳对小球的拉力 T=mgcosθ 。

7.【答案】 mgcosθ；grtanθ
【解析】对人和车受力分析，受力如图，由此根据牛顿第二定律得： FNcosθ=mg ， mgtanθ=mv2r ，解得桶面对车的弹力大小为 FN=mgcosθ ，人和车的线速度大小为 v=grtanθ

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