《2020-2021学年高中物理人教版必修2习题：第五章 曲线运动 第7节 生活中的圆周运动4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021学年高中物理人教版必修2习题：第五章 曲线运动 第7节 生活中的圆周运动4（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 - 7 7生活中的圆周运动生活中的圆周运动 达标基训 知识点一水平面内的圆周运动 1在铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了() A减轻火车轮子对外轨的挤压 B减轻火车轮子对内轨的挤压 C使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力 D限制火车向外脱轨 解析铁路转弯处，若内外轨一样高，重力和轨道的支持力沿竖直方向，不能提供水平拐 弯所需的向心力是靠挤压外轨获得外轨指向弯道内侧的侧压力提供向心力，所以可使外 轨略高于内轨，利用重力和支持力的合力提供向心力，减轻对外轨的挤压，也一定程度上 限制了火车向外脱轨，A、C、D 对 答案ACD 2火车以某一速度v通过某弯道时，内、外
2、轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是 () A轨道半径R v2 g B若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行于轨道平面向外 C若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行于轨道平面向内 D当火车质量改变时，安全速率也将改变 解析不挤压内、外轨时，火车受力如图所示，由向心力公式知mgtan m，所以R，v，可见 A、D 错当速度大于v时，向心力增大， v2 R v2 gtan gRtan mg和FN的合力不足以提供向心力，挤压外轨，获得外轨的侧压力，方向平行于轨道平面 向内，由牛顿第三定律可知，外轨受到侧压力，方向平行于轨道平面向外，B 对；火车速 度小于v时，内轨受到侧
3、压力，方向平行于轨道平面向内，C 错 答案B 3冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周 滑行的运动员，其安全速度应为() A. vk Bv gRkgR - 2 - Cv Dv kgR gR k 解析当处于临界状态时，有kmgm，得临界速度v.故安全速度v. v2 R kgRkgR 答案B 4狗拉着雪撬在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，如图为四个关于雪橇受到牵引力F 及摩擦力Ff的示意图(O为圆心)，其中正确的是() 解析不同于汽车转弯，雪橇在运动过程中受到的始终是滑动摩擦力，滑动摩擦力方向始 终与速度方向相反，由此推知，B、D 错A 显然是错误的只有
4、 C 符合题意 答案C 知识点二竖直面内的圆周运动 5如图 5-7-9 所示，小物块从半球形碗边的a点下滑到b点，碗内壁粗糙物块下滑过程中 速率不变，下列说法中正确的是() 图 5-7-9 A物块下滑过程中，所受的合力为零 B物块下滑过程中，所受的合力越来越大 C物块下滑过程中，加速度的大小不变，方向时刻在变 D物块下滑过程中，摩擦力大小不变 解析因物块沿碗做匀速圆周运动，故合力不为 0，A 错，其合力应大小不变方向时刻改 变，合力产生的加速度为向心加速度，大小不变方向时刻改变，故 C 项正确对物块受力 分析知摩擦力与重力沿速度方向的分力平衡，故摩擦力越来越小，D 错 答案C 6当汽车驶向一凸
5、形桥时，为使在通过桥顶时，减小汽车对桥的压力，司机应() A以尽可能小的速度通过桥顶 B增大速度通过桥顶 C以任何速度匀速通过桥顶 D使通过桥顶的向心加速度尽可能小 - 3 - 解析设质量为m的车以速度v经过半径为R的桥顶，则车受到的支持力FNmgm， v2 R 故车的速度v越大，压力越小而a，即FNmgma，向心加速度越大，压力越小， v2 R 综上所述，选项 B 符合题意 答案B 7半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一个小物体m，如图 5-7-10 所示，今给它 一个水平的初速度v0，则物体将() gR 图 5-7-10 A沿球面下滑至M点 B先沿球面至某点N，再离开球面做斜下抛运
6、动 C按半径大于R的新的圆弧轨道运动 D立即离开半球做平抛运动 解析小物体在半球面的顶点，若是能沿球面下滑，则它受到的半球面的弹力与重力的合 力提供向心力，有mgFNmg，FN0，这说明小物体与半球面之间无相互作用力， mv R 小物体只受到重力的作用，又有水平初速度，小物体将做平抛运动 答案D 8如图 5-7-11 所示，天车下吊着两个质量都是m的工件A和B，系A的吊绳较短，系B的吊 绳较长，若天车运动到P处突然停止，则两吊绳所受的拉力FA和FB的大小关系为 () 图 5-7-11 AFAFB BFAFB CFAFBmg DFAFBmg 解析天车运动到P处突然停止后，A和B各以天车上的悬点为
7、圆心做圆周运动，线速度 相同而半径不同，Fmg，因为m相等，v相等，LALB，所以FAFB. mv2 L - 4 - 答案A 知识点三航天器与离心运动 9下列关于离心现象的说法正确的是() A当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心 的圆周运动 C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线 做直线运动 D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动 解析向心力是根据效果命名的力，做匀速圆周运动的物体所需要的向心力，是它所受的 几个力的合力提供的，因此，它并不受向心力和离心力的作用它之所
8、以产生离心现象是 由于F合mg，处于超重状态， v2 R 汽车过凸形桥时，有向下的加速度，处于失重状态；汽车过凹形桥时，有向下的加速度， 处于超重状态， 做匀速圆周运动的飞船中的仪器重力提供向心力， 所以处于完全失重状态， 所以应选 B. 答案B 综合提升 11如图 5-7-12 所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，正确 的说法是() - 5 - 图 5-7-12 A小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力 B小球在最高点时绳子的拉力有可能为零 C若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为零 D小球经过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力 解析设在最高点小
9、球受的拉力为F1，最低点受到的拉力为F2，则在最高点F1mgm， v L 即向心力由拉力F1与mg的合力提供，A 错当v1时，F10，B 对v1为球经gLgL 最高点的最小速度，即小球在最高点的速率不可能为 0，C 错在最低点，F2mgm， v L F2mgm，所以经最低点时，小球受到绳子的拉力一定大于它的重力，D 对 v L 答案BD 12某人为了测定一个凹形桥的半径，在乘汽车通过凹形桥最低点时，他注意到车上的速度 计示数为 72 km/h， 悬挂 1 kg 钩码的弹簧测力计的示数为 11.8 N， 则桥的半径为多大？(g 取 9.8 m/s2) 解析v72 km/h20 m/s 对钩码由牛
10、顿第二定律得 Fmgm v2 R 所以R m200 m. mv2 Fmg 1 202 11.89.8 答案200 m 13铁路转弯的圆弧半径是 300 m，轨距是 1 435 mm，规定火车通过这里的速度是 72 km/h， 内外轨的高度差该是多大时才能使铁轨不受轮缘的挤压？ 解析火车在转弯时所需的向心力在“临界”状况时由火车所受的重力和轨道对火车的支 持力的合力提供，如图所示，图中h为内外轨的高度差，d为轨距 Fmgtan mtan v2 r v2 gr 由于轨道平面与水平面间的夹角一般很小， 可以近似地认为 tan sin ， 代入上式 h d 得 ，所以内外轨的高度差为h m0.195 m. h d v2 rg v2d rg 202 1.435 300 9.8 - 6 - 答案0.195 m 14如图 5-7-13 所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上，一个质量为m的小 球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口飞出时，对轨道的压力恰好为零，则小球落 地点C距A处多远？ 图 5-7-13 解析小球在B点飞出时， 对轨道压力为零，由mgm， v R 得vB， gR 小球从B点飞出做平抛运动 t ， 2h g 4R g 水平方向的位移大小 xvBt2R. gR 4R g 答案2R
