《2019年高中物理粤教版必修二练习：第二章 匀速圆周运动 第3节 圆周运动的实例分析第4节 圆周运动与人类文明（选学） word版含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高中物理粤教版必修二练习：第二章 匀速圆周运动 第3节 圆周运动的实例分析第4节 圆周运动与人类文明（选学） word版含解析（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节圆周运动的实例分析第4节圆周运动与人类文明(选学)基础训练竖直面内的圆周运动1.(2018湖南张家界高一期中)质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的最小速度是v,则当小球以2v的速度经过最高点时,对轨道压力的大小是(C)A.0B.mgC.3mg D.5mg解析:当小球以速度v经内轨道最高点时且不脱离轨道,则小球仅受重力,重力充当向心力,有mg=mv2r,当小球以速度2v经内轨道最高点时,小球受重力G和轨道对小球竖直向下的支持力N,如图,合力充当向心力,有mg+N=m4v2r,又由牛顿第三定律得到小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等,N=N.由以上三式
2、得到N=3mg,故选项C正确.2.(2018黑龙江牡丹江高一检测)在质量为M的电动机飞轮上固定着一个质量为m的重物,重物到转轴的距离为r,如图所示,为了使放在地面上的电动机不会跳起,电动机飞轮的角速度不能超过(D)A.M+mm B.MgmrC.(M-m)gmrD.(M+m)gmr解析:重物转到飞轮的最高点时,电动机刚要跳起时,重物对飞轮的作用力F恰好等于电动机的重力Mg,即F=Mg.以重物为研究对象,由牛顿第二定律得Mg+mg=m2r,解得=M+mmrg,故选项D正确.3.一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶,如图所示,由于轮胎过热,容易爆胎.爆胎可能性最大的地段是(D)A.A处B.B处C.C
3、处D.D处解析:在A,B,C,D各点均由重力与支持力的合力提供向心力,爆胎可能性最大的地段为轮胎与地面的挤压力最大处.在A,C两点有mg-F=mv2R,则F=mg-mv2Rmg,且R越小,F越大,所以FD最大,即D处最容易爆胎,选项D正确.水平面内的圆周运动4.汽车在水平地面上转弯时,地面的摩擦力已达到最大,当汽车速率增为原来的2倍时,若要不发生险情,则汽车转弯的轨道半径必须(D)A.减为原来的12 B.减为原来的14C.增为原来的2倍D.增为原来的4倍解析:汽车在水平地面上转弯,向心力由静摩擦力提供.设汽车质量为m,汽车与地面的动摩擦因数为,汽车的转弯半径为r,则mg=mv2r,故rv2,故
4、速率增大到原来的2倍时,转弯半径增大到原来的4倍,D正确.5.杂技表演“飞车走壁”的演员骑着摩托车飞驶在圆锥形筒壁上,筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,演员和摩托车的总质量为m,先后在A,B两处紧贴着内壁在水平面内做匀速圆周运动,其模型可简化为光滑的小球靠初速度在如图的锥桶上分别沿图中虚线所示的A,B水平圆面上做匀速圆周运动,则(C)A.A处的线速度小于B处的线速度B.A处的角速度大于B处的角速度C.A处对筒的压力等于B处对筒的压力D.A处的向心力大于B处的向心力解析:受力如图所示,根据mgtan =m2r=mv2r得,v=grtan,=gtanr,知半径越大,线速度越大,角速度越小,故选
5、项A,B错误;N=mgcos,故压力是相等的,所以选项C正确;由F向=mgtan 知两个物体受到的向心力是相等的,故选项D错误.离心运动6.(2018广东遂溪三中月考)下列有关离心现象及其应用的说法中错误的是(B)A.提高洗衣机脱水筒的转速,可以使衣服甩得更干B.转动带有雨水的雨伞,水滴将沿圆周半径方向离开圆心C.为了防止发生事故,高速转动的砂轮,飞轮等不能超过允许的最大转速D.离心干燥(脱水)器是利用离心现象工作的机械解析:提高洗衣机脱水筒的转速,可以使衣服甩得更干,故选项A正确;转动带有雨水的雨伞,水滴将沿切线方向离开圆心,故选项B错误;运动的砂轮的转速不宜过大,目的是为了防止分子间的作用
6、力不足以提供砂轮颗粒做离心运动而破裂,故选项C正确;离心干燥(脱水)器是利用离心现象工作的机械,故选项D正确.7.如图所示是摩托车比赛转弯时的情形,转弯处路面常是外高内低,摩托车转弯有一个最大安全速度,若超过此速度,摩托车将发生滑动.关于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是(B)A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去解析:摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用,没有离心力,选项A错误;摩托车正常转弯时可看做是做匀速圆周运动,所受的合力等于向心力,如果向外滑动,说明提供的向心
7、力即合力小于需要的向心力,选项B正确;摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动,选项C,D错误.能力提升8.(多选)如图所示,质量相等的A,B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上,随圆筒一起做匀速圆周运动,则下列关系中正确的有(AD)A.线速度vAvBB.运动周期TATBC.它们受到的摩擦力fAfBD.筒壁对它们的弹力NANB解析:由于两物体角速度相等,而rArB,所以vA=rAvB=rB,选项A正确;由于相等,则T相等,选项B错误;因竖直方向受力平衡,f=mg,所以fA=fB,选项C错误;弹力等于向心力,所以NA=mrA2NB=mrB2,选项D正确.9.如图所示是马戏团中上
8、演飞车节目,在竖直平面内有半径为R的圆轨道.表演者骑着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,人以v1=2gR的速度过轨道最高点B,并以v2=3v1的速度过最低点A.求在A,B两点轨道对摩托车的压力大小相差多少?解析:在B点,FB+mg=mv12R解得FB=mg,在A点,FA-mg=mv22R解得FA=7mg,所以在A,B两点摩托车对轨道的压力大小相差FA-FB=6mg.答案:6mg10.一辆质量为800 kg的汽车在圆弧半径为50 m的拱桥上行驶.(g取10 m/s2)(1)若汽车到达桥顶时速度为v1=5 m/s,汽车对桥面的压力是多大?(2)汽车以多大速度经过桥顶时,恰好对
9、桥面没有压力?解析:汽车到达桥顶时,受到重力mg和桥面对它的支持力N的作用.(1)汽车对桥面的压力大小等于桥面对汽车的支持力N.汽车过桥时做圆周运动,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有mg-N=mv12R所以N=mg-mv12R=7 600 N故汽车对桥面的压力为7 600 N.(2)若汽车经过桥顶时恰好对桥面没有压力,则N=0,即汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供,所以有mg=mv2R,解得v=gR22.4 m/s.答案:(1)7 600 N(2)22.4 m/s11.(2018河北衡水中学高一月考)光滑平台中心有一个小孔,用细线穿过小孔,两端分别系一个小球A,B.A
10、位于平台上,B置于水平地面上.盘上小球A以速率v=1.2 m/s做半径r=30 cm的匀速圆周运动.已知小球A,B的质量分别为mA=0.6 kg,mB=1.8 kg.g取10 m/s2,求:(1)小球A做圆周运动的角速度;(2)小球B对地面的压力大小N;(3)若逐渐增大小球A做圆周运动的速度,要使B球能离开地面,小球A做圆周运动的线速度应满足的条件.解析:(1)由角速度与线速度的关系得=vr=4 rad/s.(2)设绳中张力为T,对小球A有T=mAv2r,对小球B有T+N=mBg,代入已知解得N=15.12 N.(3)B小球刚要离开地面时,绳子中张力T应满足T=mBg,这时对A小球有T=mAv2r,解得v=3 m/s,所以,要使B小球能离开地面,小球A做圆周运动的线速度应大于3 m/s.答案:(1)4 rad/s(2)15.12 N(3)大于3 m/s
