《2015-2016学年高中物理 第4章 匀速圆周运动 第3讲 向心力的实例分析题组训练 鲁科版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015-2016学年高中物理 第4章 匀速圆周运动 第3讲 向心力的实例分析题组训练 鲁科版必修2（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲向心力的实例分析时间：60分钟题组一交通工具的转弯问题1市内公共汽车在到达路口转弯前，车内广播中就要播放录音：“乘客们请注意，前面车辆转弯，请拉好扶手”这样可以()A提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向前倾倒B提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向后倾倒C主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒D主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的内侧倾倒2汽车甲和汽车乙质量相等，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧两车沿半径方向受到的摩擦力分别为f甲和f乙以下说法正确的是()Af甲f乙Bf甲
2、f乙Cf甲f乙Df甲和f乙大小均与汽车速率无关3.公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图1所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势则在该弯道处，()图1A路面外侧高内侧低B车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动C车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小4关于铁路转弯处内轨和外轨间的高度关系，下列说法中正确的是()A内轨和外轨一样高，以防列车倾倒B因为列车在转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒C外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的挤压D
3、以上说法都不对5在高速公路的拐弯处，路面建造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为，设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，应等于()Asin Btan Csin 2 Dtan 题组二竖直面内的圆周运动问题6当汽车驶向一凸形桥时，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7.图2所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧若竖直圆轨道的半径为R，要使小球
4、能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为()图2A. B2C. D.8.一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶，如图3所示，由于轮胎过热，容易爆胎爆胎可能性最大的地段是()图3AA处 BB处CC处 DD处9.杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m0.5 kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图4所示，若“水流星”通过最高点时的速率为 4 m/s，则下列说法正确的是(g10 m/s2)()图4A“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C“水流星”通过最
5、高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N10.如图5所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是()图5A小球通过最高点时的最小速度是B小球通过最高点时的最小速度为零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小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力11一辆质量为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v15 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，恰好对桥面没有压力？(3)汽车对桥面的压力过小是不安全
6、的，因此汽车过桥时的速度不能过大对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？(4)如果拱桥的半径增大到与地球半径一样大，汽车要在桥面上腾空，速度至少为多大？(已知地球半径为6 400 km)12在杂技节目“水流星”的表演中，碗的质量m10.1 kg，内部盛水质量m20.4 kg，拉碗的绳子长l0.5 m，使碗在竖直平面内做圆周运动，如果碗通过最高点的速度v19 m/s，通过最低点的速度v210 m/s，求：(1)碗在最高点时绳的拉力及水对碗的压力；(2)碗在最低点时绳的拉力及水对碗的压力(g10 m/s2)13如图6所示，斜槽轨道下端与一个半径为0.4 m的圆形轨道相连接一个
7、质量为0.1 kg的物体从高为H2 m的A点由静止开始滑下，运动到圆形轨道的最高点C处时，对轨道的压力等于物体的重力求物体从A运动到C的过程中克服摩擦力所做的功(g取10 m/s2)图6答案精析第3讲向心力的实例分析1C2A摩擦力分别提供两车转弯所需的向心力，则f甲，f乙，因r甲r乙，故f甲f乙，A正确3AC4C列车转弯时实际是在做圆周运动，若内轨和外轨一样高，则列车做圆周运动的向心力由外轨对轮缘的弹力提供，但由于列车质量太大，轮缘与外轨间的弹力太大，铁轨与车轮极易受损，可能造成翻车事故；若转弯处外轨比内轨略高，此时列车转弯所需的向心力可由列车的重力和铁轨的支持力的合力提供故选项C正确5B当车
8、轮与路面的横向摩擦力等于零时，汽车受力如图所示，则有：Nsin m，Ncos mg，解得：tan ，故B正确6B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Nmgm，故车的速度v越大，压力越小而a，即Nmgma，向心加速度越大，压力越小，综上所述，选项B符合题意7C小球能通过竖直圆轨道的最高点的临界状态为重力提供向心力，即mgm2R，解得，选项C正确8D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mgFm，则Fmgmmg，且R越小，F越大，故FD最大，即D处最容易爆胎9B水流星在最高点的临界速度v4 m/s，由
9、此知绳的拉力恰为零，且水恰不流出故选B.10BD圆环外侧、内侧都可以对小球提供弹力，小球在水平线ab以下时，必须有指向圆心的力提供向心力，就是外侧管壁对小球的作用力，故B、D正确11(1)7 600 N(2)22.4 m/s(3)半径大些比较安全(4)8 000 m/s解析如图所示，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mgNm所以Nmgm7 600 N故汽车对桥面的压力为7 600 N.(2)汽车经过桥顶时恰好对桥面没有压力，则N0，即汽车做圆周运动的向心
10、力完全由其自身重力来提供，所以有mgm解得v22.4 m/s.(3)由(2)问可知，当N0时，汽车会发生类似平抛的运动，这是不安全的，所以对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较安全(4)由(2)问可知，若拱桥的半径增大到与地球半径一样大，汽车要在桥面上腾空，速度至少为v m/s8 000 m/s.12(1)76 N方向竖直向下60.8 N方向竖直向上(2)105 N方向竖直向上84 N方向竖直向下解析(1)对水和碗：mm1m20.5 kg，T1mg，T1mgN76 N，以水为研究对象，设最高点碗对水的压力为F1，F1m2g，F160.8 N，水对碗的压力F1F160.8 N，方向竖直向上(2)对水和碗，在最低点时，有T2mg，T2mg105 N，以水为研究对象，有F2m2g，F284 N，水对碗的压力F2F184 N，方向竖直向下130.8 J解析物体运动到C点时受到重力和轨道对它的压力，由圆周运动知识可知Nmg，又Nmg，联立两式解得vC2 m/s，在物体从A点运动到C点的过程中，由动能定理有mg(H2r)Wfmv0，代入数据解得Wf0.8 J.
