高中物理 第2章 圓周運(yùn)動(dòng) 第2節(jié) 向心力學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 粵教版.doc

1、a向心力 (建議用時(shí)：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1在水平面上轉(zhuǎn)彎的汽車，向心力是()A重力和支持力的合力B靜摩擦力C滑動(dòng)摩擦力D重力、支持力和牽引力的合力【解析】水平面上轉(zhuǎn)彎的汽車，重力和地面對(duì)汽車的支持力相平衡，向心力由指向圓心的靜摩擦力提供，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤【答案】B2(2016玉溪高一檢測(cè))某高速公路彎道處設(shè)計(jì)為內(nèi)側(cè)低外側(cè)高的圓弧彎道，使路面與水平面有一傾角，彎道半徑為R.當(dāng)汽車在該彎道處沿側(cè)向的摩擦力恰為零時(shí)，汽車轉(zhuǎn)彎的速度v為()AvBvCvD安全速度與汽車的質(zhì)量有關(guān)【解析】當(dāng)汽車在該彎道處沿側(cè)向的摩擦力恰為零時(shí)，汽車轉(zhuǎn)彎所需的向心力由重力和路面支持力的合力提供，即mgtan m，則

2、汽車的轉(zhuǎn)彎速度為v，選項(xiàng)A正確【答案】A3(多選)(2016連云港高一檢測(cè))鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還與火車在彎道上的行駛速率v有關(guān)下列說(shuō)法正確的是()Av一定時(shí)，r越小則要求h越大Bv一定時(shí)，r越大則要求h越大Cr一定時(shí)，v越小則要求h越大Dr一定時(shí)，v越大則要求h越大【解析】設(shè)軌道平面與水平方向的夾角為，由mgtan m，得tan ，又因?yàn)閠an sin ，所以.可見(jiàn)v一定時(shí)，r越大，h越小，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)r一定時(shí)，v越大，h越大，故C錯(cuò)誤，D正確aa【答案】AD4. (多選)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶

3、如圖2216所示，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為vc時(shí)，汽車恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)則在該彎道處() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35390028】圖2216A路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低 B車速只要低于vc，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)C車速雖然高于vc，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)D當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，vc的值變小【解析】抓住臨界點(diǎn)分析汽車轉(zhuǎn)彎的受力特點(diǎn)及不側(cè)滑的原因，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律可判斷汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，說(shuō)明公路外側(cè)高一些，支持力的水平分力剛好提供向心力，此時(shí)汽車不受靜摩擦力的作用，與路面是否結(jié)冰無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤當(dāng)vvc時(shí)，支持力的水平

4、分力小于所需向心力，汽車有向外側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，在摩擦力大于最大靜摩擦力前不會(huì)側(cè)滑，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確【答案】AC5如圖2217所示，汽車以一定的速度經(jīng)過(guò)一個(gè)圓弧形橋面的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車的受力及汽車對(duì)橋面的壓力情況，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖2217A在豎直方向汽車受到三個(gè)力：重力、橋面的支持力和向心力B在豎直方向汽車可能只受兩個(gè)力：重力和橋面的支持力C在豎直方向汽車可能只受重力D汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力【解析】一般情況下汽車受重力和支持力作用，且mgNm，故支持力Nmgm，即支持力小于重力，A錯(cuò)，B、D對(duì)；當(dāng)汽車的速度v時(shí)，汽車所受支持力為零，C正確aa【答案】A6冰面對(duì)溜冰運(yùn)動(dòng)員的最大

5、靜摩擦力為運(yùn)動(dòng)員重力的k倍，在水平冰面上沿半徑為R的圓周滑行的運(yùn)動(dòng)員，其安全速度應(yīng)為()AvkBvCvDv 【解析】當(dāng)處于臨界狀態(tài)時(shí)，有kmgm，得臨界速度v.故安全速度v.【答案】B7.如圖2218所示，用輕繩一端拴一小球，繞另一端O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)若繩子不夠牢，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程中繩子最易斷的位置是小球運(yùn)動(dòng)到()圖2218A最高點(diǎn)B最低點(diǎn)C兩側(cè)與圓心等高處D無(wú)法確定【解析】在最低點(diǎn)位置時(shí)，小球的速率最大，向心力方向又向上，拉力Fmgm，此處繩子受到的拉力最大，故最易斷選項(xiàng)B正確【答案】B8. “東風(fēng)” 汽車公司在湖北某地有一試車場(chǎng)，其中有一檢測(cè)汽車在極限狀態(tài)下車速的試車道，該試車道呈碗狀，如

6、圖2219所示有一質(zhì)量為m1 t的小汽車在A車道上飛馳，已知該車道轉(zhuǎn)彎半徑R為150 m，路面傾斜角為45(與水平面夾角)，路面與車胎摩擦因數(shù)為0.25，求汽車所能允許的最大車速圖2219【解析】以汽車為研究對(duì)象，其極限狀態(tài)下的受力分析如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，在豎直方向上有aaFNsin 45Ffcos 45mg0；根據(jù)牛頓第二定律，在水平方向上有FNcos 45Ffsin 45m ，將已知數(shù)據(jù)代入上面二式，解得v50 m/s.即汽車所能允許的最大車速為50 m/s.【答案】50 m/s能力提升9(多選)如圖2220所示，小球m在豎直放置的光滑的圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是 ()

7、圖2220A小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是B小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零C小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁壓力一定大于重力D小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力【解析】小球在光滑的圓形管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零，A錯(cuò)誤、B正確；小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)Nmgm，得Nmgm，故小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁壓力一定大于重力，C正確；小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)外側(cè)管壁對(duì)小球不一定有作用力，D錯(cuò)誤【答案】BC10如圖2221所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道ABCD，其A點(diǎn)與圓心等高，D點(diǎn)為軌道最高點(diǎn)，DB為豎直線，AC為水平線，AE為水平面，今使小球自A點(diǎn)正上方某處由靜止釋放，且

8、從A點(diǎn)進(jìn)入圓形軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整釋放點(diǎn)的高度，總能保證小球最終通過(guò)最高點(diǎn)D，則小球在通過(guò)D點(diǎn)后()圖2221A會(huì)落到水平面AE上B一定會(huì)再次落到圓軌道上C可能會(huì)落到水平面AE上aaD可能會(huì)再次落到圓軌道上【解析】小球剛好能過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度v，離開(kāi)D后做平拋運(yùn)動(dòng)，下落高度為R，時(shí)間為t，水平位移xvtRR，所以小球一定落在AE上故選A.【答案】A11如圖2222所示，小球A質(zhì)量為m，固定在輕細(xì)直桿L的一端，并隨桿一起繞桿的另一端點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如果小球經(jīng)過(guò)最高位置時(shí)，桿對(duì)小球的作用力大小等于小球的重力求： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35390029】圖2222(1)小球的速度大??；(2)當(dāng)小球經(jīng)過(guò)

9、最低點(diǎn)時(shí)速度為，此時(shí)，求桿對(duì)球的作用力的大小和球的向心加速度的大小【解析】(1)小球A在最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)球受力分析：重力mg，拉力Fmg或支持力Fmg根據(jù)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的條件，合外力等于向心力，得mgFmFmg解兩式，可得v或v0.(2)小球A在最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)球受力分析：重力mg、拉力F，設(shè)向上為正方向根據(jù)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的條件，合外力等于向心力，F(xiàn)mgm解得Fmgm7mg，故球的向心加速度a6g.【答案】(1)或0(2)7mg6g12在公路轉(zhuǎn)彎處，常采用外高內(nèi)低的斜面式彎道，這樣可以使車輛經(jīng)過(guò)彎道時(shí)不必大幅減速，從而提高通行能力且節(jié)約燃料若某處有這樣的彎道，其半徑為r100 m，路面傾角為，且tan 0.4，取g10 m/s2.aa(1)求汽車的最佳通過(guò)速度，即不出現(xiàn)側(cè)向摩擦力時(shí)的速度；(2)若彎道處側(cè)向動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求汽車的最大速度【解析】(1)如圖甲所示，當(dāng)汽車通過(guò)彎道時(shí)，做水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，不出現(xiàn)側(cè)向摩擦力時(shí)，汽車受到重力G和路面的支持力N兩個(gè)力作用，兩力的合力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力則有mgtan m所以v0m/s20 m/s.(2)當(dāng)汽車以最大速度通過(guò)彎道時(shí)的受