高中物理 第五章 曲線運(yùn)動 課時作業(yè)6 生活中的圓周運(yùn)動

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時作業(yè)（六)生活中的圓周運(yùn)動一、單項(xiàng)選擇題1如圖所示，光滑的水平面上，小球m在拉力f作用下做勻速圓周運(yùn)動，若小球到達(dá)p點(diǎn)時f突然發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運(yùn)動的說法正確的是(）af突然消失，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運(yùn)動bf突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運(yùn)動cf突然變大，小球?qū)⒀剀壽Epb做離心運(yùn)動df突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epc逐漸靠近圓心解析:若f突然消失,小球所受合外力突變?yōu)?，將沿切線方向勻速飛出，a正確若f突然變小不足以提供所需向心力,小球?qū)⒆鲋饾u遠(yuǎn)離圓心的離心運(yùn)動，b、d錯誤若f突然變大,超過了所需向心力，小球?qū)⒆鲋饾u靠近圓心的運(yùn)動，c錯誤答案：a2當(dāng)汽車駛向一凸

2、形橋時，為使在通過橋頂時,減小汽車對橋的壓力，司機(jī)應(yīng)（)a以盡可能小的速度通過橋頂b增大速度通過橋頂c以任何速度勻速通過橋頂d使通過橋頂?shù)南蛐募铀俣缺M可能小解析:在橋頂時汽車受力mgfnm，得fnmgm.由此可知線速度越大，汽車在橋頂受到的支持力越小，即車對橋的壓力越小答案：b3火車轉(zhuǎn)彎可以看成是在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，火車速度提高會使外軌受損為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時外軌受損這一難題，下列措施可行的是(）a適當(dāng)減小內(nèi)外軌的高度差b適當(dāng)增加內(nèi)外軌的高度差c適當(dāng)減小彎道半徑d適當(dāng)增大內(nèi)外軌間距解析:火車轉(zhuǎn)彎時，為減小外軌所受壓力，可以使外軌略高于內(nèi)軌，使軌道形成斜面,如果速度合適內(nèi)外軌道均不受擠壓,

3、重力與軌道支持力的合力來提供向心力，如圖所示，mgtanm,若要提高火車速度同時減小外軌受損，可以適當(dāng)增加內(nèi)外軌的高度差,使增大，或適當(dāng)增大彎道半徑，所以b項(xiàng)正確，a、c、d項(xiàng)錯誤答案：b4如圖所示，質(zhì)量相等的汽車甲和汽車乙，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動，汽車甲在汽車乙的外側(cè)兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為ff甲和ff乙以下說法正確的是（）aff甲小于ff乙bff甲等于ff乙cff甲大于ff乙dff甲和ff乙的大小均與汽車速率無關(guān)解析：汽車在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，摩擦力提供做勻速圓周運(yùn)動的向心力,即fff向m,由于r甲r乙，則ff甲ff乙，a正確答案：a5一汽車通過拱形橋頂點(diǎn)時速

4、度為10 m/s，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，如果要使汽車在橋頂對橋面沒有壓力，車速至少為（)a15 m/sb20 m/sc25 m/s d30 m/s解析：當(dāng)fng時,因?yàn)間fnm，所以gm，當(dāng)fn0時，gm,所以v2v20 m/s.答案：b6在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低如圖所示，在某路段汽車向左拐彎,司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些汽車的運(yùn)動可看做是做半徑為r的在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動設(shè)內(nèi)外路面高度差為h,路基的水平寬度為d，路面的寬度為l。已知重力加速度為g.要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進(jìn)方向)等于零,則汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應(yīng)等于(）a。 b。c. d。解析：由題意知當(dāng)mg

5、tanm時其橫向摩擦力等于零,所以v.答案：b7(2017青島高一檢測)如圖所示，底面半徑為r的平底漏斗水平放置,質(zhì)量為m的小球置于底面邊緣緊靠側(cè)壁，漏斗內(nèi)表面光滑,側(cè)壁的傾角為,重力加速度為g.現(xiàn)給小球一垂直于半徑向里的某一初速度v0，使之在漏斗底面內(nèi)做圓周運(yùn)動，則（)a小球一定受到兩個力的作用b小球可能受到三個力的作用c當(dāng)v0時，小球?qū)Φ酌娴膲毫榱鉪當(dāng)v0時，小球?qū)?cè)壁的壓力為零解析：設(shè)小球剛好對底面無壓力時的速度為v,此時小球的向心力fmgtanm，所以v。故當(dāng)小球轉(zhuǎn)動速度v0時，它受重力、底面的支持力和側(cè)壁的彈力三個力作用；故當(dāng)小球轉(zhuǎn)動速度v0時，它只受重力和側(cè)壁的彈力作用因此選項(xiàng)b

6、正確，a、c、d錯誤答案：b二、多項(xiàng)選擇題8字宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動,下列說法正確的是(）a在飛船內(nèi)可以用天平測量物體的質(zhì)量b在飛船內(nèi)可以用水銀氣壓計(jì)測艙內(nèi)的氣壓c在飛船內(nèi)可以用彈簧測力計(jì)測拉力d在飛船內(nèi)將重物掛于彈簧測力計(jì)上，彈簧測力計(jì)示數(shù)為0，但重物仍受地球的引力解析：飛船內(nèi)的物體處于完全失重狀態(tài)，此時放在天平上的物體對天平的壓力為0，因此不能用天平測量物體的質(zhì)量，a錯誤；同理，水銀也不會產(chǎn)生壓力，故水銀氣壓計(jì)也不能使用,b錯誤；彈簧測力計(jì)測拉力遵從胡克定律，拉力的大小與彈簧伸長量成正比，c正確；飛船內(nèi)的重物處于完全失重狀態(tài)，并不是不受重力，而是重力全部用于提供重物做圓周運(yùn)動所需的向心

7、力，d正確答案:cd9如圖所示,鐵路轉(zhuǎn)彎處外軌應(yīng)略高于內(nèi)軌，火車必須按規(guī)定的速度行駛，則轉(zhuǎn)彎時(）a火車所需向心力沿水平方向指向彎道內(nèi)側(cè)b彎道半徑越大,火車所需向心力越大c火車的速度若小于規(guī)定速度，火車將做離心運(yùn)動d火車若要提速行駛，彎道的坡度應(yīng)適當(dāng)增大解析：火車轉(zhuǎn)彎做勻速圓周運(yùn)動，合力指向圓心，受力分析如圖由向心力公式f向f合mmgtan.因而，m、v一定時，r越大，f向越??；若v小于規(guī)定速度,火車將做向心運(yùn)動，對內(nèi)軌擠壓；當(dāng)m、r一定時，若要增大v,必須增大；故選a、d。答案:ad10(2017連云港高一檢測)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

8、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)下列說法正確的是(）av一定時,r越小則要求h越大bv一定時,r越大則要求h越大cr一定時，v越小則要求h越大dr一定時,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，路面的寬度為l,由mgtanm，得tan；又因?yàn)閠ansin,所以.可見v一定時，r越大,h越小，故a正確、b錯誤；當(dāng)r一定時，v越大，h越大,故c錯誤、d正確答案：ad三、非選擇題11一同學(xué)騎自行車在水平公路上以5 m/s的恒定速率轉(zhuǎn)彎,已知人和車的總質(zhì)量m80 kg，轉(zhuǎn)彎的路徑近似看成一段圓弧，圓弧半徑r20 m.(1）求人和車作為一個整體轉(zhuǎn)彎時需要的向心力(2)若車

9、胎和路面間的動摩擦因數(shù)0。5，為安全轉(zhuǎn)彎,車速不能超過多少？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2)解析：(1）由向心力公式fnm可知fnm80 n100 n(2)為安全轉(zhuǎn)彎，向心力不應(yīng)大于滑動摩擦力ff則：mmg，可得：vm10 m/s故車速不能超過10 m/s.答案：(1)100 n（2）10 m/s12在汽車越野賽中，一個土堆可視作半徑r10 m的圓弧,左側(cè)連接水平路面，右側(cè)與一坡度為37斜坡連接某車手駕車從左側(cè)駛上土堆，經(jīng)過土堆頂部時恰能離開，賽車飛行一段時間后恰沿與斜坡相同的方向進(jìn)入斜坡，沿斜坡向下行駛研究時將汽車視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力求：(g取10 m/s2，sin370.6，cos370。8）（1)汽車經(jīng)過土堆頂部的速度大?。?)汽車落到斜坡上的位置與土堆頂部的水平距離解析：（1)賽車在土堆頂部做圓周運(yùn)動，且恰能離開，重力提供向心力，由牛頓第二定律mgm得v10 m/s(2）賽車離開土堆頂部后做平拋運(yùn)動，落到斜坡上時速度與水平方向夾角為37，