8　第五章　第7節(jié)　隨堂演練鞏固提升

1、隨堂檢測1洗衣機的脫水桶采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中錯誤的是()A脫水過程中，衣物是緊貼桶壁的B水會從桶中甩出是因為水滴受到的向心力很大的緣故C加快脫水桶轉(zhuǎn)動的角速度，脫水效果會更好D靠近中心的衣物的脫水效果不如周邊的衣物的脫水效果好解析：選 B.水滴依附衣物的附著力是一定的，當(dāng)水滴做圓周運動所需的向心力大于該附著力時，水滴被甩掉，B 項錯誤；脫水過程中，衣物做離心運動而甩向桶壁，A 項正確；角速度增大，水滴所需向心力增大，脫水效果更好，C 項正確；周邊的衣物因圓周運動的半徑R 更大，在一定時，所需向心力比中心的衣物大，脫水效果更好，D 項正確2(多選)如圖所示為賽車場的一個水平“梨

2、形”賽道，兩個彎道分別為半徑 R90 m 的大圓弧和 r40 m 的小圓弧，直道與彎道相切大、小圓弧圓心 O、O距離 L100 m賽車沿彎道路線行駛時，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的 225 倍假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運動，在彎道上做勻速圓周運動要使賽車不打滑，繞賽道一圈時間最短(發(fā)動機功率足夠大，重力加速度 g10 m/s2，314)，則賽車()A在繞過小圓弧彎道后加速B在大圓弧彎道上的速率為 45 m/sC在直道上的加速度大小為 563 m/s2D通過小圓弧彎道的時間為 558 s解析：選 AB.因賽車在圓弧彎道上做勻速圓周運動，由向心力公式有 Fmv2R，則在大小圓弧彎道上

3、的運動速率分別為 v大FRm2.25mgRm45 m/s，v小Frm2.25mgrm30 m/s，可知賽車在繞過小圓弧彎道后做加速運動，則 A、B 項正確；由幾何關(guān)系得直道長度為 d L2（Rr）250 3 m，由運動學(xué)公式 v2大v2小2ad，得賽車在直道上的加速度大小為 a6.50 m/s2， 則 C 項錯誤； 賽車在小圓弧彎道上運動時間 t2r3v小2.79 s，則 D 項錯誤3(多選)一輕桿一端固定質(zhì)量為 m 的小球，以另一端 O 為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為 R 的圓周運動，如圖所示，則下列說法錯誤的是()A小球過最高點時，桿所受到的彈力可以等于零B小球過最高點的最小速度是零C小

4、球過最高點時，桿對球的作用力一定隨速度增大而增大D小球過最高點時，桿對球的作用力一定隨速度增大而減小解析：選 CD.小球過最高點時，若 v gR，桿所受彈力等于零，選項 A 正確此題屬于輕桿模型，小球過最高點的最小速度是零，選項 B 正確小球過最高點時，若 v gR，桿對球有向上的支持力，且該力隨速度的增大而減小；若 v gR，桿對球有向下的拉力，且該力隨速度的增大而增大，選項 C、D 錯誤4公路在通過小型水庫泄洪閘的下游時常常要修建凹形橋，也叫“過水路面”現(xiàn)有一“過水路面”的圓弧半徑為 50 m，一輛質(zhì)量為 800 kg 的小汽車駛過“過水路面”當(dāng)小汽車通過“過水路面”的最低點時速度為 5

5、m/s問此時汽車對路面的壓力為多大？(g 取 10m/s2)解析：汽車在“過水路面”的最低點時，由牛頓第二定律得 FNmgmv2r，解得 FNmgmv2r800108002550N8 400 N， 根據(jù)牛頓第三定律， 汽車對路面的壓力大小 FNFN8 400 N.答案：8 400 N5長度為 05 m 的輕桿 OA 繞 O 點在豎直平面內(nèi)做圓周運動，A 端連著一個質(zhì)量 m2kg 的小球求在下述的兩種情況下，通過最高點時小球?qū)U的作用力的大小和方向：(1)桿做勻速圓周運動的轉(zhuǎn)速為 20 r/s；(2)桿做勻速圓周運動的轉(zhuǎn)速為 05 r/s(g10 m/s2)解析：小球在最高點的受力如圖所示(1)

6、桿的轉(zhuǎn)速為 20 r/s 時，2n4 rad/s由牛頓第二定律得 Fmgm2L故小球所受桿的作用力Fm2Lmg2(4220510) N138 N即桿對小球提供了 138 N 的拉力由牛頓第三定律知，小球?qū)U的拉力大小為 138 N，方向豎直向上(2)桿的轉(zhuǎn)速為 05 r/s 時，2n rad/s同理可得小球所受桿的作用力Fm2Lmg2(20510) N10 N力 F為負值表示它的方向與受力分析中所假設(shè)的方向相反，由牛頓第三定律知，小球?qū)U的壓力大小為 10 N，方向豎直向下答案：(1)138 N，方向豎直向上(2)10 N，方向豎直向下課時作業(yè)一、單項選擇題1市內(nèi)公共汽車在到達路口轉(zhuǎn)彎時，車內(nèi)

7、廣播中就要播放錄音： “乘客們請注意，前面車輛轉(zhuǎn)彎，請拉好扶手” ，這樣可以()A提醒包括坐著和站著的全體乘客均拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時可能向前傾倒B提醒包括坐著和站著的全體乘客均拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時可能向后傾倒C主要是提醒站著的乘客拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時可能向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒D主要是提醒站著的乘客拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時可能向轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)傾倒解析：選 C.車輛轉(zhuǎn)彎時，站著的乘客需要外力提供向心力，如不拉好扶手，由于慣性，乘客將向外側(cè)傾倒，做離心運動，故選項 C 正確2如圖所示，汽車在炎熱的夏天沿高低不平的曲面勻速率行駛，其中最容易發(fā)生爆胎的點是()Aa 點Bb 點Cc 點Dd 點解析：選

8、D.因為勻速圓周運動的向心力和向心加速度公式也適用于變速圓周運動，故在a、c 兩點 FNGmv2rG，由題圖知 b 點所在曲線半徑大，即 rbrd，又 vbvd，故 FNbFBmgBFAFBmg解析：選 A.當(dāng)天車突然停止時，A、B 工件均繞懸點做圓周運動由 Fmgmv2r，得拉力 Fmgmv2r，故知 A 項正確5 雨天在野外騎車時， 自行車的后輪輪胎上常會粘附一些泥巴，行駛時感覺很“沉重” 如果將自行車后輪撐起，使后輪離開地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動，泥巴就會被甩下來如圖所示，圖中 a、b、c、d 為后輪輪胎邊緣上的四個特殊位置，則()A泥巴在圖中 a、c 位置的向心加

9、速度大于 b、d 位置的向心加速度B泥巴在圖中的 b、d 位置時最容易被甩下來C泥巴在圖中的 c 位置時最容易被甩下來D泥巴在圖中的 a 位置時最容易被甩下來解析：選 C.當(dāng)后輪勻速轉(zhuǎn)動時，由 aR2知 a、b、c、d 四個位置的向心加速度大小相等，A 錯誤；在角速度相同的情況下，泥巴在 a 位置有 Famgm2R，在 b、d 位置有 FbFdm2R，在 c 位置有 Fcmgm2R，所以若泥巴不脫離輪胎則在 c 位置所需要的相互作用力最大，即在 c 位置泥巴最容易被甩下來，故 B、D 錯誤，C 正確6無縫鋼管的制作原理如圖所示，豎直平面內(nèi)，管狀模型置于兩個支承輪上，支承輪轉(zhuǎn)動時通過摩擦力帶動管

10、狀模型轉(zhuǎn)動，鐵水注入管狀模型后，由于離心作用，鐵水緊緊地覆蓋在模型的內(nèi)壁上，冷卻后就得到無縫鋼管已知管狀模型內(nèi)壁半徑為 R，則下列說法正確的是()A鐵水是由于受到離心力的作用才覆蓋在模型內(nèi)壁上的B模型各個方向上受到的鐵水的作用力相同C若最上部的鐵水恰好不離開模型內(nèi)壁，此時僅重力提供向心力D管狀模型轉(zhuǎn)動的角速度最大為gR解析：選 C.鐵水是由于離心作用覆蓋在模型內(nèi)壁上的，模型對它的彈力和重力的合力提供向心力，選項 A 錯誤；模型最下部受到的鐵水的作用力最大，最上方受到的作用力最小，選項 B 錯誤；最上部的鐵水如果恰好不離開模型內(nèi)壁，則重力提供向心力，由 mgmR2，可得gR，故管狀模型轉(zhuǎn)動的角速

11、度至少為gR，選項 C 正確，D 錯誤7如圖所示，質(zhì)量為 m 的小球置于正方體的光滑盒子中，盒子的邊長略大于球的直徑某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑為 R 的勻速圓周運動，已知重力加速度為 g，空氣阻力不計，則()A若盒子到最高點時，盒子與小球之間恰好無作用力，則該盒子做勻速圓周運動的周期為 2RgB若盒子以周期Rg做勻速圓周運動，則當(dāng)盒子運動到圖示球心與 O 點位于同一水平位置時，小球?qū)凶幼髠?cè)面的力為 4mgC若盒子以角速度 2gR做勻速圓周運動，則當(dāng)盒子運動到最高點時，小球?qū)凶拥南旅娴牧?3mgD盒子從最低點向最高點做勻速圓周運動的過程中，小球處于超重狀態(tài)；當(dāng)盒子從最高點向最低點做

12、勻速圓周運動的過程中，小球處于失重狀態(tài)解析：選 A.球到最高點時與盒子恰好無作用力，說明 v gR，又 T2Rv，T2Rg，故 A 正確當(dāng) TRg時，v2 gR，球到水平位置時由盒子彈力 FN提供向心力，F(xiàn)Nmv2R4mg， 是盒子右側(cè)壁對球的彈力， 故 B 錯誤 當(dāng)2gR時， 球在最高處 FNmgm2R，得 FN3mg，盒子上壁對球有向下的壓力，故 C 錯誤超重與失重應(yīng)看加速度方向，因為球做勻速圓周運動，所以 a 指向圓心，在圓心 O 所在水平面以下時 a 可以分解為如圖甲；在圓心 O 所在水平面以上時，a 可以分解為如圖乙圖甲時球超重，圖乙時球失重，故 D 錯誤二、多項選擇題8公路急轉(zhuǎn)彎處

13、通常是交通事故多發(fā)地帶如圖，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為 vc時，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢則在該彎道處()A路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低B車速只要低于 vc，車輛便會向內(nèi)側(cè)滑動C車速雖然高于 vc，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會向外側(cè)滑動D當(dāng)路面結(jié)冰時，與未結(jié)冰時相比，vc的值變小解析：選 AC.汽車以速率 vc轉(zhuǎn)彎，需要指向內(nèi)側(cè)的向心力，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢，說明此處公路內(nèi)側(cè)較低外側(cè)較高，選項 A 正確車速只要低于 vc，車輛便有向內(nèi)側(cè)滑動的趨勢，但不一定向內(nèi)側(cè)滑動，選項 B 錯誤車速雖然高于 vc，由于車輪與地面有摩擦力，但只要不超出某一最高限度，車輛便

14、不會向外側(cè)滑動，選項 C 正確根據(jù)題述，汽車以速率 vc轉(zhuǎn)彎，需要指向內(nèi)側(cè)的向心力，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢，沒有受到摩擦力，所以當(dāng)路面結(jié)冰時，與未結(jié)冰時相比，轉(zhuǎn)彎時 vc的值不變，選項 D 錯誤9英國特技演員史蒂夫特魯加里亞曾飛車挑戰(zhàn)世界最大環(huán)形車道如圖所示，環(huán)形車道豎直放置，直徑達 12 m若汽車在車道上以 12 m/s 恒定的速率運動，演員與汽車的總質(zhì)量為 1 000 kg，重力加速度 g 取 10 m/s2，則()A汽車通過最低點時，演員處于超重狀態(tài)B汽車通過最高點時對環(huán)形車道的壓力為 14104NC若要挑戰(zhàn)成功，汽車不可能以低于 12 m/s 的恒定速率運動D汽車在環(huán)形車

15、道上的角速度為 1 rad/s解析：選 AB.因為汽車通過最低點時，演員具有向上的加速度，故處于超重狀態(tài)，A 正確；由vr可得汽車在環(huán)形車道上的角速度為 2 rad/s，D 錯誤；由 mgmv20r可得 v0 gr7.7 m/s，C 錯誤；由 mgFmv2r以及牛頓第三定律可得汽車通過最高點時對環(huán)形車道的壓力為 1.4104N，B 正確10宇航員在繞地球勻速運行的空間站做實驗如圖，光滑的半圓形管道和底部粗糙的水平 AB 管道相連接，整個裝置安置在豎直平面上，宇航員讓一小球(直徑比管道直徑小)以一定的速度從 A端射入， 小球通過 AB 段并越過半圓形管道最高點 C 后飛出， 則()A小球從 C

16、點飛出后將做平拋運動B小球在 AB 管道運動時不受摩擦力作用C小球在半圓管道運動時受力平衡D小球在半圓管道運動時對管道有壓力解析：選 BD.空間站中處于完全失重狀態(tài)，所以小球處于完全失重狀態(tài)，故小球從 C 點飛出后不會落回“地”面，故 A 錯誤；小球在 AB 管道運動時，與管道沒有彈力作用，所以不受摩擦力作用，故 B 正確；小球在半圓管道運動時，所受合外力提供向心力，受力不平衡，故 C 錯誤；小球在半圓管道運動時受到管道的壓力提供向心力，所以小球在半圓管道運動時對管道有壓力，故 D 正確三、非選擇題11繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，水的質(zhì)量 m05 kg，繩長 l60 cm，求：(1)在最高點時水不流出的最小速率；(2)水在最高點速率 v3 m/s 時，水對桶底的壓力解析：(1)設(shè)在最高點時的臨界速度為 v，則有mgmv2l，得 v gl 9806 m/s242 m/s(2)設(shè)桶底對水的壓力為 FN，則有 mgFNmv2l得 FNmv2lmg05320698N26 N由牛頓第三定律，水對桶底的壓力FNFN26 N，方向豎直向上答案：(1)2.42 m/s(2)2.6 N，方向豎直向上12建筑工地上有一種打夯機，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示用