2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時(shí)分層作業(yè)七生活中的圓周運(yùn)動(dòng)新人教版必修第二冊(cè)

課時(shí)分層作業(yè)(七)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)A級(jí)必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.[2024·河北邯鄲高一檢測(cè)]下列措施不屬于防止離心現(xiàn)象造成危害的是()2.[2024·西安高一檢測(cè)]在冬奧會(huì)項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員繞周長僅為111米的短道競(jìng)賽．運(yùn)動(dòng)員競(jìng)賽過程中在通過彎道時(shí)假如不能很好地限制速度，將發(fā)生側(cè)滑而摔離正常競(jìng)賽路途．圖中圓弧虛線Ob代表彎道，即正常運(yùn)動(dòng)路途，Oa為運(yùn)動(dòng)員在O點(diǎn)時(shí)的速度方向(探討時(shí)可將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn))，Oa、Ob把運(yùn)動(dòng)員的前方分成Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三個(gè)區(qū)域，下列論述正確的是()A．發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力方向背離圓心B．發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力大于所須要的向心力C．運(yùn)動(dòng)員若在O點(diǎn)發(fā)生側(cè)滑，則滑向Ⅱ區(qū)域D.運(yùn)動(dòng)員若在O點(diǎn)發(fā)生側(cè)滑，則滑向Ⅲ區(qū)域3．火車在某個(gè)彎道按規(guī)定速度40m/s轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)、外軌對(duì)車輪皆無側(cè)壓力，若火車在該彎道實(shí)際運(yùn)行速度為50m/s，下列說法中正確的是()A．僅內(nèi)軌對(duì)車輪有側(cè)壓力B．僅外軌對(duì)車輪有側(cè)壓力C．內(nèi)、外軌對(duì)車輪都有側(cè)壓力D．內(nèi)、外軌對(duì)車輪均無側(cè)壓力4.鐵路在彎道處的內(nèi)、外軌道高度是不同的，已知內(nèi)、外軌道平面與水平面的夾角為θ，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為r，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度等于rgtanθ，則(A．內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B．外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有擠壓C．這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力等于mgD．這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力大于mg5．“神舟十號(hào)”飛船繞地球的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，“神舟十號(hào)”航天員在“天宮一號(hào)”中展示了失重環(huán)境下的物理試驗(yàn)或現(xiàn)象．下列四幅圖中的行為可以在“天宮一號(hào)”艙內(nèi)完成的有()A．用臺(tái)秤稱量重物的質(zhì)量B．用水杯喝水C．用沉淀法將水與沙子分別D．給小球一個(gè)很小的初速度，小球就能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)6.馬路在通過小型水庫的泄洪閘的下游時(shí)，經(jīng)常要修建凹形橋，也叫“過水路面”．如圖所示，汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)()A．車對(duì)橋的壓力等于汽車的重力B．車對(duì)橋的壓力小于橋?qū)ζ嚨闹С至．汽車所需的向心力就是地面對(duì)車的支持力D．為了防止爆胎，車應(yīng)低速駛過7．如圖甲所示汽車進(jìn)入彎道前都要進(jìn)行必要的減速，可以簡(jiǎn)化為圖乙所示的示意圖，O、M兩點(diǎn)分別為減速點(diǎn)和轉(zhuǎn)向點(diǎn)，OM為進(jìn)入彎道前的平直馬路，MN段路面為水平圓弧形彎道．已知OM段的距離為14m，彎道的半徑為24m，汽車到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速度大小為16m/s，汽車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10m/s2.要確保汽車進(jìn)入彎道后不側(cè)滑，則在彎道上行駛的最大速度的大小和在OM段做勻減速運(yùn)動(dòng)的最小加速度的大小分別為()A．16m/s2m/s2B．16m/s4m/s2C．12m/s2m/s2D．12m/s4m/s28.如圖所示，在馬路轉(zhuǎn)彎處，常采納外高內(nèi)低的斜面式彎道，這樣可以使車輛經(jīng)過彎道時(shí)不必大幅減速，從而提高通行實(shí)力且節(jié)約燃料．若某處有這樣的彎道，其半徑為r＝100m，路面傾角為θ，其橫截面如圖所示，且tanθ＝0.4，取g＝10m/s2.(1)求汽車的最佳通過速度，即不出現(xiàn)側(cè)向摩擦力時(shí)的速度大?。?2)若彎道處側(cè)向動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝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．B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練9.如圖所示，在光滑水平面上一小球以某一速度運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)遇到一段半徑為r的14圓弧曲面AB后，落到水平地面的C點(diǎn)，已知小球沒有跟圓弧曲面的任何點(diǎn)接觸，則BC的最小距離為(A.rB．2rC．22rD．(2－1)10.(多選)圖為自行車運(yùn)動(dòng)員在水平道路上轉(zhuǎn)彎的情景，轉(zhuǎn)彎軌跡可看成一段半徑為r的圓弧，運(yùn)動(dòng)員始終與自行車在同一平面內(nèi)．轉(zhuǎn)彎時(shí)，只有當(dāng)?shù)孛鎸?duì)車的作用力通過車(包括人)的重心時(shí)，車才不會(huì)傾倒．設(shè)自行車和人的總質(zhì)量為M，輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.下列說法正確的是()A．自行車受到地面的支持力方向與自行車所在平面平行B．轉(zhuǎn)彎時(shí)自行車不發(fā)生側(cè)滑的最大速度為μrgC．轉(zhuǎn)彎時(shí)自行車與地面間的靜摩擦力肯定為μMgD．轉(zhuǎn)彎速度越大，自行車所在平面與地面的夾角越小11．(多選)港珠澳大橋有一段半徑約為120m的圓弧形彎道，路面水平，路面對(duì)輪胎的徑向最大靜摩擦力為正壓力的45，下雨時(shí)路面被雨水淋濕，路面對(duì)輪胎的徑向最大靜摩擦力變?yōu)檎龎毫Φ?5，若汽車通過圓弧形彎道時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，汽車可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2，則(A．汽車以20m/s的速率通過此圓弧形彎道時(shí)的向心加速度約為3.3m/s2B．汽車以20m/s的速率通過此圓弧形彎道時(shí)的角速度為0.6rad/sC．晴天時(shí)，汽車以30m/s的速率可以平安通過此圓弧形彎道D．下雨時(shí)，汽車以15m/s的速率通過此圓弧形彎道時(shí)將做離心運(yùn)動(dòng)課時(shí)分層作業(yè)(七)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)1．解析：馬路上的減速帶是為了防止汽車超速而產(chǎn)生危急，不屬于防止離心現(xiàn)象造成危害；砂輪外側(cè)加防護(hù)罩是為了避開砂輪轉(zhuǎn)速過大發(fā)生離心現(xiàn)象而分裂飛出；鏈球運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地安裝防護(hù)網(wǎng)是為了防止鏈球離心飛出而造成危害；彎道限速是為了防止汽車車速過大發(fā)生離心現(xiàn)象，造成翻車或側(cè)滑．故選A.答案：A2．答案：C3．解析：火車在彎道按規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，重力和支持力的合力恰好供應(yīng)向心力．若火車的運(yùn)行速度大于規(guī)定速度，重力和支持力的合力小于火車須要的向心力，此時(shí)外軌對(duì)車輪產(chǎn)生側(cè)壓力補(bǔ)充向心力，選項(xiàng)B正確．答案：B4.解析：由牛頓其次定律F合＝meq\f(v2,r)解得F合＝mgtanθ，滿意如圖所示幾何關(guān)系，由圖中幾何關(guān)系得FNcosθ＝mg，則FN＝eq\f(mg,cosθ)，此時(shí)火車只受重力和軌道的支持力作用，內(nèi)、外軌道對(duì)火車均無側(cè)壓力，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C5．解析：重物處于完全失重狀態(tài)，對(duì)臺(tái)秤的壓力為零，無法通過臺(tái)秤稱量重物的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；水杯中的水處于完全失重狀態(tài)，不會(huì)因重力而流入嘴中，故B錯(cuò)誤；沙子處于完全失重狀態(tài)，不能通過沉淀法與水分別，故C錯(cuò)誤；小球處于完全失重狀態(tài)，給小球一個(gè)很小的初速度，小球能在拉力作用下在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，故D正確．答案：D6．解析：在最低點(diǎn)，依據(jù)牛頓其次定律知：地面對(duì)車的支持力與車的重力的合力供應(yīng)了向心力，設(shè)橋?qū)嚨闹С至镕N，有FN－mg＝meq\f(v2,r)，所以FN>mg，依據(jù)牛頓第三定律得車對(duì)橋的壓力大于重力，A、B、C錯(cuò)誤；為了防止爆胎，應(yīng)減小橋?qū)嚨闹С至N，F(xiàn)N＝meq\f(v2,r)＋mg，所以應(yīng)當(dāng)減小速度，D正確．答案：D7．解析：汽車在彎道上行駛速度最大時(shí)，最大靜摩擦力供應(yīng)向心力，由牛頓其次定律知μmg＝meq\f(v2,r)可得v＝eq\r(μrg)＝12m/s，在OM段汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在彎道以最大速度行駛時(shí)，減速運(yùn)動(dòng)的加速度最小，則v2－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝2asOM，解得a＝－4m/s2，即最小加速度大小為4m/s2，A、B、C錯(cuò)誤，D正確．答案：D8．解析：(1)車輛以最佳速度通過彎道時(shí)，由重力和路面的支持力的合力供應(yīng)向心力，依據(jù)牛頓其次定律mgtanθ＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(grtanθ)＝20m/s.(2)當(dāng)汽車以最大速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，最大靜摩擦力沿斜面對(duì)下，依據(jù)牛頓其次定律可知，車在豎直方向平衡有FNcosθ＝mg＋Ffmsinθ，車在水平方向有FNsinθ＋Ffmcosθ＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)),r)，又Ffm＝μFN，聯(lián)立解得vm＝15eq\r(5)m/s.答案：(1)20m/s(2)15eq\r(5)m/s9．解析：在A點(diǎn)，小球恰好不沿圓弧運(yùn)動(dòng)時(shí)，有mg＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(rg).小球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向：r＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2r,g))則平拋運(yùn)動(dòng)的最小水平位移為x＝vt＝eq\r(rg)·eq\r(\f(2r,g))＝eq\r(2)r.所以BC的最小距離為d＝eq\r(2)r－r＝(eq\r(2)－1)r.選項(xiàng)D正確．答案：D10．解析：A錯(cuò)：自行車受地面支持力FN的方向豎直向上．B對(duì)：由μMg＝Meq\f(v2,r)得轉(zhuǎn)彎時(shí)自行車不發(fā)生側(cè)滑的最大速度v＝eq\r(μrg).C錯(cuò)：轉(zhuǎn)彎時(shí)自行車與地面間的靜摩擦力肯定小于或等于最大靜摩擦力μMg.D對(duì)：轉(zhuǎn)彎速度越大，向心力越大，則自行車所在平面與地面的夾角α越小．答案：BD11．解析：汽車通過此圓弧形彎道時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑R＝120m，則向心加速度an＝eq\f(v2,R)＝3.3m/s2，角速度ω＝eq\f(v,R)＝eq\f(1,6)rad/s，A正確，B錯(cuò)誤；以汽車為探討對(duì)象，當(dāng)路面對(duì)輪胎的徑向摩擦力指向彎道內(nèi)側(cè)且達(dá)到徑向最大靜摩擦力時(shí)，汽車的速率為平安通過圓弧形彎道的最大速率vm，設(shè)汽車的質(zhì)量為m，在水平方向上依據(jù)牛頓其次定律有Ffm＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)),R)，在豎直方向上有FN＝mg，晴天時(shí)，徑向最大靜摩擦力為正壓力的eq