优化方案高中物理 第五章 曲线运动 第七节 生活中的圆周运动分层演练巩固落实 新人教版必修2.doc

第七节 生活中的圆周运动学生用书p34随堂达标1在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象()荡秋千经过最低点的小孩汽车过拱形桥汽车过凹形桥在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器abc d解析：选b.物体在竖直平面内做圆周运动，受重力和拉力(或支持力)的作用，物体运动至最高点时向心加速度向下，则mgfnm，有fnmg，物体处于超重状态由以上分析知将出现超重现象2下列关于离心现象的说法正确的是()a当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象b做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做背离圆心的圆周运动c做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做直线运动d做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动解析：选c.向心力是根据效果命名的，做匀速圆周运动的物体所需要的向心力是它所受的某个力或几个力的合力提供的因此，它并不受向心力和离心力的作用它之所以产生离心现象是由于f合f向m2r，故选项a错误物体在做匀速圆周运动时，若它所受到的力都突然消失，根据牛顿第一定律，从这时起将沿切线方向做匀速直线运动，故选项c正确，选项b、d错误3(2015绵阳高一检测)火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法中正确的是()a当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力b当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力c当速度大于v时，轮缘挤压外轨d当速度小于v时，轮缘挤压外轨解析：选ac.火车拐弯时按铁路的设计速度行驶时，向心力由火车的重力和轨道的支持力的合力提供，a对，b错；当速度大于v时，火车的重力和轨道的支持力的合力小于向心力，外轨对轮缘有向内的弹力，轮缘挤压外轨，c对，d错4.用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为r的圆周运动，如图所示则下列说法正确的是()a小球通过最高点时，绳子张力可以为0b小球通过最高点时的最小速度为0c小球刚好通过最高点时的速度是d小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反解析：选ac.设小球通过最高点时的速度为v，由合力提供向心力及牛顿第二定律得mgftm.当ft0时，v，故选项a正确当v时，ft时，ft0，小球能沿圆弧通过最高点可见，v是小球能沿圆弧通过最高点的条件，故选项c正确5(选做题)(2015天津南开中学高一检测)某人为了测定一个凹形桥的半径，在乘汽车通过凹形桥最低点时，他注意到车上的速度计示数为72 km/h，悬挂1 kg钩码的弹簧测力计的示数为11.8 n，则桥的半径为多大？(g取9.8 m/s2)解析：v72 km/h20 m/s对钩码由向心力公式得fmgm所以r m200 m.答案：200 m课时作业一、选择题1(2013高考上海卷)秋千的吊绳有些磨损在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千()a在下摆过程中b在上摆过程中c摆到最高点时 d摆到最低点时解析：选d.当秋千摆到最低点时速度最大，由fmgm知，吊绳中拉力f最大，吊绳最容易断裂，选项d正确2(2015湛江高一检测)汽车驶向一凸形桥，为了在通过桥顶时，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适当增大速度通过桥顶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解析：选b.汽车通过凸形桥顶时，汽车过桥所需的向心力由重力和桥对车的支持力共同提供，由牛顿第二定律，有mgfnm，由牛顿第三定律知，汽车对桥顶的压力与fn等大反向，当v时，fn0，车对桥的压力为零，可见在汽车不飞离桥面的前提下，适当增大汽车的速度，可以减小汽车对桥的压力，b正确3(多选)如图所示，小物块位于放于地面的半径为r的半球的顶端，若给小物块一水平的初速度v时小物块对半球刚好无压力，则下列说法正确的是()a小物块立即离开球面做平抛运动b小物块落地时水平位移为rc小物块沿球面运动d小物块落地时速度的方向与地面成45角解析：选ab.小物块在最高点时对半球刚好无压力，表明从最高点开始小物块即离开球面做平抛运动，a对，c错；由mgm知，小物块在最高点的速度大小v，又由于rgt2，vygt，xvt，故xr，b对；tan ，45，d错4.如图所示，天车下吊着两个质量都是m的工件a和b，整体一起向左匀速运动系a的吊绳较短，系b的吊绳较长，若天车运动到p处突然停止，则两吊绳所受拉力fa、fb的大小关系是()afafbmgbfafbmg解析：选a.当天车突然停止时，a、b工件均绕悬点做圆周运动由fmgm，得拉力fmgm，故知a项正确5无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，铁水紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管已知管状模型内壁半径为r，则下列说法正确的是()a铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上的b模型各个方向上受到的铁水的作用力相同c若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力d管状模型转动的角速度最大为解析：选c.铁水是由于离心作用覆盖在模型内壁上的，模型对它的弹力和重力的合力提供向心力，选项a错误；模型最下部受到的铁水的作用力最大，最上方受到的作用力最小，选项b错误；最上部的铁水如果恰好不离开模型内壁，则重力提供向心力，由mgmr2，可得，故管状模型转动的角速度至少为，选项c正确，d错误6(多选)宇航员在绕地球匀速运行的空间站做实验如图，光滑的半圆形管道和底部粗糙的水平ab管道相连接，整个装置安置在竖直平面上，宇航员让一小球(直径比管道直径小)以一定的速度从a端射入，小球通过ab段并越过半圆形管道最高点c后飞出，则()a小球从c点飞出后将做平抛运动b小球在ab管道运动时不受摩擦力作用c小球在半圆管道运动时受力平衡d小球在半圆管道运动时对管道有压力解析：选bd.空间站中处于完全失重状态，所以小球处于完全失重状态，故小球从c点飞出后不会落回“地”面，故a错误；小球在ab管道运动时，与管道没有弹力作用，所以不受摩擦力作用，故b正确；小球在半圆管道运动时，所受合外力提供向心力，受力不平衡，故c错误；小球在半圆管道运动时受到管道的压力提供向心力，所以小球在半圆管道运动时对管道有压力，故d正确7乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，下列说法正确的是()a车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去b人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mgc人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等d人在最低点时对座位的压力大于mg解析：选d.过山车上人经最高点及最低点，受力如图，在最高点，由mgfnm可得：fnm在最低点，由fnmgm可得：fnm由支持力(等于压力)表达式分析知：当v1较大时，最高点无保险带也不会掉下，且还可能会对轨道有压力，大小因v1而定，所以a、b均错误上、下两处向心力大小不等，向心加速度大小也不等(变速率)，所以c错误；又由式知最低点fnmg，所以d正确8.(2015鹤岗高一检测)如图所示，有一质量为m的大圆环，半径为r，被一轻杆固定后悬挂在o点，有两个质量为m的小环(可视为质点)，同时从大环两侧的对称位置由静止滑下两小环同时滑到大环底部时，速度都为v，则此时大环对轻杆的拉力大小为()a(2mm)g bmgc2mmg d2mmg解析：选c.设在最低点时大环对小环的支持力为fn，由牛顿第二定律fnmg，解得fnmg.根据牛顿第三定律得每个小环对大环的压力fnmg.由大环受力平衡得，此时大环对轻杆的拉力ft2mmg，c正确9在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看成是做半径为r的圆周运动设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为l.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于()a. b. c. d. 解析：选b.对汽车受力分析，如图所示，则有mmgcot mg，故v，b正确10.(2014高考安徽卷)如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30，g取10 m/s2.则的最大值是()a. rad/sb. rad/sc1.0 rad/s d0.5 rad/s解析：选c.当小物体转动到最低点时为临界点，由牛顿第二定律知，mgcos 30mgsin 30m2r解得1.0 rad/s，故选项c正确二、非选择题11.建筑工地上有一种打夯机，其结构原理如图所示用一长l的连杆(质量可忽略)一端固定一质量为m的铁块，一端固定在电动机的转轴上铁块可在竖直平面内做圆周运动，当旋转的角速度达到一定的数值，可使质量为m(不包括铁块质量m)的打夯机离开地面，然后砸向地面，从而起到夯实地基的作用则电动机转动的最小角速度为多少？解析：当铁块运动到最高点时，受重力mg、连杆拉力f作用；打夯机受重力mg、地面支持力fn、连杆拉力f作用，且ff.当打夯机刚好离开地面时，所受地面的支持力fn0.对m：mgfm2l，对m：fmg0，解得：.答案： 12.(2015衡