高中物理 5.7生活中的圆周运动（精讲优练课型）课时提升作业 新人教版必修2.doc

课时提升作业(六)生活中的圆周运动(15分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每小题8分，共40分。多选题已在题号后标出)1.(2015镇江高一检测)摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图所示。它的优点是能够在现有线路上运行，无须对线路等设施进行较大的改造，而是靠摆式车体的先进性，实现高速行车，并能达到既安全又舒适的要求。假设有一超高速列车在水平面内行驶，以360km/h的速度拐弯，拐弯半径为1km，则质量为50kg的乘客，在拐弯过程中所需向心力为( )a.500 nb.1 000 nc.500nd.0【解析】选a。360km/h=100m/s，乘客在列车转弯过程中所受的合外力提供向心力f=m=50n=500n。2.(2015太原高一检测)如图所示，在光滑轨道上，小球滚下经过圆弧部分的最高点时，恰好不脱离轨道，此时小球受到的作用力是( )a.重力、弹力和向心力b.重力和弹力c.重力和向心力d.重力【解析】选d。小球运动到最高点时，若恰好不脱离轨道，小球与轨道间作用力为零，小球只受重力作用，由重力充当向心力。综上所述，d选项正确。3.在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上做实验，关于实验中电子秤的示数下列说法正确的是( )a.玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些b.玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大一些c.玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态d.玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小【解析】选d。设质量为m的玩具车以速度v经过半径为r的拱桥桥顶，则车受到的支持力fn=mg-m，故玩具车的速度v越大，车对拱桥的压力越小，电子秤示数就越小，选项a、b错误，d正确。玩具车运动通过拱桥顶端时，具有向下的向心加速度，所以处于失重状态，选项c错误。4.(2015渭南高一检测)长为l的细绳，一端系一质量为m的小球，另一端固定于某点，当绳竖直时小球静止，再给小球一水平初速度v0，使小球在竖直平面内做圆周运动，并且刚好能过最高点。则下列说法中正确的是( )a.小球过最高点时速度为零b.小球开始运动时绳对小球的拉力为mc.小球过最高点时绳对小球的拉力为mgd.小球过最高点时速度大小为【解析】选d。小球在竖直平面内做圆周运动时，小球刚好能通过最高点时小球的速度不能等于零，只有重力提供向心力，且此时绳子的拉力正好等于零，即mg=m，则v=，所以a、c错误，d正确。在小球开始运动时，小球受重力、绳的拉力作用，根据牛顿第二定律得：ft-mg=m，所以ft=mg+m，b选项错误。【补偿训练】杂技演员表演“水流星”，在长为1.6m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m=0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4m/s，则下列说法正确的是(g=10m/s2)( )a.“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出b.“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零c.“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用d.“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5n【解析】选b。水流星在最高点的临界速度v=4m/s，由此知绳的拉力恰为零，且水恰不流出，故选b。5.(多选)女航天员王亚平在“神舟十号”飞船上做了大量失重状态下的精美物理实验。关于失重状态，下列说法正确的是( )a.航天员仍受重力的作用b.航天员受力平衡c.航天员所受重力等于所需的向心力d.航天员不受重力的作用【解析】选a、c。做匀速圆周运动的空间站中的航天员，所受重力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，并非航天员不受重力作用，a、c正确，b、d错误。二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)6.(2015嘉兴高一检测)如图所示，有一绳长为l，上端固定在滚轮a的轴上，下端挂一质量为m的物体，现滚轮和物体一起以速度v匀速向右运动，当滚轮碰到固定的挡板b，突然停止的瞬间，绳子的拉力为多大？重力加速度为g。【解题指南】(1)当滚轮碰到固定的挡板b后，下端悬挂的物体做圆周运动。(2)当滚轮碰到固定的挡板b的瞬间，物体的速率不变。【解析】当滚轮碰到固定挡板突然停止时，物体m的速度仍为v，绳子对物体的拉力突然变化，与重力的合力提供物体做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律可得f-mg=，解得f=+mg。答案：+mg(25分钟50分)一、选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分。多选题已在题号后标出)1.(多选)(2015济宁高一检测)在某转弯处，规定火车行驶的速率为v0，则下列说法中正确的是( )a.当火车以速率v0行驶时，火车的重力与支持力的合力方向一定沿水平方向b.当火车的速率vv0时，火车对外轨有向外的侧向压力c.当火车的速率vv0时，火车对内轨有向内的挤压力d.当火车的速率vv0时，火车重力与支持力的合力不足以提供向心力，火车对外轨有向外的侧向压力；当火车的速率vv0时，由牛顿第二定律得：mg+f1=m，由牛顿第三定律得：f1=f1，解得f1=6n，方向竖直向上。当v2v0时，由牛顿第二定律得：mg-f2=m，由牛顿第三定律得：f2=f2，解得：f2=1.5n，方向竖直向下。答案：(1)3m/s(2)6 n，方向竖直向上1.5n，方向竖直向下【总结提升】圆周运动问题的解题思路(1)明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。(2)确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。(3)规定向心力方向为正方向，根据向心力公式列方程。(4)解方程，对结果进行必要的讨论。6.(10分)(2015太原高一检测)如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m=50kg的重锤(重锤可视为质点)绕转轴o匀速运动，重锤转动半径为r=0.5m。电动机连同打夯机底座的质量为m=25kg，重锤和转轴o之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度g取10m/s2。求：(1)重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？(2)若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？【解析】(1)当拉力大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开