《圆周运动的实例分析》同步练习3

圆周运动的实例分析圆周运动的实例分析 同步练习同步练习 一 选择题 1 下列有关洗衣机中脱水筒的脱水原理的说法正确的是 A 水滴受离心力作用而背离圆心方向甩出 B 水滴受到向心力 由于惯性沿切线方向甩出 C 水滴受到的离心力大于它受到的向心力 而沿切线方向甩出 D 水滴与衣服间的附着力小于它所需要的向心力 于是水滴沿切线方向甩出 2 关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系 下列说法中正确的是 A 内 外轨一样高 以防列车倾倒造成翻车事故 B 因为列车在转弯处有向内倾倒的可能 故一般使内轨高于外轨 以防列车翻倒 C 外轨比内轨略高 这样可以使列车顺利转弯 减少车轮与铁轨的挤压 D 以上说法均不正确 3 在世界一级方程式锦标赛中 赛车在水平路面上转弯时 常常在弯道上冲出跑道 其原因是 A 是由于赛车行驶到弯道时 运动员未能及时转动方向盘造成的 B 是由于赛车行驶到弯道时 没有及时加速造成的 C 是由于赛车行驶到弯道时 没有及时减速造成的 D 是由于在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小造成的 4 如图1所示 在光滑的轨道上 小球滑下经过圆弧部分的最高点A时 恰好不脱离 轨道 此时小球受到的作用力是 图1 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 5 如图2所示 用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动 正确的 说法是 图2 A 小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力 B 小球在最高点时绳子的拉力有可能为零 C 若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动 则其在最高点的速率为0 D 小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球的重力 6 在高速公路的拐弯处 路面建造得外高内低 即当车向右拐弯时 司机左侧的路面 比右侧的要高一些 路面与水平面间的夹角为 设拐弯路段是半径为R的圆弧 要使车速 为v时车轮与路面之间的横向 即垂直于前进方向 摩擦力等于零 应等于 A sin B tan v2 Rg v2 Rg C sin 2 D cot 2v2 Rg v2 Rg 7 飞行员身体承受的压力最大不能超过体重的9倍 那么当他驾机飞行速率为v0时 在竖直平面内做圆周运动的最小半径应是 A B v2 0 9g v2 0 8g C D v2 0 10g v2 0 g 8 如图3所示 长为l的轻杆 一端固定一个小球 另一端固定在光滑的水平轴上 使 小球在竖直面内做圆周运动 关于最高点的速度v 下列说法正确的是 图3 A v的极小值为 gl B v由零逐渐增大 向心力也增大 C 当v由逐渐增大时 杆对小球的弹力逐渐增大 gl D 当v由逐渐减小时 杆对小球的弹力逐渐增大 gl 二 非选择题 9 一根长l 0 625 m的细绳 一端拴一质量m 0 4 kg 的小球 使其在竖直平面内绕 绳的另一端做圆周运动 g取10 m s2 求 1 小球通过最高点时的最小速度 2 若小球以速度v 3 0 m s通过圆周最高点时 绳对小球的拉力多大 若此时绳突然 断了 小球将如何运动 第第3节节 圆周运动的实例分析圆周运动的实例分析 1 D 根据离心运动的特点知 水滴的离心现象是由于水滴与衣服间的附着力小于 水滴运动所需要的向心力 即提供的向心力不足 所以水滴沿切线方向甩出 正确选项为 D 2 C 铁道转弯处外轨比内轨略高 从而使支持力的水平方向分力可提供一部分向心 力 以减少车轮与铁轨的挤压避免事故发生 C对 A B D错 3 C 赛车在水平弯道上行驶时 摩擦力提供向心力 而且速度越大 需要的向心力 越大 如不及时减速 当摩擦力不足以提供向心力时 赛车就会做离心运动 冲出跑道 故C正确 4 D 小球在最高点恰好不脱离轨道时 小球受轨道的弹力为零 而重力恰好提供 向心力 向心力并不是小球受到的力 而是根据力的作用效果命名的 故D正确 A B C均错误 5 BD 设在最高点小球受的拉力为F1 最低点受到的拉力为F2 当在最高点v1 gL 时 则F1 mg m 即向心力由拉力F1与mg的合力提供 A错 当v1 时 F1 0 B v2 1 LgL 对 v1 为球经过最高点的最小速度 即小球在最高点的速率不可能为0 C错 在最 gL 低点 F2 mg m F2 mg m 所以经最低点时 小球受到绳子的拉力一定大于它 v2 2 L v2 2 L 的重力 D对 6 B 当车轮与路面的横向摩擦力等于零时 汽车受力如图所示 则有 Nsin m v2 R Ncos mg 解得 tan 故B正确 v2 Rg 7 B 如图所示 飞机在竖直平面内做圆周运动 经过最低点时 飞行员承受的支持力最 大 当半径最小时 支持力N 9mg 由N mg m 得r v2 0 r v2 0 8g 8 BCD 由于是轻杆 即使小球在最高点速度为零 小球也不会掉下来 因此v的极 小值是零 v由零逐渐增大 由F 可知 F也增大 B对 当v 时 F mg mv2 lgl mv2 l 此时杆恰对小球无作用力 向心力只由其自身重力来提供 当v由增大时 则 mg gl mv2 l F F m mg 杆对球的力为拉力 且逐渐增大 当v由减小时 杆对球为支 v2 lgl 持力 此时 mg F F mg 支持力F 逐渐增大 杆对球的拉力 支 mv2 l mv2 l 持力都为弹力 所以C D也对 故选B C D 9 1 2 5 m s 2 1 76 N 平抛运动 解析 1 小球通过圆周最高点时 受到的重力G mg必须全部作为向心力F向 否则重 力G中的多余部分将把小球拉进圆内 而不能实现沿竖直圆周运动 所以小球通过圆周最 高点的条件应为F向 mg 当F向 mg时 即小球受到的重力刚好全部作为通过圆周最高点 的向心力 绳对小球恰好没有力的作用 此时小球的速度就是通过圆周最高点的最小速度v 0 由向心力公式有 mg m v2 0 l 解得 G mg m v2 0 l v0 m s 2 5 m s gl10 0 625 2 小球通过圆周最高点时 若速度v大于最小速度v0 所需的向心力F向将大于重力G 这时绳对小球要施加拉