2019年高中物理第五章曲线运动第七节生活中的圆周运动分层训练新人教版.docx

第七节 生活中的圆周运动A级抓基础1洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附着在筒壁上，此时：衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大以上说法中正确的是()ABCD解析：衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，衣服所受的重力与摩擦力是一对平衡力，与转速无关，也不能提供向心力衣服做圆周运动所需向心力由筒壁的弹力提供，随筒的转速的增大而增大所以正确，故选B.答案：B2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，g取9.8 m/s2，则桥的半径为()A100 m B150 m C200 m D250 m解析：v72 km/h20 m/s，对钩码列牛顿第二定律，得Fmgm，所以R m200 m故选项C正确答案：C3.一辆卡车匀速行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是()Aa处 Bb处 Cc处 Dd处解析：卡车在a、c处行驶，向心加速度向下，处于失重状态，爆胎可能性较小；卡车在b、d处行驶，向心加速度向上，处于超重状态，又因为FNmgm，FNmgm.由题图知rbrd，所以FNbFNd，因此在d处爆胎可能性最大，故选D.答案：D4.长度为L0.50 m的轻质细杆OA，A端有一质量m1.0 kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速度是2.0 m/s，g取10 m/s2，则此时细杆OA受到()A2.0 N的拉力B2.0 N的压力C18 N的拉力 D18 N的压力解析：设杆对小球的作用力为FN，方向竖直向下其受力如图所示，由牛顿第二定律，得FNmgm，则FNmmg3.0 N3.010 N6.0 N，负号说明FN的方向与假设方向相反，即竖直向上，为支持力由牛顿第三定律知小球对细杆OA的压力为6.0 N.答案：B5.(多选)铁路在弯道处的内、外轨道高低是不同的，已知内、外轨道面对水平面倾角为(如图所示)，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则()A内轨对内侧车轮轮缘有挤压B外轨对外侧车轮轮缘有挤压C这时铁轨对火车的支持力等于D这时铁轨对火车的支持力小于解析：若火车以规定速度v0行驶，则火车的向心力等于它所受到的重力mg与支持力FN的合力，即mgtan m，所以v0.若车速小于v0，则内轨对内侧轮产生侧压力F，如图所示此时Fsin FNcos mg，即FNcos mg，所以FN，综上所述，A、D选项正确答案：AD6.如图所示，竖直平面内有两个半径分别为r1和r2的圆形过山车轨道N、P.若过山车在两个轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零，则过山车在N、P最高点的速度比为()A. B.C. D.解析：在最高点过山车对轨道的压力为零时，重力提供向心力，有mg.代入题中数据可得过山车在N、P最高点的速度分别为：v1，v2.故，故选B.答案：B7(多选)如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则()A在最高点小球的速度水平，小球既不超重也不失重B小球经过与圆心等高的位置时，处于超重状态C盒子在最低点时对小球弹力大小等于2mg，方向向上D该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2解析：在最高点小球的加速度为g，处于完全失重状态，选项A错误；小球经过与圆心等高的位置时，竖直加速度为零，既不超重也不失重，选项B错误；在最低点时，盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动的向心力，由Fmgm，解得F2mg，选项C正确；在最高点有mgm，解得该盒子做匀速圆周运动的速度v，该盒子做匀速圆周运动的周期为T2，选项D正确答案：CDB级提能力8.(多选)如图所示，小物块位于固定于地面的半径为R的半球的顶端，若给小物块一水平的初速度v时物块对半球刚好无压力，则下列说法正确的()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物块落地时速度的方向与地面成45角解析：小物块只受重力作用，又有水平初速度，故立即离开球面做平抛运动，选项A正确，C错误；小物块在最高点有mg，解得v，物块做平抛运动有xvt，Rgt2，由两式联立解得，xR，选项B正确；落地时竖直方向的速度vygtg，tan ，45，选项D错误答案：AB 9.(多选)如图所示，木板B托着木块A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是()A从水平位置a到最高点b的过程中A的向心加速度越来越大B从水平位置a到最高点b的过程中B对A的摩擦力越来越小C在a处时A对B的压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值D在过圆心的水平线以下A对B的压力一定大于A的重力解析：由于木块A在竖直平面内做匀速圆周运动，A的向心加速度大小不变，A错误；从水平位置a到最高点b的过程中，A的向心加速度沿水平方向的分量逐渐减小，即此过程B对A的摩擦力越来越小，B正确；在a处时A的向心加速度水平向左，竖直方向上A处于平衡，A对B的压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值，C正确；在过圆心的水平线以下有向上的加速度的分量，此时A处于超重状态，B对A的支持力大于A的重力，D正确答案：BCD10振动电机实际上是一个偏心轮，简化模型如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力的大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FNv2图象如图乙所示下列说法正确的是()图甲图乙A小球的质量为RB当v时，球对杆有向下的压力C当v时，球对杆有向上的拉力D若c2b，则此时杆对小球的弹力大小为2a解析：在最高点，若v0，则Nmga；当N0时，则有mgmm，解得g，m，故A正确；当v2b时，即v时，杆对球的作用力为零，故B错误；当v2b，即v时，杆对球表现为支持力，则球对杆有向下的压力，故C错误；当v2c2b时，杆对球表现为拉力，根据牛顿第二定律，得Fmgm，解得Fmga，故D错误答案：A11汽车以速度v行驶，驾驶员突然发现前方有一条横沟，为了避免事故，驾驶员应该刹车好还是转弯好？解析：无论刹车还是转弯，都是为了避免汽车驶入沟中，刹车时地面的摩擦力使车减速，转弯时摩擦力则使车速改变方向若采取刹车，则有mgma，解得刹车距离为s.若采取转弯，则由静摩擦力提供向心力，即mgm，解得转弯半径为r.因为rs，所以刹车更易避免事故答案：刹车好12小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.(2)问绳能承受的最大拉力为多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？解析：(1)设绳断后小球飞行的时间为t，落地时小球的竖直分速度为vy，根据平抛运动的规律，有水平方向：dv1t，竖直方向：dgt2，vygt，解得v1，vy，所以小球落地时的速度大小为v2.(2)设绳能承受的最大拉力大小为FT，这也是小球受到绳的最大拉力小球做圆周运动的半径为Rd，根据牛