2019-2020学年高中物理 课时跟踪检测（十五）离心运动 鲁科版必修2

课时跟踪检测（十五） 离心运动基础层级基稳才能楼高1关于离心运动，下列说法中正确的是()a物体突然受到向心力的作用，将做离心运动b做匀速圆周运动的物体，当提供向心力的合外力突然变大时，将做离心运动c做匀速圆周运动的物体，只要提供向心力的合外力的数值发生变化，就将做离心运动d做匀速圆周运动的物体，当提供向心力的合外力突然消失或变小时将做离心运动解析：选d物体做什么运动取决于物体所受合外力与物体所需向心力的关系，当合外力大于其所需要的向心力时，物体向着圆心运动；当合外力小于所需要的向心力时，物体做离心运动，故d正确。2在水平面上转弯的摩托车，向心力是()a重力和支持力的合力 b静摩擦力c滑动摩擦力d重力、支持力、牵引力的合力解析：选b摩托车转弯时，摩托车受重力、地面支持力和地面对它的摩擦力三个力的作用，重力和地面支持力沿竖直方向，二力平衡，由于轮胎不打滑，摩擦力为静摩擦力，来充当向心力。综上所述，选项b正确。3. (多选)如图1所示，洗衣机的甩干筒在转动时有一衣服附在筒壁上，则此时()图1a衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力b衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力c筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大d筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大解析：选ac衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，故a正确；衣服随筒壁在水平面内做圆周运动，筒壁的弹力提供向心力，故b错误；因nmr2，所以筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大，故c正确；衣服在竖直方向的合外力等于零，所以筒壁对衣服的摩擦力大小始终等于重力，不随转速变化，故d错误。4(多选)在铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了()a减轻火车轮子对外轨的挤压b减轻火车轮子对内轨的挤压c使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力d限制火车向外脱轨解析：选acd铁路转弯处，若内外轨一样高，重力和轨道的支持力沿竖直方向，不能提供水平拐弯所需的向心力，是靠挤压外轨获得外轨指向弯道内侧的侧压力提供向心力，所以可使外轨略高于内轨，利用重力和支持力的合力提供向心力，减轻对外轨的挤压，也一定程度上限制了火车向外脱轨，a、c、d对。5(多选)有一水平的转盘在水平面内匀速转动，在转盘上放一质量为m的物块恰能随转盘一起匀速转动，则下列关于物块的运动正确的是()a如果将转盘的角速度增大，则物块可能沿切线方向飞出b如果将转盘的角速度增大，物块将沿曲线逐渐远离圆心c如果将转盘的角速度减小，物块将沿曲线逐渐靠近圆心d如果将转盘的角速度减小，物块仍做匀速圆周运动解析：选bd物块恰能随转盘一起转动，说明此时充当向心力的摩擦力恰好能够保证物块做圆周运动。如果增大角速度，则需要的向心力要增大，而摩擦力不能再增大了，因此，物块就会逐渐远离圆心，a错误，b正确；若减小角速度，则需要的向心力减小，而摩擦力也可以减小，因此物块仍做匀速圆周运动，c错误，d正确。6.如图2所示，小物块从半球形碗边的a点下滑到b点，碗内壁粗糙。物块下滑过程中速率不变，下列说法中正确的是 ()图2a物块下滑过程中，所受的合外力为零b物块下滑过程中，所受的合外力越来越大c物块下滑过程中，加速度的大小不变，方向时刻在变d物块下滑过程中，摩擦力大小不变解析：选c物块下滑过程中做匀速圆周运动，所受合外力大小(即向心力)和加速度的大小均不变，方向时刻改变，a、b错误，c正确；物块下滑到c点时的受力分析如图所示，为保证速率不变，切线方向应有fmgsin ，由于是变化的，所以摩擦力的大小也是变化的，d错误。7铁路转弯处的弯道半径r及其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关，还取决于火车在弯道上行驶的速率v。下表是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道的高度差h。弯道半径r/m660330220165132110内、外轨高度差h/m0.050.100.150.200.250.30(1)根据表中数据，试导出h与r关系的表达式，并求出当r440 m时，h的设计值；(2)铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力，又已知我国铁路内、外轨的距离设计值l1.435 m，结合表中数据，求出我国火车的转弯速率v。(路轨倾角很小时，可认为tan sin )解析：(1)分析表中数据得，每组的h与r的乘积均等于常数，即c6600.05 m233 m2，因此hr33；当r440 m时，有h m0.075 m75 mm。(2)转弯中，当内外轨对车轮均没有侧向压力时，火车的受力示意图如图所示。由牛顿第二定律得mgtan m 因为很小，则有tan sin 由得v15 m/s54 km/h，即我国火车的转弯速率为54 km/h。答案：(1)hr3375 mm(2)54 km/h能力层级跳跳摘到桃子8. (多选)乘坐游乐场的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，如图3所示，下列说法正确的是 ()图3a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人在最低点时，处于超重状态d人在最低点时，对座位的压力大于mg解析：选cd由圆周运动的临界条件知，人在最高点时，若v，则人对底座和保险带都无作用力；若v，则保险带对人有拉力作用；若v，则人对底座有压力，且当v，压力大于mg，故a、b错误；人在最低点时有nmgm，则nmg，故c、d正确。9(多选)如图4所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为r的竖直放置的光滑圆形轨道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是()图4 a小球能够通过最高点时的最小速度为0b小球能够通过最高点时的最小速度为c如果小球在最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道的外壁有作用力d如果小球在最高点时的速度大小为，则小球通过最高点时与管道间无相互作用力解析：选acd因为管道内壁可以提供支持力，故小球在最高点的最小速度可以为零。若在最高点v0且较小时，球做圆周运动所需的向心力由球的重力跟管道内壁对球向上的力fn1的合力提供，即mgfn1m，当fn10时，v ，此时只有重力提供向心力。由此知，速度在0v时，球的向心力由重力跟管道外壁对球的向下的弹力fn2共同提供，综上所述，选项a、c、d正确。10一辆质量m2 t的轿车，驶过半径r90 m的一段凸形桥面，g取10 m/s2，求：(1)轿车以10 m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？(2)在最高点对桥面的压力等于轿车重力的一半时，车的速度大小是多少？解析：(1)轿车通过凸形桥面最高点时，受力分析如图所示：由向心力公式得mgfnm 故桥面的支持力大小fnmgmn1.78104 n根据牛顿第三定律，轿车在桥的顶点时对桥面压力的大小为1.78104 n。(2)对桥面的压力等于轿车重力的一半时，向心力fmgfn0.5mg，而fm，所以此时轿车的速度大小v m/s15 m/s答案：(1)1.78104 n(2)15 m/s11如图5所示，在竖直平面内有由圆弧ab和圆弧bc组成的光滑固定轨道，两者在最低点b平滑连接。ab弧的半径为r，bc弧的半径为。一小球在a点正上方与a相距处由静止开始自由下落，经a点沿圆弧轨道运动。图5(1)求小球在b、a两点的动能之比； (2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到c点。解析：(1)设小球的质量为m，小球在a点的动能为eka，由机械能守恒定律得ekamg设小球在