学年高中物理第五章曲线运动课时提升作业七生活中圆周运动新人教版必修

1、学年高中物理第五章曲线运动课时提高作业七.生活中的圆周运动新人教版必修学年高中物理第五章曲线运动课时提高作业七.生活中的圆周运动新人教版必修PAGE学年高中物理第五章曲线运动课时提高作业七.生活中的圆周运动新人教版必修课时提高作业七生活中的圆周运动(20分钟50分)一、选择题(本题共4小题,每题7分,共28分)1.(2018唐山高一检测)在高速公路的拐弯处,平时路面都是外高内低,以以下列图。汽车的运动可看作是做半径为R的水平面内的匀速圆周运动。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。已知重力加快度为g。要使车轮与路面之间的横向(垂直于前进方向)摩擦力等于零,则汽车转弯时的车速

2、应等于()A.B.C.D.【剖析】选B。设路面的倾角为,要使车轮与路面之间的横向摩擦力等于零,则汽车转弯时,由路面的支持力与重力的合力供应汽车的向心力,作出汽车的受力求,如图。依照牛顿第二定律,得:mgtan=m,又由数学知识获取:tan=,联立解得:v=。【补偿训练】(2018桂林高一检测)以以下列图,照片中的汽车在水平公路上做匀速圆周运动。已知图中双向四车道的总宽度为15m,内车道边缘间最远的距离为150m。假设汽车碰到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍。g取10m/s2,则汽车的运动()A.所受的合力可能为零B.只受重力和地面支持力的作用C.所需的向心力由重力和支持力的合力供应D.最大速度

3、不能够高出3m/s【剖析】选D。汽车在水平面内做匀速圆周运动,合外力供应向心力,向来指向圆心,拐弯时静摩擦力供应向心力,所需的向心力不能够能由重力和支持力的合力供应,故A、B、C项错误;汽车碰到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍,f=0.7mg,依照牛顿第二定律f=m,当r最大时,有最大速度,r=150m+15m=90m,解得v=3m/s,故D项正确。2.游览中的鸟要改变游览方向时,鸟的身体要倾斜(以以下列图)。与车辆不一样样的是,鸟转弯所需的向心力由重力和空气对它们的作用力的合力来供应。质量为m的飞鸟,以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,则飞鸟碰到的合力的大小等于(重力加快度为g)()

4、A.mB.C.m-g2D.mg【剖析】选B。飞鸟做圆周运动,碰到的合力供应向心力,则F=,故合力为,故B项正确。3.一个质量为m的物体,(体积可忽略),在半径为R的圆滑半球极点处以水平速度v0运动,以以下列图,则以下说法正确的选项是()导学号38026135A.若v0=,则物体对半球极点无压力B.若v0=,则物体对半球极点的压力为mgC.若v0=0,则物体对半球极点的压力为mgD.若v0=0,则物体对半球极点的压力为零【剖析】选A。若v0=,则mg-F=m,得:F=0,则物体对半球面极点无压力,故A项正确;若v0=,则mg-F=m,得:F=mg,则物体对半球面极点的压力为mg,故B项错误;设物

5、体受支持力为F,依照牛顿第二定律:mg-F=m=0,得:F=mg,物体对半球极点的压力为mg,故C、D项错误。【补偿训练】(2018太原高一检测)一辆载重卡车,在丘陵地区以不变的速率行驶,大体地形以以下列图,由于轮胎已旧,途中爆胎,你认为A、B、C、D周围中,爆胎可能性最大的一处是()A.A处B.B处C.C处D.D处【剖析】选B。在A处,卡车做圆周运动,加快度方向竖直向下,依照牛顿运动定律得知,卡车处于失重状态,地面对卡车的作用力小于其重力;在B处,卡车做圆周运动,加快度方向竖直向上,依照牛顿运动定律得知,卡车处于超重状态,地面对卡车的作用力大于其重力;在C处,地面对轮胎的作用力大小等于卡车的

6、重力;在D处,地面对卡车的弹力等于其重力垂直斜面向下的分力,也小于重力。故可知,在B处,卡车碰到地面的作用力最大,最简单爆胎,故B项正确,A、C、D项错误。4.以以下列图,圆滑水平面上,小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时,拉力F发生变化,关于小球运动情况的说法不正确的选项是()导学号38026136A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动C.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pb做离心运动D.若拉力突然变大,小球将沿轨迹Pc做向心运动【剖析】选B。若拉力突然消失,小球做离心运动,由于不受力,将沿轨迹Pa运动,故A项正确;若拉力变

7、小,拉力不够供应向心力,做半径变大的离心运动,即沿Pb运动,故B项错误,C项正确;若拉力变大,则拉力大于向心力,沿轨迹Pc做近心运动,故D项正确。【补偿训练】雨天在野外骑车时,在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴,行驶时感觉很“深重”。若是将自行车后轮撑起,使后轮走开地面而悬空,今后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就会被甩下来。以以下列图,图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特别地址,则()A.泥巴在图中a、c地址的向心加快度大于b、d地址的向心加快度B.泥巴在图中的b、d地址时最简单被甩下来C.泥巴在图中的c地址时最简单被甩下来D.泥巴在图中的a地址时最简单被甩下来【剖析】选C。当

8、后轮匀速转动时,由an=R2知a、b、c、d四个地址的向心加快度大小相等,A错误。在角速度相同的情况下,泥巴在a点有Fa+mg=m2R,在b、d两点有Fb=Fd=m2R,在c点有Fc-mg=m2R。所以泥巴不走开轮胎在c地址所需要的相互作用力最大,泥巴最简单被甩下,应选项B、D错误,选项C正确。二、计算题(14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)5.(2018珠海高一检测)以以下列图,一辆质量为2000kg的汽车匀速经过一半径为50m的凸形桥。(g=10m/s2),求(1)汽车若能安全驶过此桥,它的速度范围为多少?(2)若汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半,求此时汽

9、车的速度多大?【剖析】(1)当支持力为零时,依照mg=m得最高点的最大速度为v=m/s=10m/s则速度的范围为v10m/s(2)依照牛顿第二定律得mg-N=mN=mg解得:v=m/s=5m/s答案:(1)v10m/s(2)5m/s(8分)(多项选择)在云南省某地方到现在还要依靠滑铁索过江,若把这滑铁索过江简化成以以下列图的模型,铁索的两个固定点A、B在同一水平面内,AB间的距离为L=80m,铁索的最低点离AB连线的垂直距离为H=8m,若把绳索看作是圆弧,已知一质量m=52kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点的速度为10m/s,那么()A.人在整个绳索上运动可看作是匀速圆周运动B.可求得

10、绳索的圆弧半径为104mC.人在滑到最低点时,滑轮对绳索的压力为570ND.人在滑到最低点时,滑轮对绳索的压力为50N【剖析】选B、C。人借助滑轮下滑过程中重力做功,速度大小是变化的,所以人在整个绳索上的运动不能够看作匀速圆周运动,故A项错误;设绳索的圆弧半径为r,则由几何知识得:r2=(r-H)2+,代入解得,r=104m,故B项正确;对人研究:依照牛顿第二定律得,N-mg=m,获取N=mg+m,代入解得人在滑到最低点时绳索对人支持力N=570N,依照牛顿第三定律得知,人在滑到最低点时对绳索的压力为570N,故C项正确,D项错误。【补偿训练】1.(2018遵义高一检测)为保证行车安全,在高速

11、公路的不一样样路段都会竖有限速指示牌。若有一段直行连接弯道的路段,其弯道半径R为60m,弯道路面的倾斜角度为6,最大静摩擦力为压力的0.4倍。假设直行路段的限速为120km/h,限速指示牌的可见视野为100m,驾驶员的操作反应时间为2s,为保持平稳减速,限制最大减速加快度为2.5m/s2。已知tan6=0.1,g=10m/s2,试计算:(结果可用根号表示)(1)要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即沿公路内外两侧)等于零,则汽车转弯时的车速为多大?(2)弯道处指示牌应注明的限速为多少?(3)最少应该在弯道前多少距离处设置限速指示牌。【剖析】(1)汽车恰好没有沿公路内外两侧滑动的趋势时,汽车重力与路

12、面支持力的合力恰好作为汽车转弯所需向心力,则mgtan=m故v=m/s=2m/s(2)弯道最高车速时受力以以下列图,则mg+Ffsin=FNcosFNsin+Ffcos=mFf=FN联立解得v=m/s17.7m/s=63.72km/h即指示牌应注明的限速为63km/h。(3)直行路段的限速v2=120km/h=33.3m/sv1=17.7m/s由-=2as得求得:s=159m反应时间内车经过的距离l=v2t=33.32m=66.6m则x=159m+66.6m-100m=125.6m。应该在弯道前125.6m距离处设置限速指示牌。答案:(1)2m/s(2)63km/h(3)125.6m2.(20

13、18成都高一检测)铁路转弯处的弯道半径r是依照地形决定的,弯道处要求外轨比内轨高,其内外高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率。下表中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/mm50100150200250300(1)依照表中数据,试导出h与r关系的表达式,并求出当r=440m时,h的设计值。(2)铁路建成后,火车经过弯道时,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间距设计值为L=1.500m,结合表中数据,算出我国火车的转弯速率(路轨倾角很小时,正弦值按正切值办理,结果可用根号表示,g=10m/s2)。(3)随着人们生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求,为了提高运输能力,国家对铁路不断进行加快,这就要求转弯速率也需要提高,请依照上述计算原理和上述表格剖析加快时应采用怎样的有效措施。【剖析】(1)剖析表中数据可得hr=6605010-3m2=33m