2024-2025学年新教材高中物理课时分层作业七生活中的圆周运动新人教版必修第二册

课时分层作业(七)生活中的圆周运动A级必备学问基础练1.[2024·河北邯郸高一检测]下列措施不属于防止离心现象造成危害的是()2.[2024·西安高一检测]在冬奥会项目中，运动员绕周长仅为111米的短道竞赛．运动员竞赛过程中在通过弯道时假如不能很好地限制速度，将发生侧滑而摔离正常竞赛路途．图中圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路途，Oa为运动员在O点时的速度方向(探讨时可将运动员看成质点)，Oa、Ob把运动员的前方分成Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个区域，下列论述正确的是()A．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所须要的向心力C．运动员若在O点发生侧滑，则滑向Ⅱ区域D.运动员若在O点发生侧滑，则滑向Ⅲ区域3．火车在某个弯道按规定速度40m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，若火车在该弯道实际运行速度为50m/s，下列说法中正确的是()A．仅内轨对车轮有侧压力B．仅外轨对车轮有侧压力C．内、外轨对车轮都有侧压力D．内、外轨对车轮均无侧压力4.铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为r，若质量为m的火车转弯时速度等于rgtanθ，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mgD．这时铁轨对火车的支持力大于mg5．“神舟十号”飞船绕地球的运动可视为匀速圆周运动，“神舟十号”航天员在“天宫一号”中展示了失重环境下的物理试验或现象．下列四幅图中的行为可以在“天宫一号”舱内完成的有()A．用台秤称量重物的质量B．用水杯喝水C．用沉淀法将水与沙子分别D．给小球一个很小的初速度，小球就能在竖直面内做圆周运动6.马路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，经常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时()A．车对桥的压力等于汽车的重力B．车对桥的压力小于桥对汽车的支持力C．汽车所需的向心力就是地面对车的支持力D．为了防止爆胎，车应低速驶过7．如图甲所示汽车进入弯道前都要进行必要的减速，可以简化为图乙所示的示意图，O、M两点分别为减速点和转向点，OM为进入弯道前的平直马路，MN段路面为水平圆弧形弯道．已知OM段的距离为14m，弯道的半径为24m，汽车到达O点时的速度大小为16m/s，汽车与路面间的动摩擦因数为0.6.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.要确保汽车进入弯道后不侧滑，则在弯道上行驶的最大速度的大小和在OM段做匀减速运动的最小加速度的大小分别为()A．16m/s2m/s2B．16m/s4m/s2C．12m/s2m/s2D．12m/s4m/s28.如图所示，在马路转弯处，常采纳外高内低的斜面式弯道，这样可以使车辆经过弯道时不必大幅减速，从而提高通行实力且节约燃料．若某处有这样的弯道，其半径为r＝100m，路面倾角为θ，其横截面如图所示，且tanθ＝0.4，取g＝10m/s2.(1)求汽车的最佳通过速度，即不出现侧向摩擦力时的速度大小．(2)若弯道处侧向动摩擦因数μ＝0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求汽车的最大速度．B级关键实力提升练9.如图所示，在光滑水平面上一小球以某一速度运动到A点时遇到一段半径为r的14圆弧曲面AB后，落到水平地面的C点，已知小球没有跟圆弧曲面的任何点接触，则BC的最小距离为(A.rB．2rC．22rD．(2－1)10.(多选)图为自行车运动员在水平道路上转弯的情景，转弯轨迹可看成一段半径为r的圆弧，运动员始终与自行车在同一平面内．转弯时，只有当地面对车的作用力通过车(包括人)的重心时，车才不会倾倒．设自行车和人的总质量为M，轮胎与路面间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.下列说法正确的是()A．自行车受到地面的支持力方向与自行车所在平面平行B．转弯时自行车不发生侧滑的最大速度为μrgC．转弯时自行车与地面间的静摩擦力肯定为μMgD．转弯速度越大，自行车所在平面与地面的夹角越小11．(多选)港珠澳大桥有一段半径约为120m的圆弧形弯道，路面水平，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为正压力的45，下雨时路面被雨水淋湿，路面对轮胎的径向最大静摩擦力变为正压力的25，若汽车通过圆弧形弯道时做匀速圆周运动，汽车可视为质点，重力加速度g取10m/s2，则(A．汽车以20m/s的速率通过此圆弧形弯道时的向心加速度约为3.3m/s2B．汽车以20m/s的速率通过此圆弧形弯道时的角速度为0.6rad/sC．晴天时，汽车以30m/s的速率可以平安通过此圆弧形弯道D．下雨时，汽车以15m/s的速率通过此圆弧形弯道时将做离心运动课时分层作业(七)生活中的圆周运动1．解析：马路上的减速带是为了防止汽车超速而产生危急，不属于防止离心现象造成危害；砂轮外侧加防护罩是为了避开砂轮转速过大发生离心现象而分裂飞出；链球运动场地安装防护网是为了防止链球离心飞出而造成危害；弯道限速是为了防止汽车车速过大发生离心现象，造成翻车或侧滑．故选A.答案：A2．答案：C3．解析：火车在弯道按规定速度转弯时，重力和支持力的合力恰好供应向心力．若火车的运行速度大于规定速度，重力和支持力的合力小于火车须要的向心力，此时外轨对车轮产生侧压力补充向心力，选项B正确．答案：B4.解析：由牛顿其次定律F合＝meq\f(v2,r)解得F合＝mgtanθ，满意如图所示几何关系，由图中几何关系得FNcosθ＝mg，则FN＝eq\f(mg,cosθ)，此时火车只受重力和轨道的支持力作用，内、外轨道对火车均无侧压力，故C正确，A、B、D错误．答案：C5．解析：重物处于完全失重状态，对台秤的压力为零，无法通过台秤称量重物的质量，故A错误；水杯中的水处于完全失重状态，不会因重力而流入嘴中，故B错误；沙子处于完全失重状态，不能通过沉淀法与水分别，故C错误；小球处于完全失重状态，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动，故D正确．答案：D6．解析：在最低点，依据牛顿其次定律知：地面对车的支持力与车的重力的合力供应了向心力，设桥对车的支持力为FN，有FN－mg＝meq\f(v2,r)，所以FN>mg，依据牛顿第三定律得车对桥的压力大于重力，A、B、C错误；为了防止爆胎，应减小桥对车的支持力FN，FN＝meq\f(v2,r)＋mg，所以应当减小速度，D正确．答案：D7．解析：汽车在弯道上行驶速度最大时，最大静摩擦力供应向心力，由牛顿其次定律知μmg＝meq\f(v2,r)可得v＝eq\r(μrg)＝12m/s，在OM段汽车做匀减速直线运动，在弯道以最大速度行驶时，减速运动的加速度最小，则v2－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝2asOM，解得a＝－4m/s2，即最小加速度大小为4m/s2，A、B、C错误，D正确．答案：D8．解析：(1)车辆以最佳速度通过弯道时，由重力和路面的支持力的合力供应向心力，依据牛顿其次定律mgtanθ＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(grtanθ)＝20m/s.(2)当汽车以最大速度转弯时，最大静摩擦力沿斜面对下，依据牛顿其次定律可知，车在竖直方向平衡有FNcosθ＝mg＋Ffmsinθ，车在水平方向有FNsinθ＋Ffmcosθ＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)),r)，又Ffm＝μFN，联立解得vm＝15eq\r(5)m/s.答案：(1)20m/s(2)15eq\r(5)m/s9．解析：在A点，小球恰好不沿圆弧运动时，有mg＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(rg).小球做平抛运动，竖直方向：r＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2r,g))则平抛运动的最小水平位移为x＝vt＝eq\r(rg)·eq\r(\f(2r,g))＝eq\r(2)r.所以BC的最小距离为d＝eq\r(2)r－r＝(eq\r(2)－1)r.选项D正确．答案：D10．解析：A错：自行车受地面支持力FN的方向竖直向上．B对：由μMg＝Meq\f(v2,r)得转弯时自行车不发生侧滑的最大速度v＝eq\r(μrg).C错：转弯时自行车与地面间的静摩擦力肯定小于或等于最大静摩擦力μMg.D对：转弯速度越大，向心力越大，则自行车所在平面与地面的夹角α越小．答案：BD11．解析：汽车通过此圆弧形弯道时做匀速圆周运动，轨道半径R＝120m，则向心加速度an＝eq\f(v2,R)＝3.3m/s2，角速度ω＝eq\f(v,R)＝eq\f(1,6)rad/s，A正确，B错误；以汽车为探讨对象，当路面对轮胎的径向摩擦力指向弯道内侧且达到径向最大静摩擦力时，汽车的速率为平安通过圆弧形弯道的最大速率vm，设汽车的质量为m，在水平方向上依据牛顿其次定律有Ffm＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)),R)，在竖直方向上有FN＝mg，晴天时，径向最大静摩擦力为正压力的eq