2019-2020年高中物理 5.7生活中的圓周運動（探究導(dǎo)學(xué)課型）課時提升作業(yè) 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 5.7生活中的圓周運動（探究導(dǎo)學(xué)課型）課時提升作業(yè) 新人教版必修2 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標出) 1.(xx太原高一檢測)如圖所示,在光滑軌道上,小球滾下經(jīng)過圓弧部分的最高點時,恰好不脫離軌道,此時小球受到的作用力是( ) A.重力、彈力和向心力 B.重力和彈力 C.重力和向心力 D.重力 【解析】選D。小球運動到最高點時,若恰好不脫離軌道,小球與軌道間作用力為零,小球只受重力作用,由重力充當向心力。綜上所述,D選項正確。 2.(xx渭南高一檢測)長為L的細繩,一端系一質(zhì)量為m的小球,另一端固定于某點,當繩豎直時小球靜止,再給小球一水平初速度v0,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,并且剛好能過最高點。則下列說法中正確的是( ) A.小球過最高點時速度為零 B.小球開始運動時繩對小球的拉力為m C.小球過最高點時繩對小球的拉力為mg D.小球過最高點時速度大小為 【解析】選D。小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動時,小球剛好能通過最高點時小球的速度不能等于零,只有重力提供向心力,且此時繩子的拉力正好等于零,即mg=m,則v=,所以A、C錯誤,D正確。在小球開始運動時,小球受重力、繩的拉力作用,根據(jù)牛頓第二定律得:FT-mg=m,所以FT=mg+m,B選項錯誤。 3.公共汽車在到達路口轉(zhuǎn)彎前,車內(nèi)廣播“乘客們請注意,前方車輛轉(zhuǎn)彎,請拉好扶手”。這樣可以防止乘客( ) A.突然向前傾倒 B.突然向后傾倒 C.因汽車轉(zhuǎn)彎而向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒 D.因汽車轉(zhuǎn)彎而向轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)傾倒 【解析】選C。汽車轉(zhuǎn)彎時乘客因做圓周運動而需要向心力,而合外力不足以提供乘客做圓周運動的向心力,乘客做離心運動,向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒,屬于離心現(xiàn)象,C正確。 4.(多選)下述現(xiàn)象中屬于離心現(xiàn)象的是( ) A.洗衣機把濕衣服甩干 B.剎車時,乘客前傾 C.用手把體溫計中的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi) D.鉛球運動員將鉛球拋出 【解析】選A、C。洗衣機把濕衣服甩干和用手把體溫計中的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)都屬于離心現(xiàn)象,A、C正確;剎車時乘客前傾和鉛球運動都是由于慣性,B、D錯誤。 5.(多選)2013年6月11日至26日,“神舟十號”飛船圓滿完成了太空之行,期間還成功進行了人類歷史上第二次太空授課,女航天員王亞平做了大量失重狀態(tài)下的精美物理實驗。關(guān)于失重狀態(tài),下列說法正確的是( ) A.航天員仍受重力的作用 B.航天員受力平衡 C.航天員所受重力等于所需的向心力 D.航天員不受重力的作用 【解析】選A、C。做勻速圓周運動的空間站中的航天員,所受重力全部提供其做圓周運動的向心力,處于完全失重狀態(tài),并非航天員不受重力作用,A、C正確,B、D錯誤。 【總結(jié)提升】圓周運動中超失重問題的常見錯誤 (1)誤認為勻速圓周運動是平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)是指靜止或勻速直線運動狀態(tài),其受力特點是合力為零。勻速圓周運動的合力不為零,故勻速圓周運動不是平衡狀態(tài)。 (2)誤認為處于完全失重的物體不受重力作用。其實任何物體在任何情況下均受重力作用,完全失重狀態(tài)下,物體所受的重力與靜止狀態(tài)是相同的,只不過重力全部產(chǎn)生了加速度,與靜止時重力的作用效果不同。 二、非選擇題(15分) 6.(xx無錫高一檢測)公路在通過小型水庫泄洪閘的下游時常常要修建凹形橋,也叫“過水路面”?，F(xiàn)有一“過水路面”的圓弧半徑為50m,一輛質(zhì)量為800 kg的小汽車駛過“過水路面”。當小汽車通過“過水路面”的最低點時速度為5 m/s。問此時汽車對路面的壓力為多大?(g取10m/s2) 【解題指南】解答本題時應(yīng)從以下兩點進行分析: (1)汽車經(jīng)過凹形橋時具有向心加速度。 (2)汽車受到的支持力和重力的合力提供向心力。 【解析】汽車在“過水路面”的最低點時,由牛頓第二定律得FN-mg=m,解得FN=mg+m=(80010+800)N=8 400 N,根據(jù)牛頓第三定律,汽車對路面的壓力FN=FN=8400N。 答案:8400N 【變式訓(xùn)練】(多選)如圖所示,一只光滑的碗水平放置,其內(nèi)放一質(zhì)量為m的小球,開始時小球相對于碗靜止于碗底,則下列哪些情況能使碗對小球的支持力大于小球的重力( ) A.碗豎直向上做加速運動 B.碗豎直向下做減速運動 C.碗豎直向下做加速運動 D.當碗和小球由水平勻速運動而碗突然靜止時 【解析】選A、B、D。碗豎直向上做加速運動或向下做減速運動,加速度方向均向上,小球處于超重狀態(tài),對碗的壓力都大于它的重力;碗豎直向下做加速運動,加速度方向向下,小球處于失重狀態(tài),對碗的壓力小于它的重力;當碗由水平勻速運動而突然靜止時,小球從最低端向上做圓周運動,向心力豎直向上,即碗對球的支持力大于它的重力。所以A、B、D正確。 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號后標出) 1.(xx德州高一檢測)在水平面上轉(zhuǎn)彎的摩托車,如圖所示,向心力是( ) A.重力和支持力的合力 B.靜摩擦力 C.滑動摩擦力 D.重力、支持力、牽引力的合力 【解析】選B。摩托車轉(zhuǎn)彎時,摩托車受重力、地面支持力和地面對它的摩擦力三個力的作用,重力和地面支持力沿豎直方向,二力平衡;由于輪胎不打滑,摩擦力為靜摩擦力,來充當向心力。綜上所述,選項B正確。 2.(xx贛州高一檢測)一個質(zhì)量為2kg的物體在5個共點力作用下處于勻速直線運動狀態(tài),現(xiàn)撤去大小為10 N,方向與速度方向垂直的一個力,其余的力保持不變,關(guān)于此后該物體運動的說法中正確的是( ) A.一定做勻變速曲線運動 B.可能做勻速圓周運動 C.可能做勻減速直線運動 D.一定做勻變速直線運動 【解析】選A。根據(jù)平衡條件,撤去10 N的一個力后,其他4個力的合力大小等于10 N,方向與此時刻速度方向垂直,所以產(chǎn)生一個恒定的加速度,使物體做勻變速曲線運動,由于合力與物體速度并不是時刻垂直,所以物體一定不做勻速圓周運動,只有選項A正確。 3.列車轉(zhuǎn)彎時超速行駛,極易造成事故。若某列車是一種新型高速列車,當它轉(zhuǎn)彎時,車廂會自動傾斜,提供轉(zhuǎn)彎需要的向心力;假設(shè)這種新型列車以360km/h的速度在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎,彎道半徑為1.5km,則質(zhì)量為75kg的乘客在列車轉(zhuǎn)彎過程中所受到的合外力為( ) A.0 B.500 N C.500N D.50 000 N 【解析】選B。轉(zhuǎn)彎時,乘客的運動可看作勻速圓周運動,所以乘客所受的合外力充當其做圓周運動的向心力,由F=m可得F=500N。選項B正確。 【變式訓(xùn)練】汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎時,地面的摩擦力已達到最大,當汽車速率增為原來的2倍時,則汽車轉(zhuǎn)彎的軌道半徑必須( ) A.減為原來的 B.減為原來的 C.增為原來的2倍 D.增為原來的4倍 【解析】選D。汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎,向心力由靜摩擦力提供。設(shè)汽車質(zhì)量為m,汽車與地面的動摩擦因數(shù)為μ,汽車的轉(zhuǎn)彎半徑為r,則μmg=m,故r∝v2,故速率增大到原來的2倍時,轉(zhuǎn)彎半徑增大到原來的4倍,D正確。 4.(xx鶴崗高一檢測)如圖所示,有一質(zhì)量為M的大圓環(huán),半徑為R,被一輕桿固定后懸掛在O點,有兩個質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點),同時從大環(huán)兩側(cè)的對稱位置由靜止滑下。兩小環(huán)同時滑到大環(huán)底部時,速度都為v,則此時大環(huán)對輕桿的拉力大小為( ) A.(2m+2M)g B.Mg- C.2m(g+)+Mg D.2m(-g)+Mg 【解析】選C。設(shè)在最低點時大環(huán)對小環(huán)的支持力為FN,由牛頓第二定律FN-mg=,解得FN=mg+。根據(jù)牛頓第三定律得每個小環(huán)對大環(huán)的壓力FN=mg+。由大環(huán)受力平衡得,此時大環(huán)對輕桿的拉力FT=2m(g+)+Mg,C正確。 二、非選擇題(本題共2小題,共22分) 5.(11分)一汽車重4t,途經(jīng)一圓弧形拱橋,圓弧半徑為20m。若橋最高處能承受的最大壓力為2.94104N,則汽車速度多大時才能安全開過橋頂? 【解析】汽車以速度v開過圓弧形拱橋頂,受重力mg和橋的支持力FN,其合力提供向心力,mg-FN=m。當橋最高處承受的最大壓力為FN=2.94104N時,橋?qū)ζ嚨淖畲笾С至N=FN=2.94104N(依據(jù)牛頓第三定律),將FN的值代入上式,可求得汽車安全過橋的最小速度為v1==m/s= 7 m/s。當FN=0(橋面不受力)時,有mg=m,求得汽車安全過橋的最大速度為v2==m/s=14 m/s(當v>時,汽車將飛過橋頂,那是不安全的)。故當7m/s≤v≤14m/s時,汽車可安全開過橋頂。 答案:7m/s≤v≤14m/s 6.(11分)質(zhì)量為0.2kg的小球固定在長為0.9 m的輕桿一端,桿可繞過另一端O點的水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。(g取10m/s2)求: (1)當小球在最高點的速度多大時,球?qū)U的作用力為零? (2)當小球在最高點的速度分別為6 m/s和1.5 m/s時,球?qū)U的作用力。 【解析】(1)當小球在最高點對桿的作用力為零時,重力提供向心力,則mg=m,解得v0=3m/s。 (2)當v1>v0時,由牛頓第二定律得:mg+F1=m,由牛頓第三定律得:F1=F1,解得F1=6N,方向豎直向上。 當v2下載提示(請認真閱讀)
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