4生活中的圓周運(yùn)動(dòng)—2020-2021新教材人教版2019高中物理必修第二冊(cè)課后習(xí)題

1、4生活中的圓周運(yùn)動(dòng)課后篇鞏固提升I.基礎(chǔ)鞏固1.（2020山東濟(jì)南測(cè)試）已知某處彎道鐵軌是一段圓弧，轉(zhuǎn)彎半徑為R,重力加速度為g,列車(chē)轉(zhuǎn)彎過(guò)程中傾角（車(chē)廂底面與水平面夾角）為。，則列車(chē)在這樣的軌道上轉(zhuǎn)彎行駛的安全速度（軌道不受側(cè)向擠壓）為（）A.v?sin?B.v?cos?C.v?tan?D.v?解析受力分析如圖所示，當(dāng)內(nèi)外軌道不受側(cè)向擠壓時(shí)，列車(chē)受到的重力和軌道支持力的合力充當(dāng)向心力，故?.Fn=mgtanQFn=m，解得v=v?tan?答案C，下列說(shuō)法正確的2.（多選）如圖所示，宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中處于完全失重狀態(tài)是（）A.宇航員仍受重力的作用B.宇航員受力平衡C.宇航

2、員所受重力等于所需的向心力D.宇航員不受重力的作用，處于完全失重曬做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中的宇航員，所受重力全部提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力狀態(tài)，并非宇航員不受重力作用，選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。答案Ac3.甲如圖所示，質(zhì)量相等的汽車(chē)甲和汽車(chē)乙，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)乙的外側(cè)。兩車(chē)沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙。以下說(shuō)法正確的是（，汽車(chē)甲在汽車(chē)）A.Ff甲小于Ff乙B.Ff甲等于Ff乙C.Ff甲大于Ff乙D.Ff甲和Ff乙的大小均與汽車(chē)速率無(wú)關(guān)解析卜氣車(chē)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，摩擦力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即Ff=F-m多由于r甲r乙，則Ff甲Ff乙,A正

3、確。mA4 .（多選）公路在通過(guò)小型水庫(kù)白泄洪閘的下游時(shí)，常常要修建凹形橋，也叫過(guò)水路面”。如圖所示，汽車(chē)通過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)（）A.車(chē)對(duì)橋的壓力比汽車(chē)的重力小B.車(chē)對(duì)橋的壓力比汽車(chē)的重力大C.車(chē)的速度越大，車(chē)對(duì)橋面的壓力越大D.車(chē)的速度越大，車(chē)對(duì)橋面的壓力越小?2?斛析卜氣車(chē)通過(guò)凹形橋取低點(diǎn)時(shí)，罪重力和支持力的合力提供向心力，有:FN-mg=m,解得：FN=mg+m,?可知汽車(chē)對(duì)橋的壓力大于汽車(chē)的重力，故A錯(cuò)反，B正確；根據(jù)FN=mg+m方可知，速度越大，車(chē)對(duì)橋面的壓力越大，故C正確，D錯(cuò)誤。答案|BC5 .如圖所示，公路在通過(guò)小型水庫(kù)泄洪閘的下游時(shí)常常要修建凹形路面，也叫過(guò)水路面”。現(xiàn)有一

4、過(guò)水路面”的圓弧半徑為50m,一輛質(zhì)量為800kg的小汽車(chē)駛過(guò)過(guò)水路面”。當(dāng)小汽車(chē)通過(guò)過(guò)水路面的最低點(diǎn)時(shí)速度為5m/s。g取10m/s2,問(wèn)此時(shí)汽車(chē)對(duì)路面的壓力為多大？解析汽車(chē)在過(guò)水路面”的最低點(diǎn)時(shí)受力如圖所示。由牛頓第二定律得.?-?(25)、FN-mg=?,解得FN=mg+m無(wú)=1800X10+800X50，N=8400N,根據(jù)牛頓第三定律,汽車(chē)對(duì)路面的壓力Fn=Fn=8400N。答案8400N6.在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車(chē)的設(shè)計(jì)時(shí)速是108km/h。汽車(chē)在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車(chē)重的5。(1)如果汽車(chē)在這種高速公路的水平彎道上轉(zhuǎn)彎，假設(shè)彎道的路面是水平

5、的，其彎道的最小半徑是多少？(2)如果高速公路上設(shè)計(jì)了圓弧拱橋，要使汽車(chē)能夠以設(shè)計(jì)時(shí)速安全通過(guò)圓弧拱橋，這個(gè)圓弧拱橋的半徑至少是多少？(g取10m/s2)也(1)汽車(chē)在水平路面上轉(zhuǎn)彎，可視為汽車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由車(chē)與路面間的靜摩擦力提供當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，由向心力公式可知這時(shí)的半徑最小，有Fm=，mg而：由速度v=30m/s,得彎5：道半徑r150mo?.(2)汽車(chē)過(guò)拱橋，看作在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)取局點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式有mg-FN=m1?為了保證安全，車(chē)與路面間的彈力?1.Fn必須大于等于手。有mg泊石，則R90m。答案(1)150m(2)90m能力提升1.在世界一級(jí)

6、方程式錦標(biāo)賽中，賽車(chē)在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，常常在彎道上沖出跑道，其原因是()A.賽車(chē)行駛到彎道時(shí)，運(yùn)動(dòng)員未能及時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)B.賽車(chē)行駛到彎道時(shí)，沒(méi)有及時(shí)加速C.賽車(chē)行駛到彎道時(shí)，沒(méi)有及時(shí)減速D.在彎道處汽車(chē)受到的摩擦力比在直道上小解析|賽車(chē)在水平彎道上行駛時(shí)，摩擦力提供向心力，而且速度越大，需要的向心力越大，如不及時(shí)減速當(dāng)摩擦力不足以提供向心力時(shí)，賽車(chē)就會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，沖出跑道，故選項(xiàng)C正確。2.侈選）鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，已知內(nèi)外軌道連線與水平面夾角為。，彎道處的圓弧半徑為R,若質(zhì)量為m的火車(chē)以速度v通過(guò)某彎道時(shí)，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，下面分析正確的是（）?A.軌道半徑R二而

7、B.v=v?tan?C.火車(chē)速度小于v時(shí)，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi)D.火車(chē)速度大于v時(shí)，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向外解析?火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)受力如圖所不，火車(chē)轉(zhuǎn)彎的向心力由重力和支持力的合力提供，則mgtanym9故轉(zhuǎn)彎半?徑Rn?蘆彎時(shí)白速度v=v?tan?l車(chē)速度小于v時(shí)，需要的向心力減小，此時(shí)內(nèi)軌對(duì)車(chē)輪廠生個(gè)向外的作用力，即車(chē)輪擠壓內(nèi)軌；若火車(chē)速度大于v時(shí)，需要的向心力變大，外軌對(duì)車(chē)輪產(chǎn)生一個(gè)向里的作用力，即車(chē)輪擠壓外軌。答案BD3.一輛運(yùn)輸西瓜的小汽車(chē)（可視為質(zhì)點(diǎn)，以大小為v的速度經(jīng)過(guò)一座半徑為R的拱形橋。在橋的最高點(diǎn)?B.?其中一個(gè)質(zhì)量為m的西瓜A（位置如

8、圖所示）受到周?chē)奈鞴蠈?duì)它的作用力的大小為（）?D.mg+萬(wàn)A.mg?C.mg-方解析西瓜和汽車(chē)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直方向上的合力提供向心力，有:mg-F=m?,解得F=mg-?故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。答案C4.（多選）在某些地方到現(xiàn)在還要依靠滑鐵索過(guò)江（如圖甲工若把滑鐵索過(guò)江簡(jiǎn)化成圖乙的模型，鐵索的兩個(gè)固定點(diǎn)A、B在同一水平面內(nèi)，AB間的距離為L(zhǎng)=80m,繩索的最低點(diǎn)離AB間的垂直距離為h=8m,若把繩索看作是圓弧，已知一質(zhì)量m=52kg的人借助滑輪（滑輪質(zhì)量不計(jì)）滑到最低點(diǎn)的速度為10m/s（g取10m/s2）,那么（）甲A.人在整個(gè)繩索上的運(yùn)動(dòng)可看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.可求得繩索的圓弧

9、半徑為104mC.人在滑到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩索的壓力為570N畫(huà)）艮據(jù)題意,R2=?2+D.在滑到最低點(diǎn)時(shí)人處于失重狀態(tài)?.（R-h）2,得R=104m。在取低點(diǎn)F-mg=m9，得F=570N。此時(shí)人處于超重狀態(tài),整個(gè)過(guò)程中速率變化，選項(xiàng)B、C正確。答案BC5.（2020浙江溫州高一上學(xué)期期末）如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平盤(pán)上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B,它們與盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)燒斷細(xì)線，則兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是（）A.兩物體均沿切線方向滑動(dòng)B.兩物體均沿半徑方向滑動(dòng)，離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn)C.兩物體仍隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)

10、D.物體B仍隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體A發(fā)生滑動(dòng)，離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn)解析A、B兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，物體A需要的向心力FA=Ffmax+FT=m/A,物體B需要的向心力FB=Ffmax-FT=m32出因此FaFB,燒斷細(xì)線后，細(xì)線上拉力Ft消失，對(duì)A有Ffmaxm/b,物體B隨盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C均錯(cuò)誤。答案D6.（多選）如圖所示為賽車(chē)場(chǎng)的一個(gè)水平梨形”賽道，兩個(gè)彎道分別為半徑R=90m的大圓弧和r=40m的小圓弧，直道與彎道相切。大、小圓弧圓心O、O距離L=100m。賽車(chē)沿彎道路線行駛時(shí)，路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車(chē)重力的2.25倍。假設(shè)賽車(chē)在直道上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。要使賽車(chē)不打滑，繞賽道一圈時(shí)間最短（發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大，重力加速度g取10m/s2,聲3.14）,則賽車(chē)（）A.在繞過(guò)小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為45m/sC.在直道上的加速度大小為5.63m/s2D.通過(guò)小圓弧彎道的時(shí)間為5.58s解析如圖所示，設(shè)直道分別為AB和CD段，作BE平彳tOO,根據(jù)幾何知識(shí)可得BE=10