高中物理【生活中的圓周運動】綜合練習題

高中物理【生活中的圓周運動】綜合練習題

A級合格考達標練

L下列措施中不屬于防止離心現(xiàn)象造成危害的是（

A.公路上鋪設減速帶

C.鏈球運動場地安裝防護網(wǎng)D.公路彎道處設有限速標志

髭畫公路上的減速帶是為了防止汽車超速而產(chǎn)生危險,不屬于防止離心現(xiàn)象造成危害;砂輪外側加防

護罩是為了避免砂輪轉速過大發(fā)生離心現(xiàn)象而分裂飛出；鏈球運動場地安裝防護網(wǎng)是為了防止鏈球

離心飛出而造成危害;彎道限速是為了防止汽車車速過大發(fā)生離心現(xiàn)象,造成翻車或側滑。故選Ao

2.己知某處彎道鐵軌是一段圓弧,轉彎半徑為R,重力加速度為g,列車轉彎過程中傾角（車廂底面與水

平面夾角）為。,則列車在這樣的軌道上轉彎行駛的安全速度（軌道不受側向擠壓）為（）

A.JgRsinGB.yJgRcosθ

C.JgRtanθD.y[gR

≡?C

解析

受力分析如圖所示,當內(nèi)外軌道不受側向擠壓時,列車受到的重力和軌道支持力的合力充當向心力,故

v2______

吊=Zngtan。,吊二優(yōu)才解得v=y∕gRtanθo

3.（多選）如圖所示,宇航員在圍繞地球做勻速圓周運動的空間站中處于完全失重狀態(tài),下列說法正確的

是（）

A.宇航員仍受重力的作用

B.宇航員受力平衡

C.宇航員所受重力等于所需的向心力

D.宇航員不受重力的作用

??∣AC

解畫做勻速圓周運動的空間站中的宇航員,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),并非宇航員不受重力作用,選項A、C正確,選項B、D錯誤。

4.擺式列車是集計算機技術、自動控制等高新技術于一體的新型高速列車。當列車轉彎時,在電腦

控制下,車廂會自動傾斜;直線行駛時,車廂又恢復原狀,實現(xiàn)高速行車,并能達到既安全又舒適的要求。

假設有一高速列車在水平面內(nèi)行駛,以180km/h的速度拐彎,由列車上的傳感器測得一個質量為50

kg的乘客在拐彎過程中所受合力為500N,則列車的拐彎半徑為（）

A.150mB.200m

C.250mD.300m

____2250χl8°

I解析I由F="號得R=寫-=-50部m=250m,故C正確。

5.如圖所示,公路在通過小型水庫泄洪閘的下游時常常要修建凹形路面,也叫“過水路面”?，F(xiàn)有一“過

水路面”的圓弧半徑為50m,一輛質量為800kg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5m/Sog取10m∕s2,問此時汽車對路面的壓力為多大？

答案∣8400N

I解析

mg

汽車在“過水路面''的最低點時受力如圖所示

由牛頓第二定律得FN-Wg=嗒解得FN="?+〃吊=（800×10+800×∣∣^N=8400N,根據(jù)牛頓第三

定律,汽車對路面的壓力FN'=FN=8400N?

B級等級考提升練

6.（多選）如圖所示,都江堰水利工程主要由魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口進水口三大部分和百

丈堤、人字堤等附屬工程構成,科學地解決了江水自動分流（魚嘴分水堤四六分水）、自動排沙（魚嘴

分水堤二八分沙）、控制進水流量（寶瓶口與飛沙堰）等問題,消除了水患。1998年灌溉面積達到66.87

萬公頃,灌溉區(qū)域己達40余縣。其排沙主要原理是（）

A.沙子更重,水的沖力有限

B.彎道離心現(xiàn)象,沙石更容易被分離

C.沙石越重,越難被分離

D.沙石越重,越易被分離

客剽BD

解困排沙的原理是當水流流過彎道時,由于水運動的速度比沙石大,所以水更容易向凹岸做離心運動,

在彎道處沙石與水更容易被分離,A錯誤,B正確;沙石越重,運動的速度越小,則越容易與水分離,C錯

誤,D正確。

7.在世界一級方程式錦標賽中,賽車在水平路面上轉彎時,常常在彎道上沖出跑道,其原因是（）

A.賽車行駛到彎道時,運動員未能及時轉動方向盤

B.賽車行駛到彎道時,沒有及時加速

C.賽車行駛到彎道時,沒有及時減速

D.在彎道處汽車受到的摩擦力比在直道上小

??C

啦賽車在水平彎道上行駛時,摩擦力提供向心力,而且速度越大,需要的向心力越大,如不及時減速，

當摩擦力不足以提供向心力時,賽車就會做離心運動,沖出跑道,故選項C正確。

8.（多選）

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,若質量為m的火車以速度V通過某彎道時,內(nèi)、外軌道均不受側壓力作用,下面分析正確的是（）

A.軌道半徑R=-

9

Bj=JgRtanO

C.火車速度小于U時,外軌將受到側壓力作用,其方向平行軌道平面向內(nèi)

D.火車速度大于V時,外軌將受到側壓力作用,其方向平行軌道平面向外

答案IBD

I解析

mg

?2

火車轉彎時受力如圖所示,火車轉彎的向心力由重力和支持力的合力提供,則，咫tan0=w?,故轉彎半

K

徑R=看B轉彎時的速度面而,故A錯誤,B正確;火車速度小于V時,需要的向心力減小,此時

內(nèi)軌對車輪產(chǎn)生一個向外的作用力,即車輪擠壓內(nèi)軌,故C錯誤;若火車速度大于1，時,需要的向心力

變大,外軌對車輪產(chǎn)生一個向里的作用力,即車輪擠壓外軌,故D正確。

9.一輛運輸西瓜的小汽車（可視為質點）,以大小為V的速度經(jīng)過一座半徑為R的拱形橋。在橋的最高

點,其中一個質量為機的西瓜4位置如圖所示）受到周圍的西瓜對它的作用力的大小為（）

RmV2

B?^F

r?mv2

Cjng下D.mg+-

ggc

I解析I西瓜和汽車一起做勻速圓周運動,豎直方向上的合力提供向心力,有mg-F=m（?,解得F=mg-哭

故C正確。

10.

如圖所示,在勻速轉動的水平盤上,沿半徑方向放著用細線相連的質量相等的兩個物體A和反它們與

盤間的動摩擦因數(shù)相同,當圓盤轉速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時,燒斷細線,則兩個物體的運動

情況是（）

A.兩物體均沿切線方向滑動

B.兩物體均沿半徑方向滑動,離圓盤圓心越來越遠

C.兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運動,不會發(fā)生滑動

D.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動,物體A發(fā)生滑動,離圓盤圓心越來越遠

??D

解近］A、B兩物體剛好還未發(fā)生滑動時,物體A需要的向心力FA=FfmaX+Fτ=wftr?,物體B需要的向

心力尸B=FfmaX-FT=，加∕τ?,因此￡?＞外,燒斷細線后,細線上拉力FT消失,對A有Bnm物體A做

離心運動;對B有Ffma物體B隨盤一起轉動,選項D正確,選項A、B、C均錯誤。

11.（多選）如圖所示為賽車場的一個水平“梨形”賽道,兩個彎道分別為半徑R=90m的大圓弧和r=40

m的小圓弧,直道與彎道相切。大、小圓弧圓心0、0,距離L=Ioom。賽車沿彎道路線行駛時,路面

對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25倍。假設賽車在直道上做勻變速直線運動,在彎道上

做勻速圓周運動。要使賽車不打滑,繞賽道一圈時間最短(發(fā)動機功率足夠大,重力加速度g取IO

m∕s2,7t=3.14),則賽車()

A.在繞過小圓弧彎道后加速

B.在大圓弧彎道上的速率為45m/s

C.在直道上的加速度大小為5.63m∕s2

D.通過小圓弧彎道的時間為5.58s

??AB

解畫如圖所示,設直道分別為AB和CO段,作BE平行于O0；根據(jù)幾何知識可得BE=IOOm,AE=50

m,AB=5θV3m,大圓弧為勻速圓周運動,速度為出,根據(jù)牛頓第二定律225∕g=M?-,可得VA=45m/s,

K

小圓弧各處速度為ι?,2.25,"g="m^,'5∏???ns=30ΓΠ∕S,VC=VB<W=V。,轉過小圓弧彎道后加速,A、B選項

正確;根據(jù)運動學公式a=?；；"九=6.50m∕s2,C選項錯誤;通過小圓弧的時間為r=∣×答^=2.79s,D選項

錯誤。

12.一輛質量為80Okg的汽車在圓弧半徑為50m的拱橋上行駛。(g取10m∕s2)

(1)若汽車到達橋頂時速度為Vi=5m/s,汽車對橋面的壓力是多大？

(2)汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時,恰好對橋面沒有壓力？

(3)汽車對橋面的壓力過小是不安全的,因此汽車過橋時的速度不能過大。對于同樣的車速,拱橋圓弧

的半徑大些比較安全,還是小些比較安全？

(4)如果拱橋的半徑增大到與地球半徑一樣大,汽車要

在橋面上騰空,速度至少為多大?(已知地球半徑為6400km)

??∣(1)7600N(2)22.4?n/s(3)半徑大些比較安全(4)8000m/s

解析

如圖所示,汽車到達橋頂時,受到重力Wg和橋面對它的