全優(yōu)課堂·物理·必修第二冊(人教版) 課后提升訓練 試題及答案 第6章 4

第六章4基礎(chǔ)對點練考點1火車轉(zhuǎn)彎問題1．火車轉(zhuǎn)彎時，如果鐵路彎道的內(nèi)、外軌一樣高，則外軌對輪緣(如圖甲所示)擠壓的彈力F提供了火車轉(zhuǎn)彎的向心力(如圖乙所示)，但是靠這種辦法得到向心力，鐵軌和車輪極易受損．在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌(如圖丙所示)，當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的側(cè)向擠壓．設(shè)此時的速度大小為v，重力加速度為g，以下說法正確的是()A．該彎道的半徑R＝eq\f(v2,g)B．當火車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度也將改變C．當火車速率大于v時，外軌將受到輪緣的擠壓D．按規(guī)定速度行駛時，支持力小于重力【答案】C【解析】設(shè)彎道處傾斜的角度為θ，則火車按規(guī)定的速度行駛時，根據(jù)牛頓第二定律得mgtanθ＝meq\f(v2,R)，解得R＝eq\f(v2,gtanθ)，A錯誤；由A項的分析可知，火車規(guī)定行駛速度為v＝eq\r(gRtanθ)，與火車的質(zhì)量無關(guān)，B錯誤；當火車速率大于v時，火車的重力與支持力的合力不足以提供向心力，火車將有離心的趨勢，則外軌對輪緣產(chǎn)生向里的擠壓，C正確；按規(guī)定速度行駛時，支持力為FN＝eq\f(mg,cosθ)，支持力大于重力，D錯誤．考點2汽車過橋問題2．如圖所示，拱形橋的半徑為40m，質(zhì)量為1.0×103kg的汽車行駛到橋頂時的速度為10m/s，g取10m/s2，則此時汽車對橋的壓力為()A．1.0×104N B．7.5×103NC．5.0×103N D．2.5×103N【答案】B【解析】汽車在橋頂時，由重力和橋面的支持力提供向心力，根據(jù)向心力公式得mg－N＝meq\f(v2,R)，解得N＝7500N，根據(jù)牛頓第三定律可知，此時汽車對拱形橋的壓力大小為7500N，故選B.3．(2024年佛山七校聯(lián)考)重慶市巴南區(qū)有一段“波浪形”公路如圖甲所示，公路的坡底與坡頂間有一定高度差，若該公路可看作由凹凸路面彼此連接而成如圖乙所示．汽車通過路面最低點N和最高點M時速率相等，每一處凹凸路面部分均可看作半徑為R的圓弧，汽車經(jīng)過最低點N時，對路面的壓力大小為其所受重力的2倍．已知汽車及車上人的總質(zhì)量為m，重力加速度大小為g，以下說法正確的是()A．汽車經(jīng)過N點時的速率為eq\f(\r(gR),2)B．汽車經(jīng)過M點時對路面恰好無壓力C．汽車經(jīng)過M點時對路面的壓力大于經(jīng)過N點時對路面的壓力D．汽車經(jīng)過M點時對路面的壓力等于經(jīng)過N點時對路面的壓力【答案】B【解析】汽車經(jīng)過N點時，根據(jù)牛頓第二定律，可得2mg－mg＝meq\f(v2,R)，解得v＝eq\r(gR)，A錯誤；同理汽車經(jīng)過M點時，有mg－FN＝meq\f(v2,R)，聯(lián)立v＝eq\r(gR)，解得FN＝0，根據(jù)牛頓第三定律可知汽車經(jīng)過M點時對路面恰好無壓力．B正確；綜上所述汽車經(jīng)過M點時對路面的壓力小于經(jīng)過N點時對路面的壓力，C、D錯誤．考點3離心運動4．如圖是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時的情形，轉(zhuǎn)彎處路面通常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動．對于摩托車滑動的問題，下列論述正確的是()A．摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B．摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C．摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去D．摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去【答案】B【解析】摩托車只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，沒有離心力，A錯誤；摩托車正常轉(zhuǎn)彎時可看作是做勻速圓周運動，所受的合力等于所需向心力．如果向外滑動，說明提供的向心力(即合力)小于需要的向心力，B正確；摩托車將在沿其線速度方向與半徑向外的方向之間做曲線運動，C、D錯誤．故選B.5．如圖所示，水平地面上放置一滾筒洗衣機，滾筒的內(nèi)徑為40cm，滾筒壁上有漏水孔；洗衣機脫水時，滾筒繞水平轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動．某次脫水過程中毛毯緊貼在筒壁，與滾筒一起做勻速圓周運動，下列說法正確的是(g取10m/s2)()A．毛毯在滾筒最高點的速度約為2m/sB．毛毯在滾筒最低點時處于超重狀態(tài)C．毛毯上的水在最高點更容易被甩出D．毛毯上的水因為受到的向心力太大而被甩出【答案】B【解析】毛毯恰好能過最高點時，重力恰好能夠提供向心力mg＝eq\f(mv2,R)，代入數(shù)據(jù)解得速度為2m/s，但脫水時需線速度遠大于2m/s，才能把水甩出，A錯誤；毛毯在滾筒最低點時加速度指向圓心，即加速度豎直向上，處于超重狀態(tài)，B正確；根據(jù)牛頓第二定律，在最低點FN1－mg＝eq\f(mv2,R)，在最高點FN2＋mg＝eq\f(mv2,R)，則FN1>FN2，說明水在最低點需要更大的支持力，如果水的附著力不夠，就容易被甩出，C錯誤；毛毯上的水因為和毛毯之間的附著力不足以提供向心力而被甩出，D錯誤．綜合提升練6．(多選)在公路轉(zhuǎn)彎處外側(cè)的李先生家門口，三個月內(nèi)連續(xù)發(fā)生了八次大卡車側(cè)翻的交通事故．經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示．為了避免事故再次發(fā)生，很多人提出了建議，下列建議中合理的是()A．在進入轉(zhuǎn)彎處設(shè)立限速標志，提醒司機不要超速轉(zhuǎn)彎B．改進路面設(shè)計，減小車輪與路面間的摩擦C．改造此段彎路，使彎道內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高D．改造此段彎路，使彎道內(nèi)側(cè)高、外側(cè)低【答案】AC【解析】車發(fā)生側(cè)翻是因為提供的力不夠做圓周運動所需的向心力，發(fā)生離心運動，故減小速度可以減小向心力，可以防止側(cè)翻現(xiàn)象，A正確；在水平路面上拐彎時，靠靜摩擦力提供向心力，故可以通過改進路面設(shè)計，增大車輪與路面間的摩擦力，B錯誤；易發(fā)生側(cè)翻也可能是路面設(shè)計不合理，公路的設(shè)計上可能內(nèi)側(cè)高、外側(cè)低，重力沿斜面方向的分力背離圓心，導致合力不足以提供向心力而致；故應改造路面使內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高，C正確，D錯誤．7．(2024年深圳聯(lián)考)離心試驗器的原理圖如圖所示，可以測試人的抗荷能力．被測者坐在椅子上隨平臺做勻速圓周運動，已知人的質(zhì)量為m，圖中的直線AB的長度為L，與豎直方向成30°角，AC的長度為r，求：(1)人需要的向心力大??；(2)人對椅子的壓力；(3)平臺做勻速圓周運動周期T.解：(1)以人為研究對象，人做勻速圓周運動，人所受重力和支持力的合力提供向心力，如圖所示．則人需要的向心力大小Fn＝mgtan30°＝eq\f(\r(3),3)mg.(2)人受到的支持力FN＝eq\f(mg,cos30°)＝eq\f(2\r(3),3)mg，則人對座椅的壓力大小為