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人教版高一物理必修2课时作业含试卷分析答题技巧(17份)详细信息
宜城教育资源网www.ychedu.com人教版高一物理必修2课时作业含试卷分析答题技巧(17份)课时作业(六)生活中的圆周运动一、单项选择题1.如图所示,光滑的水平面上,小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动,若小球到达P点时F突然发生变化,下列关于小球运动的说法正确的是()A.F突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动B.F突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动C.F突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动D.F突然变小,小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心解析:若F突然消失,小球所受合外力突变为0,将沿切线方向匀速飞出,A正确.若F突然变小不足以提供所需向心力,小球将做逐渐远离圆心的离心运动,B、D错误.若F突然变大,超过了所需向心力,小球将做逐渐靠近圆心的运动,C错误.答案:A2.当汽车驶向一凸形桥时,为使在通过桥顶时,减小汽车对桥的压力,司机应()A.以尽可能小的速度通过桥顶B.增大速度通过桥顶C.以任何速度匀速通过桥顶D.使通过桥顶的向心加速度尽可能小解析:在桥顶时汽车受力mg-FN=mv2R,得FN=mg-mv2R.由此可知线速度越大,汽车在桥顶受到的支持力越小,即车对桥的压力越小.答案:B3.火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆周运动,火车速度提高会使外轨受损.为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题,下列措施可行的是()A.适当减小内外轨的高度差B.适当增加内外轨的高度差C.适当减小弯道半径D.适当增大内外轨间距解析:火车转弯时,为减小外轨所受压力,可以使外轨略高于内轨,使轨道形成斜面,如果速度合适内外轨道均不受挤压,重力与轨道支持力的合力来提供向心力,如图所示,mgtanα=mv2r,若要提高火车速度同时减小外轨受损,可以适当增加内外轨的高度差,使α增大,或适当增大弯道半径,所以B项正确,A、C、D项错误.答案:B4.如图所示,质量相等的汽车甲和汽车乙,以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,汽车甲在汽车乙的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为Ff甲和Ff乙.以下说法正确的是()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乙的大小均与汽车速率无关解析:汽车在水平面内做匀速圆周运动,摩擦力提供做匀速圆周运动的向心力,即Ff=F向=mv2r,由于r甲>r乙,则Ff甲<Ff乙,A正确.答案:A5.一汽车通过拱形桥顶点时速度为10m/s,车对桥顶的压力为车重的34,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速至少为()A.15m/sB.20m/sC.25m/sD.30m/s解析:当FN=34G时,因为G-FN=mv2r,所以14G=mv2r,当FN=0时,G=mv′2r,所以v′=2v=20m/s.答案:B6.在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低.如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看做是做半径为R的在水平面内的圆周运动.设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于()A.gRhLB.gRhdC.gRLhD.gRdh解析:由题意知当mgtanθ=mv2R时其横向摩擦力等于零,所以v=gRtanθ=gRhd.答案:B7.(2017·青岛高一检测)如图所示,底面半径为R的平底漏斗水平放置,质量为m的小球置于底面边缘紧靠侧壁,漏斗内表面光滑,侧壁的倾角为θ,重力加速度为g.现给小球一垂直于半径向里的某一初速度v0,使之在漏斗底面内做圆周运动,则()A.小球一定受到两个力的作用B.小球可能受到三个力的作用C.当v0<gRtanθ时,小球对底面的压力为零D.当v0=gRtanθ时,小球对侧壁的压力为零解析:设小球刚好对底面无压力时的速度为v,此时小球的向心力F=mgtanθ=mv2R,所以v=gRtanθ.故当小球转动速度v0<gRtanθ时,它受重力、底面的支持力和侧壁的弹力三个力作用;故当小球转动速度v0=gRtanθ时,它只受重力和侧壁的弹力作用.因此选项B正确,A、C、D错误.答案:B二、多项选择题8.字宙飞船绕地球做匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.在飞船内可以用天平测量物体的质量B.在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压C.在飞船内可以用弹簧测力计测拉力D.在飞船内将重物挂于弹簧测力计上,弹簧测力计示数为0,但重物仍受地球的引力解析:飞船内的物体处于完全失重状态,此时放在天平上的物体对天平的压力为0,因此不能用天平测量物体的质量,A错误;同理,水银也不会产生压力,故水银气压计也不能使用,B错误;弹簧测力计测拉力遵从胡克定律,拉力的大小与弹簧伸长量成正比,C正确;飞船内的重物处于完全失重状态,并不是不受重力,而是重力全部用于提供重物做圆周运动所需的向心力,D正确.答案:CD9.如图所示,铁路转弯处外轨应略高于内轨,火车必须按规定的速度行驶,则转弯时()A.火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧B.弯道半径越大,火车所需向心力越大C.火车的速度若小于规定速度,火车将做离心运动D.火车若要提速行驶,弯道的坡度应适当增大解析:火车转弯做匀速圆周运动,合力指向圆心,受力分析如图由向心力公式F向=F合=mv2r=mgtanθ.因而,m、v一定时,r越大,F向越小;若v小于规定速度,火车将做向心运动,对内轨挤压;当m、r一定时,若要增大v,必须增大θ;故选A、D.答案:AD10.(2017·连云港高一检测)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h的设计不仅与r有关,还与火车在弯道上的行驶速率v有关.下列说法正确的是()A.v一定时,r越小则要求h越大B.v一定时,r越大则要求h越大C.r一定时,v越小则要求h越大D.r一定时,v越大则要求h越大解析:设轨道平面与水平方向的夹角为θ,路面的宽度为L,由mgtanθ=mv2r,得tanθ=v2gr;又因为tanθ≈sinθ=hL,所以hL=v2gr.可见v一定时,r越大,h越小,故A正确、B错误;当r一定时,v越大,h越大,故C错误、D正确.答案:AD三、非选择题11.一同学骑自行车在水平公路上以5m/s的恒定速率转弯,已知人和车的总质量m=80kg,转弯的路径近似看成一段圆弧,圆弧半径R=20m.(1)求人和车作为一个整体转弯时需要的向心力.(2)若车胎和路面间的动摩擦因数μ=0.5,为安全转弯,车速不能超过多少?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2)解析:(1)由向心力公式Fn=mv2R可知Fn=mv2R=80×5220N=100N(2)为安全转弯,向心力不应大于滑动摩擦力Ff则:mv2mR=μmg,可得:vm=10m/s故车速不能超过10m/s.答案:(1)100N(2)10m/s12.在汽车越野赛中,一个土堆可视作半径R=10m的圆弧,左侧连接水平路面,右侧与一坡度为37°斜坡连接.某车手驾车从左侧驶上土堆,经过土堆顶部时恰能离开,赛车飞行一段时间后恰沿与斜坡相同的方向进入斜坡,沿斜坡向下行驶.研究时将汽车视为质点,不计空气阻力.求:(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)汽车经过土堆顶部的速度大小.(2)汽车落到斜坡上的位置与土堆顶部的水平距离.解析:(1)赛车在土堆顶部做圆周运动,且恰能离开,重力提供向心力,由牛顿第二定律mg=mv2R得v=gR=10m/s(2)赛车离开土堆顶部后做平抛运动,落到斜坡上时速度与水平方向夹角为37°,则有tan37°=vyvx=gtv得t=vtan37°g=0.75s则落到斜坡上距离坡顶的水平距离x=vt=7.5m.答案:(1)10m/s(2)7.5m 宜城教育资源网www.ychedu.com
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