2019-2020年高中物理 5.7生活中的圓周運(yùn)動(dòng)（探究導(dǎo)學(xué)課型）課時(shí)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(yùn)動(dòng)（探究導(dǎo)學(xué)課型）課時(shí)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(hào)后標(biāo)出) 1.(xx太原高一檢測(cè))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(diǎn)時(shí),恰好不脫離軌道,此時(shí)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(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),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(dāng)向心力。綜上所述,D選項(xiàng)正確。 2.(xx渭南高一檢測(cè))長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩,一端系一質(zhì)量為m的小球,另一端固定于某點(diǎn),當(dāng)繩豎直時(shí)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(yùn)動(dòng),并且剛好能過最高點(diǎn)。則下列說法中正確的是( ) A.小球過最高點(diǎn)時(shí)速度為零 B.小球開始運(yùn)動(dòng)時(shí)繩對(duì)小球的拉力為m C.小球過最高點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球的拉力為mg D.小球過最高點(diǎn)時(shí)速度大小為 【解析】選D。小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),小球剛好能通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速度不能等于零,只有重力提供向心力,且此時(shí)繩子的拉力正好等于零,即mg=m,則v=,所以A、C錯(cuò)誤,D正確。在小球開始運(yùn)動(dòng)時(shí),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(xiàng)錯(cuò)誤。 3.公共汽車在到達(dá)路口轉(zhuǎn)彎前,車內(nèi)廣播“乘客們請(qǐng)注意,前方車輛轉(zhuǎn)彎,請(qǐng)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(shí)乘客因做圓周運(yùn)動(dòng)而需要向心力,而合外力不足以提供乘客做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,乘客做離心運(yùn)動(dòng),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(jī)把濕衣服甩干 B.剎車時(shí),乘客前傾 C.用手把體溫計(jì)中的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi) D.鉛球運(yùn)動(dòng)員將鉛球拋出 【解析】選A、C。洗衣機(jī)把濕衣服甩干和用手把體溫計(jì)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(shí)乘客前傾和鉛球運(yùn)動(dòng)都是由于慣性,B、D錯(cuò)誤。 5.(多選)2013年6月11日至26日,“神舟十號(hào)”飛船圓滿完成了太空之行,期間還成功進(jìn)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(shí)驗(yàn)。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(yùn)動(dòng)的空間站中的航天員,所受重力全部提供其做圓周運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤。 【總結(jié)提升】圓周運(yùn)動(dòng)中超失重問題的常見錯(cuò)誤 (1)誤認(rèn)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)是平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)是指靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),其受力特點(diǎn)是合力為零。勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力不為零,故勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是平衡狀態(tài)。 (2)誤認(rèn)為處于完全失重的物體不受重力作用。其實(shí)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?fàn)顟B(tài)是相同的,只不過重力全部產(chǎn)生了加速度,與靜止時(shí)重力的作用效果不同。 二、非選擇題(15分) 6.(xx無錫高一檢測(cè))公路在通過小型水庫泄洪閘的下游時(shí)常常要修建凹形橋,也叫“過水路面”。現(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(dāng)小汽車通過“過水路面”的最低點(diǎn)時(shí)速度為5 m/s。問此時(shí)汽車對(duì)路面的壓力為多大?(g取10m/s2) 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析: (1)汽車經(jīng)過凹形橋時(shí)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(diǎn)時(shí),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(duì)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(shí)小球相對(duì)于碗靜止于碗底,則下列哪些情況能使碗對(duì)小球的支持力大于小球的重力( ) A.碗豎直向上做加速運(yùn)動(dòng) B.碗豎直向下做減速運(yùn)動(dòng) C.碗豎直向下做加速運(yùn)動(dòng) D.當(dāng)碗和小球由水平勻速運(yùn)動(dòng)而碗突然靜止時(shí) 【解析】選A、B、D。碗豎直向上做加速運(yùn)動(dòng)或向下做減速運(yùn)動(dòng),加速度方向均向上,小球處于超重狀態(tài),對(duì)碗的壓力都大于它的重力;碗豎直向下做加速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,小球處于失重狀態(tài),對(duì)碗的壓力小于它的重力;當(dāng)碗由水平勻速運(yùn)動(dòng)而突然靜止時(shí),小球從最低端向上做圓周運(yùn)動(dòng),向心力豎直向上,即碗對(duì)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(hào)后標(biāo)出) 1.(xx德州高一檢測(cè))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(dòng)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(shí),摩托車受重力、地面支持力和地面對(duì)它的摩擦力三個(gè)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(dāng)向心力。綜上所述,選項(xiàng)B正確。 2.(xx贛州高一檢測(cè))一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體在5個(gè)共點(diǎn)力作用下處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),現(xiàn)撤去大小為10 N,方向與速度方向垂直的一個(gè)力,其余的力保持不變,關(guān)于此后該物體運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是( ) A.一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) B.可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng) C.可能做勻減速直線運(yùn)動(dòng) D.一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 【解析】選A。根據(jù)平衡條件,撤去10 N的一個(gè)力后,其他4個(gè)力的合力大小等于10 N,方向與此時(shí)刻速度方向垂直,所以產(chǎn)生一個(gè)恒定的加速度,使物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),由于合力與物體速度并不是時(shí)刻垂直,所以物體一定不做勻速圓周運(yùn)動(dòng),只有選項(xiàng)A正確。 3.列車轉(zhuǎn)彎時(shí)超速行駛,極易造成事故。若某列車是一種新型高速列車,當(dāng)它轉(zhuǎn)彎時(shí),車廂會(huì)自動(dòng)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(shí),乘客的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以乘客所受的合外力充當(dāng)其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,由F=m可得F=500N。選項(xiàng)B正確。 【變式訓(xùn)練】汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎時(shí),地面的摩擦力已達(dá)到最大,當(dāng)汽車速率增為原來的2倍時(shí),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(dòng)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(shí),轉(zhuǎn)彎半徑增大到原來的4倍,D正確。 4.(xx鶴崗高一檢測(cè))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(diǎn),有兩個(gè)質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn)),同時(shí)從大環(huán)兩側(cè)的對(duì)稱位置由靜止滑下。兩小環(huán)同時(shí)滑到大環(huán)底部時(shí),速度都為v,則此時(shí)大環(huán)對(duì)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(diǎn)時(shí)大環(huán)對(duì)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(gè)小環(huán)對(duì)大環(huán)的壓力FN=mg+。由大環(huán)受力平衡得,此時(shí)大環(huán)對(duì)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(shí)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(dāng)橋最高處承受的最大壓力為FN=2.94104N時(shí),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(dāng)FN=0(橋面不受力)時(shí),有mg=m,求得汽車安全過橋的最大速度為v2==m/s=14 m/s(當(dāng)v>時(shí),汽車將飛過橋頂,那是不安全的)。故當(dāng)7m/s≤v≤14m/s時(shí),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(zhǎng)為0.9 m的輕桿一端,桿可繞過另一端O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。(g取10m/s2)求: (1)當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度多大時(shí),球?qū)U的作用力為零? (2)當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度分別為6 m/s和1.5 m/s時(shí),球?qū)U的作用力。 【解析】(1)當(dāng)小球在最高點(diǎn)對(duì)桿的作用力為零時(shí),重力提供向心力,則mg=m,解得v0=3m/s。 (2)當(dāng)v1>v0時(shí),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(dāng)v2下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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