高中物理人教版第五章曲线运动生活中的圆周运动（全国一等奖）

生活中的圆周运动一、单项选择题。1.火车在转弯行驶时，需要靠铁轨的支持离提供向心力。以下关于火车转弯的说法中正确的是（）A在转弯处使外轨略高于内轨B在转弯处使内轨略高于外轨C在转弯处使内轨、外轨在同一水平高度D在转弯处火车受到的支持力竖直向上2.圆形轨道竖直放置，质量为m的小球经过轨道内侧最高点而不脱离轨道的最小速率为u，现在使小球以2u的速率通过轨道最高点内侧，那么它对轨道压力大小为（）A0BmgC3mgD5mg3.如右图所示，碗质量为M，静止在地面上，质量为m的滑块滑到圆弧形碗的底端时速率为u，已知碗的半径为R，当滑块滑过碗底时，地面受到碗的压力为（）A(M+m)gB(M+m)g+CMg+DMg+mg-m4.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．汽车的运动可看作是做半径为R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.eq\r(\f(gRh,L))B.eq\r(\f(gRh,d))C.eq\r(\f(gRL,h))D.eq\r(\f(gRd,h))二、双项选择题。5．中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是()A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C．公路在设计上可能外(西)高内(东)低D．公路在设计上可能内(东)高外(西)低6．洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时（）A衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力B衣物随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力C筒壁的弹力随筒的转速增大而增大D筒壁对衣物的摩擦力随转速的增大而增大7．如图6．8—7所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是………()A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力D．汽车对桥面的压力大于汽车的重力

8．雨伞边缘半径为r，且高出水平地面为h，如图所示，若雨伞以角速度ω匀速旋转，则关于雨滴运动说法正确的是：（）A．雨滴飞出后圆周运动B．雨滴自雨伞边缘切线水平飞出后做平抛运动，C．雨滴自雨伞边缘飞出后在地面上形成一个椭圆D．雨滴自雨伞边缘飞出后在地面上形成一个大圆圈9．在水平圆盘上分别放甲、乙、丙三个质量分别为3m、2m、m的物体，其轨道半径分别为r、2r、3r如图所示，三个物体的最大静擦力皆为所受重力的k倍，当圆盘角速度由小缓慢增加，下列说法正确的是：（）A、甲物体相对圆盘首先滑动B、丙物体相对圆盘首先滑动C、乙物体受到的静摩擦力最大D、三个物体受到的静摩擦力一样大三。非选择题。10．一辆汽车以54km/h的速率通过一座拱桥的桥顶，汽车对桥面的压力等于车重的一半，这座拱桥的半径是m。若要使汽车过桥顶时对桥面无压力，则汽车过桥顶时的速度大小至少是m/s。

11．如图所示，有一绳长为l，上端固定在滚轮A的轴上，下端挂一质量为m的物体。现滚轮和物体一起以速度v匀速向右运动，当滚轮碰到固定的挡板B突然停止瞬间，绳子拉力大小为多少？

12．如图所示，在质量为M的电动机上，装有质量为m的偏心轮，飞轮转动的角速度为ω，当飞轮重心在转轴正上方时，电动机对地面的压力刚好为零，则飞轮重心离转轴的距离多大?在转动过程中，电动机对地面的最大压力多大?

8．生活中的圆周运动

1．A2．C3．B4．B5．AD6．AC7．BC8．BD9．BC解析：物体随圆盘转动做圆周运动，静摩擦力提供向心力。当角速度ω增大时，需提供的向心力增加，静摩擦力增加；在静摩擦力达到及超过最大值时，将无法满足圆周运动所需的向心力，于是物体相对盘滑动，产生离心现象。首先注意到三个物体角速度相同，在未滑动前比较三者静摩擦力的大小关系。根据牛顿定律：F向=f甲=ma甲=mω2rF向=f乙=2ma乙=2mω2×2r=4mω2rF向=f丙=3ma丙=3m·ω2×3r=9mω2r即：f甲：f乙：f丙=3：4：3……①所以乙物体受到的静摩擦力最大，故C选项是正确的。，再比较三个物体的最大静摩擦力的关系：f甲0=kmgf乙0=k×2mgf丙0=k·3mg则：f甲0：f乙0：f丙0=1：2：3……②比较①、②两式可知丙先达到最大静摩擦力，首先滑动，故B选项是正确的。

10．__45、11．解析：当滚轴碰到固定挡板突然停止，物体m的速度仍为v，绳子对物体拉力产生突变，与重力的合力提供向心力。F向=T-mg=mT=m+mg即绳子拉力瞬间变为（m+mg）12．解析：设偏心轮的重心距转轴r，偏心轮等效为用一长为r的细杆固定质量为m（轮的质量）的质点，绕转轴转动（如图）。轮的重心在正上方时，电动机对地面的压力刚好为零，则此时偏心轮对电动机向上的作用力大小等于电动机的重力。即F=Mg ①根据牛顿第三定律，此时轴对偏心轮的作用力向下，大小为F=Mg，其向心力为F＋mg=mω2r ②由①②得偏心轮重心到转轴的距离为