【中学教材全解】2020-2021学年人教版高中物理必修2课时练案-第五章-第7节-生活中的圆周运动

第7节生活中的圆周运动题组1火车转弯类问题（时间：6分钟分值：12分）1.［4分］（单选）铁路转弯处的圆弧半径为QUOTE，内侧和外侧的高度差为QUOTE为两轨间的距离，且QUOTE。假如列车转弯速率大于QUOTE，则（）A.外侧铁轨与轮缘间产生挤压B.铁轨与轮缘间无挤压C.内侧铁轨与轮缘间产生挤压D.内、外铁轨与轮缘间均有挤压图5-7-12.［4分］（单选）赛车在倾斜的轨道上转弯如图5-7-1所示，弯道的倾角为QUOTE，半径为QUOTE，则赛车完全不靠摩擦力转弯的速率是（设转弯半径水平）（）图5-7-1A.QUOTE B.QUOTEC.QUOTE D.QUOTE图5-7-23.［4分］（单选）“空间之旅”飞车表演时，表演者驾着摩托车，在球形金属网内壁上下回旋，令人赞美不已。摩托车沿图5-7-2所示竖直轨道做圆周运动的过程中（）图5-7-2A.确定做匀速圆周运动B.对金属网内壁压力大小始终不变C.经过最低点时的向心力仅由支持力供应D.通过最高点时的最小速度与球形金属网直径有关题组2拱形桥（时间：6分钟分值：12分）4.［4分］（多选）一辆汽车匀速通过一半径为QUOTE的拱形桥，不考虑汽车运动过程中受到的摩擦阻力，则关于汽车的受力状况，下列说法中正确的是（）A.汽车对桥面的压力大小不变，总是等于汽车的重力B.汽车对桥面的压力大小不断变化，但总是小于汽车的重力C.汽车的牵引力不发生变化D.汽车的牵引力渐渐变小图5-7-35.［8分］大路在通过小型水库泄洪闸的下游时经常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。现有一“过水路面”的圆弧半径为50m，一辆质量为800kg的小汽车驶过“过水路面”。如图5-7-3所示，当小汽车通过“过水路面”的最低点时速度为5m/s。QUOTE取10QUOTE，问此时汽车对路面的压力为多大？图5-7-3题组3航天器中的失重现象与离心现象（时间：6分钟分值：12分）6.［4分］假如航天员要在飞船稳定飞行时做一些物理试验，下面的试验仪器可以正常使用的是。①密度计②水银气压计③物理天平④电流计⑤电子秤⑥摆钟⑦水银温度计7.［4分］（多选）下列哪些现象或做法是为了防止物体产生离心运动（）A.汽车转弯时要限定速度B.洗衣机脱水筒转动给衣服脱水C.转速较高的砂轮半径不宜太大D.将砂糖溶化，在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖”图5-7-48.［4分］（多选）QUOTE三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为QUOTE，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，QUOTE的质量为2QUOTE,QUOTE的质量均为QUOTE,QUOTE离轴为QUOTE离轴为QUOTE，设QUOTE、QUOTE、QUOTE都没有滑动，如图5-7-4所示。则当圆台旋转时（）图5-7-4A.QUOTE物体的向心加速度最大B.QUOTE物体的静摩擦力最小C.当圆台转速增加时，QUOTE比QUOTE先滑动D.当圆台转速增加时，QUOTE比QUOTE先滑动题组4综合拓展提升（时间：15分钟分值：26分）图5-7-59.［4分］（单选）无缝钢管的制作原理如图5-7-5所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，铁水紧紧地掩盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径为QUOTE，则下列说法正确的是（）图5-7-5A.铁水是由于受到离心力的作用才掩盖在模型内壁上的B.模型各个方向上受到的铁水的作用力相同C.若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力供应向心力D.管状模型转动的角速度QUOTE最大为QUOTE10.［10分］质量为25kg的小孩坐在质量为5kg的秋千板上，秋千板离拴绳子的横梁2.5m。假如秋千板摇摆经过最低点的速度为3m/s，求：（1）这时秋千板所受的压力是多大？（2）每根绳子对秋千板的拉力是多大？（绳子质量不计，g取10QUOTE)图5-7-611.［12分］如图5-7-6所示，一根长为0.1m的细线，一端系着一个质量是0.18kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。当小球的转速增加到原转速的3倍时，细线断裂，这时测得线的拉力比原来的大QUOTE。求：图5-7-6（1）线断裂的瞬间，线的拉力；（2）这时小球运动的线速度；（3）假如桌面高出地面0.8m，线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为多少的地方？（g取10QUOTE）参考答案图5-7-71.A解析：列车正常转弯时的向心力为QUOTE图5-7-7由于QUOTE很小，故QUOTE，解得QUOTE当QUOTE时，列车需要更大的向心力，所以轮缘挤压外轨。2.C解析：设赛车的质量为QUOTE，赛车受力分析如图5-7-7所示，可见，QUOTE，而QUOTE，故QUOTE。3.D解析：摩托车沿题图示竖直轨道做圆周运动时，摩托车受摩擦力、重力、金属网内壁支持力的共同作用，运动较简洁，很难做匀速圆周运动，选项A错误；经过最低点时向心力是支持力和重力的合力供应的，通过最高点时，有最小速度时只由重力供应向心力，则由QUOTE，可知其最小速度QUOTE，与球形金属网直径有关，故选项D正确。图5-7-84.BD解析：汽车受到的力有：重力QUOTE、桥面对汽车的支持力QUOTE、汽车的牵引力QUOTE，如图5-7-8所示。设汽车所在位置桥面的切线方向与水平面所夹的角为QUOTE，由于汽车运动的速度大小不变，故沿轨迹切线方向汽车所受的合力为0，所以QUOTE=0，即QUOTE。汽车在到达最高点之前，QUOTE角不断减小，故汽车的牵引力不断减小；汽车从最高点向下运动的过程中，不需要牵引力，反而需要制动力。所以选项C错误，选项D正确。在沿着半径的方向上，汽车有向心加速度，由牛顿其次定律得QUOTE，解得QUOTE。可见，路面对汽车的支持力QUOTE随θ角的减小而增大，当到达顶端时QUOTE0°，QUOTE达到最大值，此时QUOTE仍小于QUOTE。选项A错误，选项B正确。图5-7-8图5-7-95.8400N解析：汽车在“过水路面”的最低点时受力如图5-7-9所示，由牛顿其次定律得QUOTE。解得QUOTENQUOTE8400N。依据牛顿第三定律，汽车对路面的压力大小QUOTE8400N。图5-7-96.④⑦解析：飞船在绕地球飞行时，轨道舱中的一切物体都处于完全失重状态，凡是使用原理与重力有关的均不能使用，如仪器①②③⑤⑥；而仪器④⑦的工作原理与重力无关，故可以正常使用。点拨：物体在竖直平面内做圆周运动时，在最高点处于失重状态；在最低点处于超重状态，此时依靠重力工作的仪器不能使用或不能正常使用。7.AC解析：汽车转弯时要限定速度和转速较高的砂轮半径不宜太大都是为了防止物体产生离心运动，选项A、C正确；选项B、D是离心运动的应用。8.ABC解析：依据QUOTE的半径最大，因此QUOTE物体的向心加速度最大，选项A正确。QUOTE向心加速度相等且最小，由QUOTE的质量最小，因而QUOTE＝QUOTE＝QUOTE也最小，选项B正确。当转速QUOTE增加时，QUOTE和QUOTE半径相同，都有QUOTE,QUOTE同样稳定。对于QUOTE来说QUOTE，由QUOTE,知QUOTE需要的向心力比QUOTE大，QUOTE先毁灭离心运动现象，即QUOTE比QUOTE先滑动。选项C正确，选项D错误。9.C解析：铁水是由于离心作用掩盖在模型内壁上的，模型对它的弹力和重力的合力供应向心力，选项A错误；模型最下部受到的铁水的作用力最大，最上部受到的作用力最小，选项B错误；最上部的铁水假如恰好不离开模型内壁，则重力供应向心力，由QUOTE，可得QUOTE，故管状模型转动的角速度QUOTE至少为QUOTE，选项C正确，选项D错误。10.（1）340N（2）204N解析：把小孩作为争辩对象对其进行受力分析知，小孩受重力G和秋千板对他的支持力QUOTE两个力，故在最低点有QUOTE所以QUOTE250N+90NQUOTE40N由牛顿第三定律可知，秋千板所受压力大小为340N。设每根绳子对秋千板的拉力为QUOTE，将秋千板和小孩看成一个整体，则在最低点有QUOTE解得QUOTE204N。11.（1）45N（2）5m/s（3）2m解析：（1）小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用：重力QUOTE、桌面弹力QUOTE和线的拉力QUOTE。重力QUOTE和弹力QUOTE平衡。线的拉力供应向心力，QUOTE＝QUOTE。设原来的角速度为QUOTE，线上的拉力为QUOTE，转速加快后的角速度为QUOTE，线断时的拉力为QUOTE，则F∶QUOT