2019-2020年高一物理下學(xué)期末復(fù)習(xí)分層達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 5.7《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》 新人教版.doc

2019-2020年高一物理下學(xué)期末復(fù)習(xí)分層達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 5.7生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 新人教版【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】 1(xx濟(jì)南高一檢測(cè))如圖所示，門(mén)上有A、B兩點(diǎn)，在關(guān)門(mén)過(guò)程中，A、B兩點(diǎn)的角速度、線(xiàn)速度之間的關(guān)系是( )A.A>BB.A=BC.vA>vBD.vA<vB2下面介紹的各種情況中，將出現(xiàn)超重現(xiàn)象的是( )A.蕩秋千經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的小孩B.汽車(chē)過(guò)凸形橋C.汽車(chē)過(guò)凹形橋D.在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船中的儀器3(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(guò)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4.(xx安陽(yáng)高一檢測(cè))如圖所示，一輛裝滿(mǎn)貨物的汽車(chē)在丘陵地區(qū)行駛，由于輪胎太舊，途中“放了炮”，你認(rèn)為在圖中A、B、C、D四處，“放炮”可能性最大的是( )AA處BB處CC處DD處【能力提升】5(xx贛州高一檢測(cè))質(zhì)量為m的滑塊從半徑為R的半球形碗的邊緣滑向碗底，過(guò)碗底時(shí)速度為v，若滑塊與碗間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則在過(guò)碗底時(shí)滑塊受到摩擦力的大小為( )AmgBmCm(g+)Dm(-g)6半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，如圖所示。頂部有一小物體甲，今給它一個(gè)水平初速度v0=，則物體甲將( )A沿球面下滑至M點(diǎn)B先沿球面下滑至某點(diǎn)N，然后便離開(kāi)球面做斜下拋運(yùn)動(dòng)C按半徑大于R的新的圓弧軌道做圓周運(yùn)動(dòng)D立即離開(kāi)半圓球做平拋運(yùn)動(dòng)7.長(zhǎng)L=0.5 m、質(zhì)量可忽略的桿，其一端連有質(zhì)量為m=2 kg的小球，以另一端O為轉(zhuǎn)軸，它繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，如圖所示。求下列情況下桿對(duì)球的作用力(計(jì)算大小，并說(shuō)明是拉力還是支持力，g=10 m/s2)(1)當(dāng)v1=1 m/s時(shí)，大小為多少？是拉力還是支持力？(2)當(dāng)v2=4 m/s時(shí)，大小為多少？是拉力還是支持力？ 8.(xx太原高一檢測(cè))如圖，質(zhì)量為m1=0.5 kg的小杯里盛有質(zhì)量為m2=1 kg的水，用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為r=1 m，小杯通過(guò)最高點(diǎn)的速度為v=4 m/s，g取10 m/s2，求：(1)在最高點(diǎn)時(shí)，繩的拉力大小;(2)在最高點(diǎn)時(shí),杯底對(duì)水的壓力大小;(3)為使小杯經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水不流出, 在最高點(diǎn)時(shí)的最小速率是多少?答案解析1【解析】選B、C。由于門(mén)上的A、B兩點(diǎn)隨門(mén)轉(zhuǎn)軸共同轉(zhuǎn)動(dòng)，屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故兩點(diǎn)具有相同的角速度。又由于A的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大于B的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，故A點(diǎn)的線(xiàn)速度大于B點(diǎn)的線(xiàn)速度，選項(xiàng)B、C正確。2【解析】選A、C。物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，受重力和拉力(或支持力)的作用，若向心加速度向上，則F-mg=m，F(xiàn) >mg，處于超重狀態(tài)；若向心加速度向下，則mg-F=m，F(xiàn)<mg，處于失重狀態(tài)；故A、C正確，B錯(cuò)誤；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船內(nèi)的儀器重力提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，所以D錯(cuò)誤。3【解析】選D。由題意可知：小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)圓弧最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓軌道的臨界條件是只有重力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故D正確。4.【解析】選D。汽車(chē)在A、C處行駛，向心加速度向下，處于失重狀態(tài)，爆胎的可能性較小；汽車(chē)在B、D處行駛，向心加速度向上，處于超重狀態(tài)。又因?yàn)镕N-mg=m，F(xiàn)N=mg+m。由題圖可知rB>rD，所以FNB<FND，因此在D處爆胎的可能性最大，故D正確。5【解析】選C。在碗底對(duì)滑塊受力分析，滑塊受到重力、支持力、滑動(dòng)摩擦力，在半徑方向FN-mg=，所以FN=+mg，滑動(dòng)摩擦力Ff=FN=m(+g)，C正確。6【解析】選D。當(dāng)物體到達(dá)最高點(diǎn)，速度等于時(shí)，半圓球?qū)ξ矬w的支持力等于零，所以接下來(lái)物體的運(yùn)動(dòng)不會(huì)沿著半圓球面，而是做平拋運(yùn)動(dòng)。其落地時(shí)水平位移由于x>R,所以運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)與半圓球相碰。物體應(yīng)該立即離開(kāi)半圓球做平拋運(yùn)動(dòng)，故選D。7.【解析】(1)當(dāng)小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，設(shè)臨界速度為v0，此時(shí)重力等于向心力mg=m，解得因?yàn)関1v0，所以當(dāng)v1=1 m/s時(shí)，桿對(duì)小球是支持力，設(shè)支持力為F1mg-F1=m,代入數(shù)據(jù)解得F1=16 N(2)因?yàn)関2v0，所以當(dāng)v2=4 m/s時(shí)，桿對(duì)小球是拉力，設(shè)拉力為F2mg+F2=m,代入數(shù)據(jù)解得F2=44 N答案：(1)16 N支持力(2)44 N拉力【總結(jié)提升】用臨界速度判斷桿的作用力的方向小球在硬桿約束下在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，就是所謂的“桿模型”?！皸U模型”中，在軌道的最高點(diǎn)硬桿對(duì)小球的作用力情況有三種：(1)當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度等于臨界速度時(shí)，小球只受重力的作用，硬桿對(duì)小球的作用力為零；(2)當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度小于臨界速度時(shí)，硬桿對(duì)小球有支撐作用，此時(shí)硬桿對(duì)小球有向上的支持力；(3)當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度大于臨界速度時(shí)，硬桿對(duì)小球有向下的拉力。因此，只要將小球在最高點(diǎn)的實(shí)際速度與臨界速度相比較，就能判斷出硬桿對(duì)小球作用力的三種可能。8.【解題指南】解答本題需要把握以下三點(diǎn)：(1)研究對(duì)象的選??；(2)研究對(duì)象的受力分析；(3)最高點(diǎn)水剛好不流出的臨界條件?！窘馕觥?1)選小杯和小杯里的水為研究對(duì)象，在最高點(diǎn)時(shí)由重力和繩子的拉力FT的合力提供它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。由牛頓第二定律得(m1+m2)g+FT=(m1+m2),代入數(shù)據(jù)，解得FT=9 N。(2)以水為研究對(duì)象，在最高點(diǎn)時(shí)由重力和杯底對(duì)水的壓力FN的合力提供水做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律有m2g+FN=m2,代入數(shù)據(jù)，解得FN=6 N。(3)水不從小杯里流出的臨界條件是水的重力剛好用來(lái)提供向心力。設(shè)速度為v，則有解得v= m/s。答案：(1)9 N(2)6 N(3) m/s