2019-2020年高中物理 5.7《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》課時(shí)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)課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.一輛卡車在丘陵地段勻速率行駛,地形如圖所示,由于輪胎太舊,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段應(yīng)是()Aa處 Bb處Cc處 Dd處【解析】過(guò)最低點(diǎn)時(shí),向心加速度向上,卡車處于超重狀態(tài),設(shè)所受支持力為FN1,則有FN1mgm,故FN1mgm;當(dāng)過(guò)凸形路的最高點(diǎn)時(shí)設(shè)所受支持力為FN2,則有mgFN2m,故FN2mgm,故FN1FN2,且r越小,F(xiàn)N1越大,故在d處爆胎的可能性最大所以D對(duì)【答案】D2.如圖所示,光滑的水平面上,小球在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)F突然發(fā)生變化,下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是()AF突然消失,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)BF突然變小,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)CF突然變大,小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動(dòng)DF突然變小,小球?qū)⒀剀壽EPc逐漸靠近圓心【解析】F突然消失時(shí),由于慣性小球從這時(shí)起將做勻速直線運(yùn)動(dòng),即沿Pa運(yùn)動(dòng);F突然減小,F(xiàn)不足以提供小球所需的向心力,小球?qū)⒀豍b做離心運(yùn)動(dòng);F突然變大,F(xiàn)提供的向心力變大,小球?qū)⒀豍c做近心運(yùn)動(dòng)綜上所述A正確,B、C、D錯(cuò)誤【答案】A3.某公園的過(guò)山車駛過(guò)軌道的最高點(diǎn)時(shí),乘客在座椅里面頭朝下,人體顛倒,若軌道半徑為R,人體重為mg,要使乘客經(jīng)過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座椅的壓力等于自身的重力,則過(guò)山車在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為()A0 B.C. D.【解析】由題意知Fmg2mgm,故速度大小v,C正確【答案】C4擺式列車是集電腦、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車,如圖所示當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時(shí),在電腦控制下,車廂會(huì)自動(dòng)傾斜,抵消離心作用行走在直線上時(shí),車廂又恢復(fù)原狀,就像玩具“不倒翁”一樣它的優(yōu)點(diǎn)是能夠在現(xiàn)有線路上運(yùn)行,勿須對(duì)線路等設(shè)施進(jìn)行較大的改造,而是靠擺式車體的先進(jìn)性,實(shí)現(xiàn)高速行車,并能達(dá)到既安全又舒適的要求運(yùn)行實(shí)踐表明:擺式列車通過(guò)曲線速度可提高20%40%,最高可達(dá)50%,擺式列車不愧為“曲線沖刺能手”假設(shè)有一超高速列車在水平面內(nèi)行駛,以360 km/h的速度拐彎,拐彎半徑為1 km,則質(zhì)量為50 kg的乘客,在拐彎過(guò)程中所需向心力為()A500 N B1 000 NC500 N D0【解析】360 km/h100 m/s,乘客在列車轉(zhuǎn)彎過(guò)程中所受的合外力提供向心力Fm50 N500 N.【答案】A5如圖所示,小球m在豎直放置的光滑的圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是B小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零C小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)外側(cè)管壁對(duì)小球一定無(wú)作用力D小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力【解析】圓環(huán)外側(cè)、內(nèi)側(cè)都可以對(duì)小球提供彈力,小球在水平線ab以下時(shí),必須有指向圓心的力提供向心力,就是外側(cè)管壁對(duì)小球的作用力,故B、D正確【答案】BD6.如右圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B,它們與圓盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí),燒斷細(xì)線,兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是()A兩物體沿切線方向滑動(dòng)B兩物體沿半徑方向滑動(dòng),離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn)C兩物體仍隨圓盤(pán)一起做圓周運(yùn)動(dòng),不發(fā)生滑動(dòng)D物體A仍隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體B發(fā)生滑動(dòng),離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn)【解析】A、B兩物體的角速度相同,半徑越大,所需的向心力越大,故B物體需要的向心力大于A物體需要的向心力,A、B用細(xì)線相連,之間有作用力,故燒斷細(xì)線后,B物體所需的向心力大于所能提供的最大靜摩擦力,而A物體所需的向心力仍小于A物體的最大靜摩擦力,故物體A仍隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體B發(fā)生滑動(dòng),且離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn)D正確【答案】D7如圖所示,有一繩長(zhǎng)為L(zhǎng),上端固定在滾軸A的軸上,下端掛一質(zhì)量為m的物體,現(xiàn)滾輪和物體一起以速度v勻速向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)滾輪碰到固定的擋板B,突然停止的瞬間,繩子的拉力為多大?【解析】當(dāng)滾輪碰到固定擋板突然停止時(shí),物體m的速度仍為v,繩子對(duì)物體的拉力突然變化,與重力的合力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,由牛頓第二定律可得Fmg,解得Fmg.【答案】mg8在雜技節(jié)目“水流星”的表演中,碗的質(zhì)量m10.1 kg,內(nèi)部盛水質(zhì)量m20.4 kg,拉碗的繩子長(zhǎng)l0.5 m,使碗在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),如果碗通過(guò)最高點(diǎn)的速度v19 m/s,通過(guò)最低點(diǎn)的速度v210 m/s,求:(1)碗在最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力及水對(duì)碗的壓力;(2)碗在最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力及水對(duì)碗的壓力(g10 m/s2)【解析】(1)對(duì)水和碗:mm1m20.5 kg,F(xiàn)T1mg,F(xiàn)T1mg N76 N,以水為研究對(duì)象,設(shè)最高點(diǎn)碗對(duì)水的壓力為F1,F(xiàn)1m2g,F(xiàn)160.8 N,水對(duì)碗的壓力F1F160.8 N,方向豎直向上(2)對(duì)水和碗:mm1m20.5 kg,F(xiàn)T2mg,F(xiàn)T2mg105 N,以水為研究對(duì)象,F(xiàn)2m2g,F(xiàn)284 N,水對(duì)碗的壓力F2F184 N,方向豎直向下【答案】(1)76 N60.8 N(2)105 N84 N能力提升1.如圖所示,半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上,頂部有一小物體,現(xiàn)給小物體一個(gè)水平初速度v0,則物體將()A沿球面滑至M點(diǎn)B按半徑大于R的新圓弧軌道運(yùn)動(dòng)C立即離開(kāi)球面做平拋運(yùn)動(dòng)D先沿球面滑至某點(diǎn)N再離開(kāi)球面做斜下拋運(yùn)動(dòng)【解析】在半圓球的頂部,當(dāng)v0時(shí),物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力Fmmg,即重力mg剛好提供向心力,物體與球之間無(wú)相互作用力假設(shè)物體能沿球面下滑,因?yàn)橹亓Φ淖饔?,物體速度將增大,其做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力也增大,而此時(shí)向心力只是由重力指向圓心方向的分力與球面對(duì)物體的彈力的合力(小于重力mg)提供,不能滿足需要,物體將做離心運(yùn)動(dòng)而離開(kāi)球面,所以物體不可能沿球面下滑,而是立即離開(kāi)球面做平拋運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)C正確【答案】C2如圖所示,兩個(gè)半徑不同,內(nèi)壁光滑的半圓軌道固定在地面上,一個(gè)小球先后從與球心在同一水平高度上的A、B兩點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由下滑,通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)()A小球?qū)绍壍赖膲毫ο嗤珺小球?qū)绍壍赖膲毫Σ煌珻小球的向心加速度不同D小球的速度相同【解析】設(shè)兩圓軌道半徑分別為ra、rb,由動(dòng)能定理知,小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度分別為vA,vB,則D錯(cuò)誤;由牛頓第二定律知FNmg,從而FNAFNB3mg,故A正確,B錯(cuò)誤;向心加速度a,可知C錯(cuò)誤【答案】A3試管中裝了血液,封住管口后,將此管固定在轉(zhuǎn)盤(pán)上,如圖所示,當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)以一定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)()A血液中密度大的物質(zhì)將聚集在管的外側(cè)B血液中密度大的物質(zhì)將聚集在管的內(nèi)側(cè)C血液中密度大的物質(zhì)將聚集在管的中央D血液中的各物質(zhì)仍均勻分布在管中【解析】對(duì)于血液中密度大的物質(zhì),在試管中間位置處做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于血液中密度小的物質(zhì)做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,故試管中密度大的物質(zhì)會(huì)因做離心運(yùn)動(dòng)而聚集在管的外側(cè),A正確【答案】A4(多選)如圖所示,在光滑水平面上,釘有兩個(gè)釘子A和B,一根長(zhǎng)細(xì)繩的一端系一個(gè)小球,另一端固定在釘子A上,開(kāi)始時(shí)小球與釘子A、B均在一條直線上(圖示位置),且細(xì)繩的一大部分沿俯視順時(shí)針?lè)较蚶p繞在兩釘子上,現(xiàn)使小球以初速度v0在水平面上沿俯視逆時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng),使兩釘子之間纏繞的繩子逐漸釋放,在繩子完全被釋放后與釋放前相比,下列說(shuō)法正確的是()A小球的線速度變大B小球的角速度變大C小球的加速度變小D細(xì)繩對(duì)小球的拉力變小【解析】小球以初速度v0在水平面上沿俯視逆時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng),小球的線速度不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于vr,兩釘子之間纏繞的繩子逐漸釋放,r增大,角速度減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由av可知,小球的加速度變小,選項(xiàng)C正確;由牛頓第二定律可知,細(xì)繩對(duì)小球的拉力變小,選項(xiàng)D正確【答案】CD5如圖所示,半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進(jìn)入管內(nèi),A通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁上部的壓力為3mg,B通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁下部的壓力為0.75mg.求A、B兩球落地點(diǎn)間的距離【解析】?jī)蓚€(gè)小球在最高點(diǎn)時(shí),受重力和管壁的作用力,這兩個(gè)力的合力作為向心力,離開(kāi)軌道后兩球均做平拋運(yùn)動(dòng),A、B兩球落地點(diǎn)間的距離等于它們平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移之差對(duì)A球應(yīng)用牛頓第二定律得3mgmgm,解得A球通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí)的速度vA,對(duì)B球應(yīng)用牛頓第二定律得mg0.75 mgm,解得B球通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí)的速度vB,兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平分位移分別為sAvAtvA4R,sBvBtvBR,A、B兩球落地點(diǎn)間的距離sAsB3R.【答案】3R6鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的彎道處要求外軌比內(nèi)軌高,其內(nèi)、外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān),還取決于火車在彎道上的行駛速率下列表格中是鐵路設(shè)計(jì)人員技術(shù)手冊(cè)中彎道半徑與之對(duì)應(yīng)軌道的高度差.彎道半徑r/m660330220165132110內(nèi)外軌高度h/mm50100150200250300(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),試導(dǎo)出h和r關(guān)系的表達(dá)式,并求出當(dāng)r440 m時(shí),h的設(shè)計(jì)值;(2)鐵路建成后,火車通過(guò)彎道時(shí),為保證絕對(duì)安全,要求內(nèi)、外軌道均不向車輪施加側(cè)向壓力,又已知我國(guó)鐵路內(nèi)、外軌的間距設(shè)計(jì)值為L(zhǎng)1435 mm,結(jié)合表中數(shù)據(jù)算出r440 m時(shí)火車的轉(zhuǎn)彎速度v;(以km/h為單位,結(jié)果取整數(shù);當(dāng)傾角很小時(shí),取sintan)(3)隨著人們生活節(jié)奏的加快,對(duì)交通運(yùn)輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊鬄榱颂岣哌\(yùn)輸力,國(guó)家對(duì)鐵路不斷進(jìn)行提速,這就要求鐵路轉(zhuǎn)彎速率也需要提高請(qǐng)根據(jù)上述計(jì)算原理和上述表格分析:提速時(shí)應(yīng)采取怎樣的有效措施?【解析】(1)分析表中數(shù)據(jù)可得,每組的h與r之積均等于常數(shù)C66050103 m33 m2,因此hr33 m2,當(dāng)r440 m時(shí),有h m0.075 m75 mm.(2)轉(zhuǎn)彎中,當(dāng)內(nèi)、外軌對(duì)車輪沒(méi)有側(cè)向壓力時(shí),mgtanm,因?yàn)楹苄?,有:tansin,得v ,代入數(shù)據(jù)得:v15 m/s54 km/h.(3)由v 可知,可采取的有效措施有:a.適當(dāng)增大內(nèi)外軌的高度差h;b.適當(dāng)增大鐵路彎道的軌道半徑r.【答案】(1)hr33 m275 mm(2)54 km/h(3)見(jiàn)解析- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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