紅對(duì)勾2014屆高三物理總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)12生活中的圓周運(yùn)動(dòng)離心現(xiàn)象

1、課時(shí)作業(yè)12生活中的圓周運(yùn)動(dòng)離心現(xiàn)象時(shí)間：45分鐘滿(mǎn)分：100分一、選擇題(8864)1細(xì)繩的一端固定，另一端系一小球，讓小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)的加速度方向，下圖中可能的是()解析：因小球做變速圓周運(yùn)動(dòng)，在p點(diǎn)的合加速度應(yīng)是向心加速度與切向加速度的合成，故只有d選項(xiàng)符合要求答案：d2在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車(chē)向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的高一些路面與水平面間的夾角為，設(shè)拐彎路段是半徑為r的圓弧，要使車(chē)速為v時(shí)車(chē)輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，應(yīng)等于()aarcsin barctanc.arcsin darccot解析：汽車(chē)在水平面

2、內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如果路面是水平的，汽車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力只能由靜摩擦力提供；如果外側(cè)路面高于內(nèi)側(cè)路面一個(gè)適當(dāng)?shù)母叨龋簿褪锹访嫦騼?nèi)側(cè)傾斜一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌?，地面?duì)車(chē)支持力的水平分量恰好提供車(chē)所需要的向心力時(shí)，車(chē)輪與路面的橫向摩擦力正好等于零在此臨界情況下對(duì)車(chē)受力分析，明確汽車(chē)所受合外力的方向：水平指向圓心然后由牛頓第二定律列方程求解答案：b3如下圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力f作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若小球運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí)，拉力f發(fā)生變化，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法正確的是()a若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運(yùn)動(dòng)b若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運(yùn)動(dòng)c若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽Epb做離心運(yùn)動(dòng)

3、d若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epc運(yùn)動(dòng)解析：若拉力突然消失，則小球沿著p點(diǎn)處的切線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，a正確若拉力突然變小，則小球做離心運(yùn)動(dòng)，但由于力與速度有一定的夾角，故小球做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，b、d錯(cuò)誤若拉力突然變大，則小球做近心運(yùn)動(dòng)，不會(huì)沿軌跡pb做離心運(yùn)動(dòng)，c錯(cuò)誤答案：a4如下圖所示，汽車(chē)車(chē)廂頂部懸掛一個(gè)輕質(zhì)彈簧，彈簧下端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，當(dāng)汽車(chē)以某一速率在水平地面上勻速行駛時(shí)彈簧長(zhǎng)度為l1；當(dāng)汽車(chē)以同一速度勻速率通過(guò)一個(gè)橋面為圓弧形凸形橋的最高點(diǎn)時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為l2，下列答案中正確的是()a. l1l2 b. l1l2c. l1l2 d前三種情況均有可能答案：b5如下圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道

4、內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，內(nèi)側(cè)壁半徑為r，小球半徑為r，則下列說(shuō)法正確的是()a小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vminb小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin0 c小球在水平線(xiàn)ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無(wú)作用力d小球在水平線(xiàn)ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力解析：小球沿管上升到最高點(diǎn)的速度可以為零，故a錯(cuò)誤，b正確；小球在水平線(xiàn)ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由外側(cè)管壁對(duì)小球的作用力fn與球重力在背離圓心方向的分力fmg的合力提供向心力，即：fnfmgm，因此，外側(cè)管壁一定對(duì)球有作用力，而內(nèi)側(cè)壁無(wú)作用力，c正確；小球在水平線(xiàn)ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受管壁的作用力與小球速度大小有關(guān)，d錯(cuò)

5、誤答案：bc6城市中為了解決交通問(wèn)題，修建了許多立交橋如下圖所示，橋面是半徑為r的圓弧形的立交橋ab橫跨在水平路面上，跨度為l，橋高為h.一輛質(zhì)量為m的小汽車(chē)，在a端以速度v0沖上該立交橋，小汽車(chē)到達(dá)橋頂時(shí)的速度大小為v1，若小汽車(chē)在上橋過(guò)程中，克服橋面摩擦力做的功忽略不計(jì)，則()a小汽車(chē)通過(guò)橋頂時(shí)處于失重狀態(tài)b小汽車(chē)在上橋過(guò)程中受到橋面的支持力大小為fnmgmc上橋過(guò)程中小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為mvmvd小汽車(chē)到達(dá)橋頂時(shí)的速度不會(huì)大于解析：由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)知，小汽車(chē)通過(guò)橋頂時(shí)，其加速度方向向下，由牛頓第二定律得mgfn，解得fnmgmg, 故其處于失重狀態(tài)，a正確；此式只在小汽車(chē)通過(guò)橋頂時(shí)成立，而

6、其上橋過(guò)程中的受力情況較為復(fù)雜，b錯(cuò)誤；上橋過(guò)程中小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為wmghmvmv，c不正確；由mgfnm解得v1，d正確答案：ad7在光滑的水平桌面上，有兩個(gè)小球固定在一根長(zhǎng)為l的桿的兩端，繞桿上的o點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，如下圖所示當(dāng)小球1的速度為v1時(shí)，小球2的速度為v2，則轉(zhuǎn)軸o到小球2的距離是()alv1/(v1v2) blv2/(v1v2)cl(v1v2)/v1 dl(v1v2)/v2解析：兩球固定在同一桿上轉(zhuǎn)動(dòng)，其相同，設(shè)小球1、2到o點(diǎn)的距離分別為r1、r2，則v1r1，v2r2，且r1r2l，解得r2，選項(xiàng)b正確答案：b8.質(zhì)量為m的飛機(jī)以恒定速率v在空中水平盤(pán)旋(如下圖所示)，其

7、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，重力加速度為g，則此時(shí)空氣對(duì)飛機(jī)的作用力大小為()am bmgcm dm解析：飛機(jī)在空中水平盤(pán)旋時(shí)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到重力和空氣的作用力兩個(gè)力的作用，其合力提供向心力fnm.飛機(jī)受力情況示意圖如下圖所示，根據(jù)勾股定理得fm.答案：c二、計(jì)算題(31236)9質(zhì)量為100 t的火車(chē)在軌道上行駛，火車(chē)內(nèi)、外軌連線(xiàn)與水平面的夾角為37，如下圖所示，彎道半徑r30 m，重力加速度取10 m/s2.求：(1)當(dāng)火車(chē)的速度為v110 m/s時(shí)，軌道受到的側(cè)壓力多大？方向如何？(2)當(dāng)火車(chē)的速度為v220 m/s時(shí)，軌道受到的側(cè)壓力多大？方向如何？解析：當(dāng)火車(chē)正常行駛時(shí)，

8、輪與軌道間無(wú)側(cè)向壓力，火車(chē)只受與軌道表面垂直的支持力作用和火車(chē)的重力作用，如上圖所示其做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在水平面內(nèi)，將fn1分解則有：fn1cosg，fn1sinm所以sinm所以v m/s15 m/s.(1)由于10 m/s15 m/s，故火車(chē)應(yīng)受到外軌沿軌道斜面向下的側(cè)壓力作用，火車(chē)受力如上圖所示其做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心仍在水平面內(nèi)，將fn3及fn3分解有：fn3cosgfn3sinfn3sinfn3cosm由式得fn3將fn3代入式得sinfn3cosm代入數(shù)據(jù)解得fn34.7105 n.答案：(1)106 n沿斜面向上(2)4.7105 n沿斜面向下10如下圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m0.6 kg的小

9、球，以某一初速度v0從圖中p點(diǎn)水平拋出，恰好從光滑圓弧abc的a點(diǎn)的切線(xiàn)方向進(jìn)入圓弧軌道(不計(jì)空氣阻力，進(jìn)入時(shí)無(wú)機(jī)械能損失)已知圓弧半徑r0.3 m，圖中60，小球到達(dá)a點(diǎn)時(shí)的速度v4 m/s.(取g10 m/s2)試求：(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0.(2)判斷小球能否通過(guò)圓弧最高點(diǎn)c，若能，求出小球到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)c時(shí)對(duì)軌道的壓力fn.解析：(1)將小球到達(dá)a點(diǎn)的速度分解有v0vcos2 m/s.(2)假設(shè)小球能到達(dá)c點(diǎn)，由動(dòng)能定理有mgr(1cos)mvmv2解得vc m/s m/s，故小球能到達(dá)最高點(diǎn)c在最高點(diǎn)，由牛頓第二定律有fnmgm代入數(shù)據(jù)得fn8 n由牛頓第三定律fnfn8 n方向豎直向上答案：(1)2 m/s(2)能8 n，方向豎直向上11如下圖所示，把一個(gè)質(zhì)量m1 kg的小球通過(guò)兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩與豎直桿上a、b兩個(gè)固定點(diǎn)相連接，繩a、b長(zhǎng)都是1 m，ab長(zhǎng)度是1.6 m，豎直桿和小球旋轉(zhuǎn)的角速度為多少時(shí)，b繩上才有張力？(g10 m/s2)解析：如上圖所示，已知a、b繩長(zhǎng)均為1 m，即acbc1 m，aoab0.8 m，在直角aoc中，cos0.8.得sin0.6，37.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑rocacsin10.6 m0.6 m.b繩被拉