學年高中物理第五章曲線運動課時提升作業(yè)七生活中圓周運動新人教版必修

1、學年高中物理第五章曲線運動課時提高作業(yè)七.生活中的圓周運動新人教版必修學年高中物理第五章曲線運動課時提高作業(yè)七.生活中的圓周運動新人教版必修PAGE學年高中物理第五章曲線運動課時提高作業(yè)七.生活中的圓周運動新人教版必修課時提高作業(yè)七生活中的圓周運動(20分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題,每題7分,共28分)1.(2018唐山高一檢測)在高速公路的拐彎處,平時路面都是外高內低,以以下列圖。汽車的運動可看作是做半徑為R的水平面內的勻速圓周運動。設內外路面高度差為h,路基的水平寬度為d,路面的寬度為L。已知重力加快度為g。要使車輪與路面之間的橫向(垂直于前進方向)摩擦力等于零,則汽車轉彎時的車速

2、應等于()A.B.C.D.【剖析】選B。設路面的傾角為,要使車輪與路面之間的橫向摩擦力等于零,則汽車轉彎時,由路面的支持力與重力的合力供應汽車的向心力,作出汽車的受力求,如圖。依照牛頓第二定律,得:mgtan=m,又由數學知識獲取:tan=,聯立解得:v=?！狙a償訓練】(2018桂林高一檢測)以以下列圖,照片中的汽車在水平公路上做勻速圓周運動。已知圖中雙向四車道的總寬度為15m,內車道邊緣間最遠的距離為150m。假設汽車碰到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍。g取10m/s2,則汽車的運動()A.所受的合力可能為零B.只受重力和地面支持力的作用C.所需的向心力由重力和支持力的合力供應D.最大速度

3、不能夠高出3m/s【剖析】選D。汽車在水平面內做勻速圓周運動,合外力供應向心力,向來指向圓心,拐彎時靜摩擦力供應向心力,所需的向心力不能夠能由重力和支持力的合力供應,故A、B、C項錯誤;汽車碰到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍,f=0.7mg,依照牛頓第二定律f=m,當r最大時,有最大速度,r=150m+15m=90m,解得v=3m/s,故D項正確。2.游覽中的鳥要改變游覽方向時,鳥的身體要傾斜(以以下列圖)。與車輛不一樣樣的是,鳥轉彎所需的向心力由重力和空氣對它們的作用力的合力來供應。質量為m的飛鳥,以速率v在水平面內做半徑為R的勻速圓周運動,則飛鳥碰到的合力的大小等于(重力加快度為g)()

4、A.mB.C.m-g2D.mg【剖析】選B。飛鳥做圓周運動,碰到的合力供應向心力,則F=,故合力為,故B項正確。3.一個質量為m的物體,(體積可忽略),在半徑為R的圓滑半球極點處以水平速度v0運動,以以下列圖,則以下說法正確的選項是()導學號38026135A.若v0=,則物體對半球極點無壓力B.若v0=,則物體對半球極點的壓力為mgC.若v0=0,則物體對半球極點的壓力為mgD.若v0=0,則物體對半球極點的壓力為零【剖析】選A。若v0=,則mg-F=m,得:F=0,則物體對半球面極點無壓力,故A項正確;若v0=,則mg-F=m,得:F=mg,則物體對半球面極點的壓力為mg,故B項錯誤;設物

5、體受支持力為F,依照牛頓第二定律:mg-F=m=0,得:F=mg,物體對半球極點的壓力為mg,故C、D項錯誤?！狙a償訓練】(2018太原高一檢測)一輛載重卡車,在丘陵地區(qū)以不變的速率行駛,大體地形以以下列圖,由于輪胎已舊,途中爆胎,你認為A、B、C、D周圍中,爆胎可能性最大的一處是()A.A處B.B處C.C處D.D處【剖析】選B。在A處,卡車做圓周運動,加快度方向豎直向下,依照牛頓運動定律得知,卡車處于失重狀態(tài),地面對卡車的作用力小于其重力;在B處,卡車做圓周運動,加快度方向豎直向上,依照牛頓運動定律得知,卡車處于超重狀態(tài),地面對卡車的作用力大于其重力;在C處,地面對輪胎的作用力大小等于卡車的

6、重力;在D處,地面對卡車的彈力等于其重力垂直斜面向下的分力,也小于重力。故可知,在B處,卡車碰到地面的作用力最大,最簡單爆胎,故B項正確,A、C、D項錯誤。4.以以下列圖,圓滑水平面上,小球m在拉力F作用下做勻速圓周運動。若小球運動到P點時,拉力F發(fā)生變化,關于小球運動情況的說法不正確的選項是()導學號38026136A.若拉力突然消失,小球將沿軌跡Pa做離心運動B.若拉力突然變小,小球將沿軌跡Pa做離心運動C.若拉力突然變小,小球將沿軌跡Pb做離心運動D.若拉力突然變大,小球將沿軌跡Pc做向心運動【剖析】選B。若拉力突然消失,小球做離心運動,由于不受力,將沿軌跡Pa運動,故A項正確;若拉力變

7、小,拉力不夠供應向心力,做半徑變大的離心運動,即沿Pb運動,故B項錯誤,C項正確;若拉力變大,則拉力大于向心力,沿軌跡Pc做近心運動,故D項正確?！狙a償訓練】雨天在野外騎車時,在自行車的后輪輪胎上常會粘附一些泥巴,行駛時感覺很“深重”。若是將自行車后輪撐起,使后輪走開地面而懸空,今后用手勻速搖腳踏板,使后輪飛速轉動,泥巴就會被甩下來。以以下列圖,圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個特別地址,則()A.泥巴在圖中a、c地址的向心加快度大于b、d地址的向心加快度B.泥巴在圖中的b、d地址時最簡單被甩下來C.泥巴在圖中的c地址時最簡單被甩下來D.泥巴在圖中的a地址時最簡單被甩下來【剖析】選C。當

8、后輪勻速轉動時,由an=R2知a、b、c、d四個地址的向心加快度大小相等,A錯誤。在角速度相同的情況下,泥巴在a點有Fa+mg=m2R,在b、d兩點有Fb=Fd=m2R,在c點有Fc-mg=m2R。所以泥巴不走開輪胎在c地址所需要的相互作用力最大,泥巴最簡單被甩下,應選項B、D錯誤,選項C正確。二、計算題(14分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)5.(2018珠海高一檢測)以以下列圖,一輛質量為2000kg的汽車勻速經過一半徑為50m的凸形橋。(g=10m/s2),求(1)汽車若能安全駛過此橋,它的速度范圍為多少?(2)若汽車經最高點時對橋的壓力等于它重力的一半,求此時汽

9、車的速度多大?【剖析】(1)當支持力為零時,依照mg=m得最高點的最大速度為v=m/s=10m/s則速度的范圍為v10m/s(2)依照牛頓第二定律得mg-N=mN=mg解得:v=m/s=5m/s答案:(1)v10m/s(2)5m/s(8分)(多項選擇)在云南省某地方到現在還要依靠滑鐵索過江,若把這滑鐵索過江簡化成以以下列圖的模型,鐵索的兩個固定點A、B在同一水平面內,AB間的距離為L=80m,鐵索的最低點離AB連線的垂直距離為H=8m,若把繩索看作是圓弧,已知一質量m=52kg的人借助滑輪(滑輪質量不計)滑到最低點的速度為10m/s,那么()A.人在整個繩索上運動可看作是勻速圓周運動B.可求得

10、繩索的圓弧半徑為104mC.人在滑到最低點時,滑輪對繩索的壓力為570ND.人在滑到最低點時,滑輪對繩索的壓力為50N【剖析】選B、C。人借助滑輪下滑過程中重力做功,速度大小是變化的,所以人在整個繩索上的運動不能夠看作勻速圓周運動,故A項錯誤;設繩索的圓弧半徑為r,則由幾何知識得:r2=(r-H)2+,代入解得,r=104m,故B項正確;對人研究:依照牛頓第二定律得,N-mg=m,獲取N=mg+m,代入解得人在滑到最低點時繩索對人支持力N=570N,依照牛頓第三定律得知,人在滑到最低點時對繩索的壓力為570N,故C項正確,D項錯誤?！狙a償訓練】1.(2018遵義高一檢測)為保證行車安全,在高速

11、公路的不一樣樣路段都會豎有限速指示牌。若有一段直行連接彎道的路段,其彎道半徑R為60m,彎道路面的傾斜角度為6,最大靜摩擦力為壓力的0.4倍。假設直行路段的限速為120km/h,限速指示牌的可見視野為100m,駕駛員的操作反應時間為2s,為保持平穩(wěn)減速,限制最大減速加快度為2.5m/s2。已知tan6=0.1,g=10m/s2,試計算:(結果可用根號表示)(1)要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即沿公路內外兩側)等于零,則汽車轉彎時的車速為多大?(2)彎道處指示牌應注明的限速為多少?(3)最少應該在彎道前多少距離處設置限速指示牌。【剖析】(1)汽車恰好沒有沿公路內外兩側滑動的趨勢時,汽車重力與路

12、面支持力的合力恰好作為汽車轉彎所需向心力,則mgtan=m故v=m/s=2m/s(2)彎道最高車速時受力以以下列圖,則mg+Ffsin=FNcosFNsin+Ffcos=mFf=FN聯立解得v=m/s17.7m/s=63.72km/h即指示牌應注明的限速為63km/h。(3)直行路段的限速v2=120km/h=33.3m/sv1=17.7m/s由-=2as得求得:s=159m反應時間內車經過的距離l=v2t=33.32m=66.6m則x=159m+66.6m-100m=125.6m。應該在彎道前125.6m距離處設置限速指示牌。答案:(1)2m/s(2)63km/h(3)125.6m2.(20

13、18成都高一檢測)鐵路轉彎處的彎道半徑r是依照地形決定的,彎道處要求外軌比內軌高,其內外高度差h的設計不僅與r有關,還取決于火車在彎道上的行駛速率。下表中是鐵路設計人員技術手冊中彎道半徑r及與之相對應的軌道的高度差h。彎道半徑r/m660330220165132110內外軌高度差h/mm50100150200250300(1)依照表中數據,試導出h與r關系的表達式,并求出當r=440m時,h的設計值。(2)鐵路建成后,火車經過彎道時,為保證絕對安全,要求內外軌道均不向車輪施加側向壓力,又已知我國鐵路內外軌的間距設計值為L=1.500m,結合表中數據,算出我國火車的轉彎速率(路軌傾角很小時,正弦值按正切值辦理,結果可用根號表示,g=10m/s2)。(3)隨著人們生活節(jié)奏加快,對交通運輸的快捷提出了更高的要求,為了提高運輸能力,國家對鐵路不斷進行加快,這就要求轉彎速率也需要提高,請依照上述計算原理和上述表格剖析加快時應采用怎樣的有效措施。【剖析】(1)剖析表中數據可得hr=6605010-3m2=33m