高中物理人教版第五章曲線運(yùn)動(dòng)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)（全國(guó)一等獎(jiǎng)）

生活中的圓周運(yùn)動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題。1.火車在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，需要靠鐵軌的支持離提供向心力。以下關(guān)于火車轉(zhuǎn)彎的說(shuō)法中正確的是（）A在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌B在轉(zhuǎn)彎處使內(nèi)軌略高于外軌C在轉(zhuǎn)彎處使內(nèi)軌、外軌在同一水平高度D在轉(zhuǎn)彎處火車受到的支持力豎直向上2.圓形軌道豎直放置，質(zhì)量為m的小球經(jīng)過(guò)軌道內(nèi)側(cè)最高點(diǎn)而不脫離軌道的最小速率為u，現(xiàn)在使小球以2u的速率通過(guò)軌道最高點(diǎn)內(nèi)側(cè)，那么它對(duì)軌道壓力大小為（）A0BmgC3mgD5mg3.如右圖所示，碗質(zhì)量為M，靜止在地面上，質(zhì)量為m的滑塊滑到圓弧形碗的底端時(shí)速率為u，已知碗的半徑為R，當(dāng)滑塊滑過(guò)碗底時(shí)，地面受到碗的壓力為（）A(M+m)gB(M+m)g+CMg+DMg+mg-m4.在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低．如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些．汽車的運(yùn)動(dòng)可看作是做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L(zhǎng).已知重力加速度為g.要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進(jìn)方向)等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速應(yīng)等于()A.eq\r(\f(gRh,L))B.eq\r(\f(gRh,d))C.eq\r(\f(gRL,h))D.eq\r(\f(gRd,h))二、雙項(xiàng)選擇題。5．中央電視臺(tái)《今日說(shuō)法》欄目最近報(bào)道了一起發(fā)生在湖南長(zhǎng)沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故．家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個(gè)月內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車側(cè)翻在自家門口的場(chǎng)面，第八次有輛卡車沖進(jìn)李先生家，造成三死一傷和房屋嚴(yán)重?fù)p毀的血腥慘案．經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫(huà)出的現(xiàn)場(chǎng)示意圖如圖所示．交警根據(jù)圖示作出以下判斷，你認(rèn)為正確的是()A．由圖可知汽車在拐彎時(shí)發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐囎鲭x心運(yùn)動(dòng)B．由圖可知汽車在拐彎時(shí)發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐囎鱿蛐倪\(yùn)動(dòng)C．公路在設(shè)計(jì)上可能外(西)高內(nèi)(東)低D．公路在設(shè)計(jì)上可能內(nèi)(東)高外(西)低6．洗衣機(jī)的甩干筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一衣物附在筒壁上，則此時(shí)（）A衣物受到重力、筒壁的彈力和摩擦力B衣物隨筒壁做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是摩擦力C筒壁的彈力隨筒的轉(zhuǎn)速增大而增大D筒壁對(duì)衣物的摩擦力隨轉(zhuǎn)速的增大而增大7．如圖6．8—7所示，汽車以一定的速度經(jīng)過(guò)一個(gè)圓弧形橋面的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車的受力及汽車對(duì)橋面的壓力情況，以下說(shuō)法正確的是………()A.在豎直方向汽車受到三個(gè)力：重力、橋面的支持力和向心力B.在豎直方向汽車只受兩個(gè)力：重力和橋面的支持力C.汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力D．汽車對(duì)橋面的壓力大于汽車的重力

8．雨傘邊緣半徑為r，且高出水平地面為h，如圖所示，若雨傘以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，則關(guān)于雨滴運(yùn)動(dòng)說(shuō)法正確的是：（）A．雨滴飛出后圓周運(yùn)動(dòng)B．雨滴自雨傘邊緣切線水平飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，C．雨滴自雨傘邊緣飛出后在地面上形成一個(gè)橢圓D．雨滴自雨傘邊緣飛出后在地面上形成一個(gè)大圓圈9．在水平圓盤(pán)上分別放甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量分別為3m、2m、m的物體，其軌道半徑分別為r、2r、3r如圖所示，三個(gè)物體的最大靜擦力皆為所受重力的k倍，當(dāng)圓盤(pán)角速度由小緩慢增加，下列說(shuō)法正確的是：（）A、甲物體相對(duì)圓盤(pán)首先滑動(dòng)B、丙物體相對(duì)圓盤(pán)首先滑動(dòng)C、乙物體受到的靜摩擦力最大D、三個(gè)物體受到的靜摩擦力一樣大三。非選擇題。10．一輛汽車以54km/h的速率通過(guò)一座拱橋的橋頂，汽車對(duì)橋面的壓力等于車重的一半，這座拱橋的半徑是m。若要使汽車過(guò)橋頂時(shí)對(duì)橋面無(wú)壓力，則汽車過(guò)橋頂時(shí)的速度大小至少是m/s。

11．如圖所示，有一繩長(zhǎng)為l，上端固定在滾輪A的軸上，下端掛一質(zhì)量為m的物體?，F(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突然停止瞬間，繩子拉力大小為多少？

12．如圖所示，在質(zhì)量為M的電動(dòng)機(jī)上，裝有質(zhì)量為m的偏心輪，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，當(dāng)飛輪重心在轉(zhuǎn)軸正上方時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)地面的壓力剛好為零，則飛輪重心離轉(zhuǎn)軸的距離多大?在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)對(duì)地面的最大壓力多大?

8．生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

1．A2．C3．B4．B5．AD6．AC7．BC8．BD9．BC解析：物體隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)，靜摩擦力提供向心力。當(dāng)角速度ω增大時(shí)，需提供的向心力增加，靜摩擦力增加；在靜摩擦力達(dá)到及超過(guò)最大值時(shí)，將無(wú)法滿足圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，于是物體相對(duì)盤(pán)滑動(dòng)，產(chǎn)生離心現(xiàn)象。首先注意到三個(gè)物體角速度相同，在未滑動(dòng)前比較三者靜摩擦力的大小關(guān)系。根據(jù)牛頓定律：F向=f甲=ma甲=mω2rF向=f乙=2ma乙=2mω2×2r=4mω2rF向=f丙=3ma丙=3m·ω2×3r=9mω2r即：f甲：f乙：f丙=3：4：3……①所以乙物體受到的靜摩擦力最大，故C選項(xiàng)是正確的。，再比較三個(gè)物體的最大靜摩擦力的關(guān)系：f甲0=kmgf乙0=k×2mgf丙0=k·3mg則：f甲0：f乙0：f丙0=1：2：3……②比較①、②兩式可知丙先達(dá)到最大靜摩擦力，首先滑動(dòng)，故B選項(xiàng)是正確的。

10．__45、11．解析：當(dāng)滾軸碰到固定擋板突然停止，物體m的速度仍為v，繩子對(duì)物體拉力產(chǎn)生突變，與重力的合力提供向心力。F向=T-mg=mT=m+mg即繩子拉力瞬間變?yōu)椋╩+mg）12．解析：設(shè)偏心輪的重心距轉(zhuǎn)軸r，偏心輪等效為用一長(zhǎng)為r的細(xì)桿固定質(zhì)量為m（輪的質(zhì)量）的質(zhì)點(diǎn)，繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)（如圖）。輪的重心在正上方時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)地面的壓力剛好為零，則此時(shí)偏心輪對(duì)電動(dòng)機(jī)向上的作用力大小等于電動(dòng)機(jī)的重力。即F=Mg ①根據(jù)牛頓第三定律，此時(shí)軸對(duì)偏心輪的作用力向下，大小為F=Mg，其向心力為F＋mg=mω2r ②由①②得偏心輪重心到轉(zhuǎn)軸的距離為