2019-2020版高中物理人教版必修2习题:5.7生活中的圆周运动 含解析.docx
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1、7.生活中的圆周运动基础巩固1(多选)下述现象中属于离心现象的是()A.洗衣机脱水筒把湿衣服甩干B.刹车时,乘客前倾C.用手把体温计中的水银柱甩回玻璃泡内D.铅球运动员将铅球抛出解析:洗衣机把湿衣服甩干和用手把体温计中的水银柱甩回玻璃泡内都属于离心现象,选项A、C正确;刹车时,乘客前倾和铅球运动员将铅球抛出都是由于惯性,选项B、D错误。答案:AC2洗衣机是现代家庭常见的电器设备,它是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的,下列有关说法中错误的是()A.脱水过程中,衣物是紧贴筒壁的B.加快脱水筒转动的角速度,脱水效果会更好C.水能从桶中甩出是因为水滴需要的向心力太大的缘故D.靠近中心的衣物脱水效果
2、比四周的衣物脱水效果好解析:衣物在转动中的向心力是由筒壁对它的弹力提供的,所以脱水过程中,衣物是紧贴筒壁的,选项A说法正确;由F=m2r可知,角速度越大,需要的向心力也越大,脱水效果会更好;而靠近中心的衣物转动半径小,向心力也小,脱水效果就差,故选项B、C说法正确,D说法错误。答案:D3汽车以恒定的速率通过一圆弧形拱桥,当它位于拱桥顶部时,下列说法正确的是()A.汽车处于超重状态B.汽车对拱桥的压力等于其重力C.汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用D.汽车受到的重力和支持力的合力提供它所需的向心力,方向指向圆弧的圆心答案:A4在游乐场里玩“过天龙”游戏时,人和车的总质量为100 k
3、g,它们到达竖直圆轨道的最高点时,速度为6 m/s,过最低点时的速度为12 m/s。如果圆形轨道的半径是3.6 m,g取10 m/s2,小车在最低点和最高点受到轨道的压力分别是()A.4 000 N和1 000 NB.5 000 N和1 000 NC.5 000 N和2 000 ND.5 000 N和0解析:设在最低点和最高点时小车对人的作用力分别为F1、F2,则有F1-mg=mv12r,F2+mg=mv22r,代入数据解得F1=5 000 N,F2=0。答案:D5(多选)如图所示,用细绳拴着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,圆周半径为R。则下列说法正确的是()A.小球过最高点时,绳子拉
4、力可以为零B.小球过最高点时的最小速度为零C.小球刚好过最高点时的速度是RgD.小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反解析:如图所示,小球在最高点时,受重力mg、绳子竖直向下的拉力F(注意:绳子不能产生竖直向上的支持力),向心力为F向=mg+F根据牛顿第二定律得mg+F=mv2R可见,v越大,F越大;v越小,F越小。当F=0时,mg=mv2R,得v临界=Rg。因此,正确选项为A、C。答案:AC6(多选)铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知轨道面与水平面间夹角为,弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车以速度v通过该弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,下面分析正确的是()
5、A.轨道半径R=v2gB.v=gRtanC.若火车速度小于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向内D.若火车速度大于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向外解析:火车转弯时受力如图所示,火车转弯的向心力由重力和支持力的合力提供,则mgtan =mv2R,故转弯半径R=v2gtan;转弯时的速度v=gRtan;若火车速度小于v时,需要的向心力减小,此时内轨对车轮产生一个向外的作用力,即车轮挤压内轨;若火车速度大于v时,需要的向心力变大,外轨对车轮产生一个向里的作用力,即车轮挤压外轨。答案:BD7如图所示,表演“水流星”节目,拴杯子的绳子长为l,绳子能够承受的最大拉力是杯子和杯
6、内水重力的8倍。若使绳子不断,节目获得成功,则:(1)杯子通过最高点时速度的最小值为多少?(2)杯子通过最低点时速度的最大值为多少?解析:(1)杯子恰好能通过最高点时的速度是通过最高点时速度的最小值,此时只有重力提供向心力,即mg=mvmin2l,解得vmin=gl。(2)在最低点时,设速度最大为vmax,则F-mg=mvmax2l,解得vmax=7gl。答案:(1)gl(2)7gl8有一辆质量为1.2 t的小汽车驶上半径为50 m的圆弧形拱桥。问:(1)汽车到达桥顶的速度为10 m/s时对桥的压力是多大?(2)汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空?(3)设想拱桥的半径增大到与
7、地球半径一样,那么汽车要在这样的桥面上腾空,速度要多大?(重力加速度g取10 m/s2,地球半径R取6.4103 km)解析:(1)m=1.2 t=1.2103 kgr=50 m,v=10 m/s在桥的最高点有mg-F=mv2r得F=mg-v2r=9.6103 N。(2)汽车在桥顶自身重力提供向心力时对桥面没有压力,有mg=mv12r得v1=rg=105 m/s。(3)汽车的自身重力提供向心力,有mg=mv22R得v2=Rg=8.0103 m/s。答案:(1)9.6103 N(2)105 m/s(3)8.0103 m/s9如图所示,半径为R、内径很小的光滑半圆周管竖直放置,两个质量均为m的小球
8、,以不同的速度进入管内,A通过最高点C时对管壁上部的压力为3mg,B通过最高点C时对管壁下部的压力为0.75mg,求:(1)A、B两球从C点抛出时速度的大小。(2)A、B两球落地点之间的距离。解析:(1)A球经过最高点C时:3mg+mg=mvA2R,解得vA=2gRB球经过最高点C时:mg-0.75mg=mvB2R,解得vB=12gR。(2)两球离开C点后都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,有2R=12gt2得t=2RgA球在水平方向上的位移为xA=vAt=4RB球在水平方向上的位移为xB=vBt=R所以A、B两球落地点间的距离为x=xA-xB=3R。答案:(1)2gR12gR(2)3R能力
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