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

《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》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《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（5頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

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(　　) A．a(chǎn)處 B．b處 C．c處 D．d處 【解析】　過最低點(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FN1－mg＝m，故FN1＝mg＋m；當(dāng)過凸形路的最高點(diǎn)時(shí)設(shè)所受支持力為FN2，則有mg－FN2＝m，故FN2＝mg－m，故FN1>FN2，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】　D 2. 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)的說法正確的是(　　) A．F突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng) B．F突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng) C．F突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動(dòng) D．F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】　A 3. 某公園的過山車駛過軌道的最高點(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)過軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座椅的壓力等于自身的重力，則過山車在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為(　　) A．0 B. C. D. 【解析】　由題意知F＋mg＝2mg＝m，故速度大小v＝，C正確． 【答案】　C 4．?dāng)[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，在拐彎過程中所需向心力為(　　) A．500 N B．1 000 N C．500 N D．0 【解析】　360 km/h＝100 m/s，乘客在列車轉(zhuǎn)彎過程中所受的合外力提供向心力F＝m＝50 N＝500 N. 【答案】　A 5．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)，下列說法正確的是(　　) A．小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是 B．小球通過最高點(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】　BD 6. 如右圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，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，它們與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(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)，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn) C．兩物體仍隨圓盤一起做圓周運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生滑動(dòng) D．物體A仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體B發(fā)生滑動(dòng)，離圓盤圓心越來越遠(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仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體B發(fā)生滑動(dòng)，且離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)．D正確． 【答案】　D 7．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F－mg＝，解得F＝＋mg. 【答案】?。玬g 8．在雜技節(jié)目“水流星”的表演中，碗的質(zhì)量m1＝0.1 kg，內(nèi)部盛水質(zhì)量m2＝0.4 kg，拉碗的繩子長(zhǎng)l＝0.5 m，使碗在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如果碗通過最高點(diǎn)的速度v1＝9 m/s，通過最低點(diǎn)的速度v2＝10 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．(g＝10 m/s2) 【解析】　(1)對(duì)水和碗：m＝m1＋m2＝0.5 kg，F(xiàn)T1＋mg＝，F(xiàn)T1＝－mg＝ N＝76 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)1＋m2g＝，F(xiàn)1＝60.8 N，水對(duì)碗的壓力F1′＝F1＝60.8 N，方向豎直向上． (2)對(duì)水和碗：m＝m1＋m2＝0.5 kg，F(xiàn)T2－mg＝，F(xiàn)T2＝＋mg＝105 N，以水為研究對(duì)象，F(xiàn)2－m2g＝，F(xiàn)2＝84 N，水對(duì)碗的壓力F2′＝F1＝84 N，方向豎直向下． 【答案】　(1)76 N　60.8 N　(2)105 N　84 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．立即離開球面做平拋運(yùn)動(dòng) D．先沿球面滑至某點(diǎn)N再離開球面做斜下拋運(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F＝m＝mg，即重力mg剛好提供向心力，物體與球之間無相互作用力．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)而離開球面，所以物體不可能沿球面下滑，而是立即離開球面做平拋運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確． 【答案】　C 2．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)由靜止開始自由下滑，通過軌道最低點(diǎn)時(shí)(　　) A．小球?qū)绍壍赖膲毫ο嗤? B．小球?qū)绍壍赖膲毫Σ煌? C．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FN－mg＝，從而FNA＝FNB＝3mg，故A正確，B錯(cuò)誤；向心加速度a＝，可知C錯(cuò)誤． 【答案】　A 3．試管中裝了血液，封住管口后，將此管固定在轉(zhuǎn)盤上，如圖所示，當(dāng)轉(zhuǎn)盤以一定角速度轉(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】　A 4．(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)針方向纏繞在兩釘子上，現(xiàn)使小球以初速度v0在水平面上沿俯視逆時(shí)針方向做圓周運(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)針方向做圓周運(yùn)動(dòng)，小球的線速度不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于v＝ωr，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a＝vω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】　CD 5．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通過最高點(diǎn)C時(shí)，對(duì)管壁上部的壓力為3mg，B通過最高點(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】　兩個(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3mg＋mg＝m， 解得A球通過最高點(diǎn)C時(shí)的速度vA＝， 對(duì)B球應(yīng)用牛頓第二定律得mg－0.75 mg＝m， 解得B球通過最高點(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 sA＝vAt＝vA＝4R， sB＝vBt＝vB＝R， A、B兩球落地點(diǎn)間的距離sA－sB＝3R. 【答案】　3R 6．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/m 660 330 220 165 132 110 內(nèi)外軌高度h/mm 50 100 150 200 250 300 (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)r＝440 m時(shí)，h的設(shè)計(jì)值； (2)鐵路建成后，火車通過彎道時(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r＝440 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sinα≈tanα) (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螅疄榱颂岣哌\(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)C＝6605010－3 m＝33 m2，因此hr＝33 m2，當(dāng)r＝440 m時(shí)，有h＝ m＝0.075 m＝75 mm. (2)轉(zhuǎn)彎中，當(dāng)內(nèi)、外軌對(duì)車輪沒有側(cè)向壓力時(shí)，mgtanθ＝m，因?yàn)棣群苄?，有：tanθ≈sinθ＝，得v＝ ，代入數(shù)據(jù)得：v≈15 m/s＝54 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)hr＝33 m2　75 mm　(2)54 km/h　(3)見解析