高中物理人教版第五章曲線運(yùn)動(dòng)（省一等獎(jiǎng)）

[課時(shí)提升作業(yè)](本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)一、單項(xiàng)選擇題1．在水平面上轉(zhuǎn)彎的摩托車，向心力是()A．重力和支持力的合力B．靜摩擦力C．滑動(dòng)摩擦力D．重力、支持力、牽引力的合力解析：摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，摩托車受重力、地面支持力和地面對(duì)它的摩擦力三個(gè)力的作用，重力和地面支持力沿豎直方向，二力平衡，由于輪胎不打滑，摩擦力為靜摩擦力，來(lái)充當(dāng)向心力。綜上所述，選項(xiàng)B正確。答案：B2．下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時(shí)產(chǎn)生離心現(xiàn)象B．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將做背離圓心的圓周運(yùn)動(dòng)C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將沿切線做直線運(yùn)動(dòng)D．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都突然消失時(shí)，它將做曲線運(yùn)動(dòng)解析：向心力是根據(jù)效果命名的，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所需要的向心力是它所受的某個(gè)力或幾個(gè)力的合力提供的。因此，它并不受向心力和離心力的作用。它之所以產(chǎn)生離心現(xiàn)象是由于F合<mω2r，因此A錯(cuò)。物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，若它所受到的力突然都消失，根據(jù)牛頓第一定律，它從這時(shí)起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確，B、D錯(cuò)誤。答案：C3.如圖所示，光滑的水平面上，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(shuō)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：若F突然消失，小球所受合外力突變?yōu)?，將沿切線方向勻速飛出，A正確。若F突然變小不足以提供所需向心力，小球?qū)⒆鲋饾u遠(yuǎn)離圓心的離心運(yùn)動(dòng)，B、D錯(cuò)誤。若F突然變大，超過(guò)了所需向心力，小球?qū)⒆鲋饾u靠近圓心的運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤。答案：A4.(2023·墾利高一檢測(cè))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：A5．(2023·岳陽(yáng)高一檢測(cè))在高速公路的拐彎處，路面建造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些，路面與水平面間的夾角為θ，設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時(shí)車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，θ應(yīng)滿足()A．sinθ＝eq\f(v2,Rg) B．tanθ＝eq\f(v2,Rg)C．sin2θ＝eq\f(2v2,Rg) D．tanθ＝eq\f(Rg,v2)解析：當(dāng)車輪與路面的橫向摩擦力等于零時(shí)，汽車受力如圖所示，則有：FNsinθ＝meq\f(v2,R)，F(xiàn)Ncosθ＝mg，解得：tanθ＝eq\f(v2,Rg)，故B正確。答案：B二、多項(xiàng)選擇題6．宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的有()A．在飛船內(nèi)可以用天平測(cè)量物體的質(zhì)量B．在飛船內(nèi)可以用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)的氣壓C．在飛船內(nèi)可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力D．在飛船內(nèi)將重物掛于彈簧測(cè)力計(jì)上，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0，但重物仍受地球的引力解析：飛船內(nèi)的物體處于完全失重狀態(tài)，此時(shí)放在天平上的物體對(duì)天平的壓力為0，因此不能用天平測(cè)量物體的質(zhì)量，A錯(cuò)誤；同理，水銀也不會(huì)產(chǎn)生壓力，故水銀氣壓計(jì)也不能使用，B錯(cuò)誤；彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力遵從胡克定律，拉力的大小與彈簧伸長(zhǎng)量成正比，C正確；飛船內(nèi)的重物處于完全失重狀態(tài)，并不是不受重力，而是重力全部用于提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，D正確。答案：CD7．在鐵路轉(zhuǎn)彎處，往往使外軌略高于內(nèi)軌，這是為了()A．減輕火車輪子對(duì)外軌的擠壓B．減輕火車輪子對(duì)內(nèi)軌的擠壓C．使火車車身傾斜，利用重力和支持力的合力提供轉(zhuǎn)彎所需向心力D．限制火車向外脫軌解析：鐵路轉(zhuǎn)彎處，若內(nèi)、外軌一樣高，重力和軌道的支持力沿豎直方向，不能提供水平拐彎所需的向心力，是靠擠壓外軌獲得外軌指向彎道內(nèi)側(cè)的側(cè)壓力提供向心力，所以可使外軌略高于內(nèi)軌，利用重力和支持力的合力提供向心力，減輕對(duì)外軌的擠壓，也一定程度上限制了火車向外脫軌，A、C、D對(duì)。答案：ACD8．(2023·南通高一檢測(cè))飛車走壁是觀眾喜愛的一項(xiàng)雜技表演。如圖是三位車手駕車沿圓臺(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁的不同高度處飛車走壁，假設(shè)三車都是在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()A．離地越高的車線速度越大B．離地越高的車角速度越大C．離地越高的車向心加速度越大D．離地越高的車周期越大答案：AD三、非選擇題9．火車以半徑r＝900m轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為8×105kg，軌道寬為l＝m，外軌比內(nèi)軌高h(yuǎn)＝14cm，為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，火車的速度應(yīng)為多大？(g取10m/s2)解析：若火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌不受擠壓，即由重力和支持力的合力提供向心力，火車轉(zhuǎn)彎平面是水平面，火車受力如圖所示，由牛頓第二定律得F＝mgtanα＝meq\f(v2,r)由于α很小，可以近似認(rèn)為tanα＝sinα＝eq\f(h,l)解以上兩式得v＝30m/s。答案：30m/s10.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。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，繩子拉力大小為多少？解析：滾輪碰到固定的擋板B突然停止的瞬間，質(zhì)量為m的物體將以滾輪的軸為圓心，以繩長(zhǎng)l為半徑做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)繩的拉力大小為F，則F－mg＝meq\f(v2,l)，故F＝mg＋meq\f(v2,l)。答案：mg＋meq\f(v2,l)11.公路在通過(guò)小型水庫(kù)泄洪閘的下游時(shí)常常要修建凹形橋，也叫“過(guò)水路面”?，F(xiàn)有一“過(guò)水路面”的圓弧半徑為50m，一輛質(zhì)量為800kg的小汽車駛過(guò)“過(guò)水路面”。當(dāng)小汽車通過(guò)“過(guò)水路面”的最低點(diǎn)時(shí)速度為5m/s。問(wèn)此時(shí)汽車對(duì)路面的壓力為多大？(g取10m/s2)解析：汽車在“過(guò)水路面”的最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得FN－mg＝meq\f(v2,r)，解得FN＝mg＋meq\f(v2,r)＝(800×10＋800×eq\f(25,50))N＝8400N，根據(jù)牛頓第三定律，汽車對(duì)路面的壓力大小F′N＝FN＝8400N。答案：8400N12．一輛質(zhì)量m＝2t的轎車，駛過(guò)半徑R＝90m的一段凸形橋面，g取10m/s2，求：(1)轎車以10m/s的速度通過(guò)橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面的壓力是多大？(2)在最高點(diǎn)對(duì)橋面的壓力等于轎車重力的一半時(shí)，車的速度大小是多少？解析：(1)轎車通過(guò)凸形橋面最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向受力分析如圖所示：由向心力公式和牛頓第二定律得mg－FN＝meq\f(v2,R)故橋面的支持力大小FN＝mg－meq\f(v2,R)＝(2000×10－2000×eq\f(102,90))N＝×104N根據(jù)牛頓第三定律，轎