贏在物理(人教一輪)詳細答案43

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三節(jié)圓周運動隨堂演練提升1。如圖所示為一種”滾輪--平盤無極變速器”的示意圖，它由固定于主動軸上的平盤和可隨從動軸移動的圓柱形滾輪組成.由于摩擦的作用，當(dāng)平盤轉(zhuǎn)動時，滾輪就會跟隨轉(zhuǎn)動，如果認為滾輪不會打滑，那么主動軸轉(zhuǎn)速、從動軸轉(zhuǎn)速、滾輪半徑r以及滾輪距離主動軸中心的距離x之間的關(guān)系是()A. B.C。 D.【解析】由于主動輪和從動輪接觸處線速度大小相等，所以2即，所以選項A正確.【答案】A2。小球m用長為L的懸線固定在O點，在O點正下方有一光滑圓釘C（如圖所示).今把小球拉到懸線呈水平后無初速地釋放,當(dāng)懸線呈豎直狀態(tài)且與釘相碰時()A。小球的角速度突然增大B。小球的向心加速度突然增大C.釘子的位置越靠近小球,線就越容易斷D.釘子的位置越遠離小球，線就越容易斷【解析】當(dāng)繩豎直碰到釘子的瞬間,小球的速度不變,但轉(zhuǎn)動半徑減小，由知增大，選項A正確;由知,向心加速度變大，選項B正確；根據(jù)/r知,r越小,則懸線的拉力越大,懸線越容易斷,選項C對D錯.【答案】ABC3。(2011寧夏銀川二中月考,7)鐵路轉(zhuǎn)彎處常豎立一速度標(biāo)示牌,即火車以此速度大小行駛時，車輪邊緣和內(nèi)、外側(cè)鐵軌均無擠壓作用.如果火車轉(zhuǎn)彎時的速度小于標(biāo)示速度，那么（)A.外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓作用B.內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓作用C。內(nèi)、外側(cè)鐵軌與輪緣均有擠壓作用D.內(nèi)、外側(cè)鐵軌與輪緣均無擠壓作用【解析】當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時若對輪緣無擠壓,則火車只受重力和鐵軌的支持力如圖，由牛頓第二定律得:mgtan，此時有v=當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎速度小于時，所需的向心力減小，所以導(dǎo)致內(nèi)軌對火車內(nèi)側(cè)車輪輪緣有水平向左的壓力，B選項正確.【答案】B4.當(dāng)汽車通過拱橋頂點的速度為5m/s時,車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?/4,如果要使汽車在粗糙的橋面行駛至橋頂時,不受摩擦力作用，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為多少？【解析】設(shè)拱橋的半徑為r,速度為5m/s時,根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式,對車有/r,N=3mg/4.車不受摩擦力,即車對橋的壓力為零,有/r。解以上各式得m/s.【答案】10m/s5.(☆選做題)（2011浙江臺州一模,7）在穩(wěn)定軌道上的空間站中,物體處于完全失重狀態(tài).有如圖所示的裝置,半徑分別為r和R(R>r)的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通,宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的CD段,又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道,那么下列說法正確的是…()A.小球在CD間由于摩擦力而做減速運動B.小球經(jīng)過甲軌道最高點時比經(jīng)過乙軌道最高點時速度大C。如果減小小球的初速度,小球有可能不能到達乙軌道的最高點D。小球經(jīng)過甲軌道最高點時對軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點時對軌道的壓力【解析】物體處于完全失重狀態(tài)，等效于重力為零，則其對CD沒有壓力，其不受摩擦力,選項A錯誤；小球經(jīng)過圓軌道時,由于重力勢能始終為零,則小球的速度大小不變,根據(jù)彈力/r可知,半徑小，則N大,選項B錯D對;小球的初速度只要不等于零,就能通過最高點,選項C錯誤.【答案】D課后作業(yè)夯基1。如圖所示為某一皮帶傳動裝置。主動輪的半徑為從動輪的半徑為。已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為n,轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑。下列說法正確的是（)A.從動輪做順時針轉(zhuǎn)動 B。從動輪做逆時針轉(zhuǎn)動C.從動輪的轉(zhuǎn)速為 D.從動輪的轉(zhuǎn)速為【解析】因為主動輪順時針轉(zhuǎn)動,從動輪通過皮帶的摩擦力帶動轉(zhuǎn)動,所以從動輪逆時針轉(zhuǎn)動,選項A錯誤，B正確；由于通過皮帶傳動,皮帶與輪邊緣接觸處的速度相等,所以由22得從動輪的轉(zhuǎn)速為選項C正確,D錯誤。【答案】BC2。（2011山東濟南月考,4)上海磁懸浮線路需要轉(zhuǎn)彎的地方有三處，其中設(shè)計的最大轉(zhuǎn)彎處半徑達到8000m,用肉眼看幾乎是一條直線,而轉(zhuǎn)彎處最小半徑也達到1300m.一個質(zhì)量50kg的乘客坐在以360km/h不變速率駛過半徑2500m彎道的車廂內(nèi),下列說法正確的是（）A.乘客受到來自車廂的力大小約為200NB.乘客受到來自車廂的力大小約為539NC。彎道半徑設(shè)計特別長可以使乘客在轉(zhuǎn)彎時舒適一些D.彎道半徑設(shè)計特別長可以減小轉(zhuǎn)彎時列車的傾斜程度【解析】乘客做勻速圓周運動的向心力由車廂彈力提供，即N=200N，選項A正確;半徑越大,則彈力F越小，乘客舒適一些，選項C正確;列車傾斜時,其重力和懸浮力的合力提供列車的向心力,若列車的傾角為則有tan半徑越大，傾角越小，選項D正確?！敬鸢浮緼CD3。如圖所示，一個小球沿豎直放置的光滑圓環(huán)形軌道做圓周運動,圓環(huán)的半徑為R，關(guān)于小球的運動情況,下列說法中正確的是……（)A。小球的線速度方向時刻在變化,但總在圓周切線方向上B。小球的加速度方向時刻在變化,但總是指向圓心的C.小球的線速度的大小總大于或等于D。小球?qū)壍雷畹忘c的壓力大小一定大于重力【解析】小球做變速圓周運動,選項A正確；小球既有切向加速度，又有法向加速度，加速度方向時刻在變化,但只有在最高點及最低點指向圓心,其他位置不指向圓心,選項B錯誤；小球能完成整個圓周運動,其在軌道最高點的速度在軌道其他位置的速度都大于這個數(shù)值，選項C正確;在軌道最低點，小球受支持力N和重力mg有壓力N′=N>mg,選項D正確.【答案】ACD4。在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時,司機左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些,路面與水平面間的夾角為。設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進方向)摩擦力等于零應(yīng)等于()A。arcsin B.arctanC.arcsin D。arccot【解析】如圖所示,要使摩擦力為零,必使車受的重力與支持力的合力提供向心力,則:tan所以arctan。【答案】B5.如圖所示，一輕桿一端固定在O點，另一端固定一小球,在豎直平面內(nèi)做圓周運動，通過最高點時,由于球?qū)U有作用，使桿發(fā)生了微小形變,關(guān)于桿的形變量與球在最高點時的速度大小關(guān)系,正確的是（)A。形變量越大,速度一定越大B.形變量越大，速度一定越小C.形變量為零,速度一定不為零D。速度為零,可能無形變【解析】桿的形變量可能是伸長量，也可能是壓縮量。如果伸長量越大,即桿對球向下的拉力越大,則小球的速度越大;如果壓縮量越大,即桿對球向上的支持力越大，則小球的速度越小，選項A、B錯誤；如果桿的形變量為零,即桿對球沒有力作用,則小球的重力提供向心力,速度不為零,選項D錯誤.【答案】C6。如圖所示，從光滑的1/4圓弧槽的最高點滑下的小滑塊，滑出槽口時速度方向為水平方向,槽口與一個半球頂點相切，半球底面為水平，若要使小物塊滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圓弧軌道的半徑為半球的半徑為則和應(yīng)滿足的關(guān)系是()A。 B.C. D.【解析】小物塊滑到槽口時，若對球面沒有壓力即重力不大于向心力時,則其滑出槽口后不沿半球面下滑。根據(jù)機械能守恒可得小物塊滑到槽口時的速度為v,有/2。在槽口有/解得。【答案】D7.（2011江西吉安一中第三次檢測,9)早在19世紀,匈牙利物理學(xué)家厄缶就明確指出:”沿水平地面向東運動的物體，其質(zhì)量（即:列車的視重或列車對水平軌道的壓力）一定要減輕?！焙髞?人們常把這類物理現(xiàn)象稱之為”厄缶效應(yīng)".如圖所示,我們設(shè)想，在地球赤道附近的地平線上,有一列質(zhì)量是M的列車，正在以速率v沿水平軌道勻速向東行駛.已知:(1)地球的半徑R；(2)地球的自轉(zhuǎn)周期T.今天我們像厄缶一樣,如果僅僅考慮地球的自轉(zhuǎn)影響(火車隨地球做線速度為的圓周運動)時,火車對軌道的壓力為N;在此基礎(chǔ)上，又考慮到這列火車相對地面又附加了一個線速度v，做更快的勻速圓周運動,并設(shè)此時火車對軌道的壓力為N′.那么，單純地由于該火車向東行駛而引起火車對軌道的壓力減輕的數(shù)量（N—N′）為（)A. B。C. D?！窘馕觥績H僅考慮地球的自轉(zhuǎn)影響時；火車相對地面又附加了一個線速度v時，Mg—N′其中解得N—N′?！敬鸢浮緽8。（2011浙江第一次五校聯(lián)考，8)如圖所示,一根細線下端拴一個金屬小球P，細線的上端固定在金屬塊Q上,Q放在帶小孔的水平桌面上。小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動(圓錐擺）.現(xiàn)使小球改到一個更高一些的水平面上做勻速圓周運動（圖上未畫出），兩次金屬塊Q都保持在桌面上靜止。則后一種情況與原來相比較,下面的判斷中正確的是…()A。Q受到桌面的支持力變大B。Q受到桌面的靜摩擦力變大C.小球P運動的角速度變大D。小球P運動的周期變大【解析】小球受力分析如圖，豎直方向有,Tcosmg,水平方向有Tsinsintan。當(dāng)小球改到一個更高一些的水平面上做勻速圓周運動時，即變大,則角速度變大，選項C對D錯；豎直方向上仍有T′cos而Q受到桌面的支持力′cos選項A錯誤;Q受到桌面的靜摩擦力f=T′sinsin隨變大而增大,選項B正確?！敬鸢浮緽C二、論述計算題（本題共2小題,共36分)9.（18分）有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為50m的拱橋，重力加速度g取10m/。（1)汽車到達拱橋頂時的速度為5m/s，汽車對橋的壓力是多大？（2）汽車以多大的速度經(jīng)過橋頂時便恰好對橋沒有壓力而騰空?(3)汽車對地面的壓力過小是不安全的.因此從這個角度講,汽車過橋時的速度不能過大.對于同樣的車速，拱橋圓弧的半徑大些比較安全,還是小些安全?(4）如果拱橋的半徑增大到與地球的半徑R一樣，汽車要在地面上騰空，速度要多大？【解析】（1)汽車受拱橋的支持力和重力，其合力提供向心力.有（3分）得=8400N。（3分)（2)根據(jù)（1)可知，當(dāng)汽車對橋沒有壓力時，有mg=，得。4m/s.(4分）(3）根據(jù)(1）可知,對于同樣的車速，拱橋圓弧的半徑大些比較安全.（4分）（4）根據(jù)(2）可知000m/s。(4分）【答案】(1）8400N（2)22。4m/s(3)大(4）8000m/s10.(18分)如圖所示,長為L的細繩上端系一質(zhì)量不計的環(huán),環(huán)套在光滑水平桿上,在細線的下端吊一個質(zhì)量為m的鐵球（可視作質(zhì)點）,球離地的高度h=L，當(dāng)繩受到大小為3mg的拉力時就會斷裂.現(xiàn)讓環(huán)與球一起以v=的速度向右運動,在A處環(huán)被擋住而立即停止,A離右墻的水平距離也為L.不計空氣阻力,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。試求:(1)在環(huán)被擋住而立即停止時繩對小球的拉力大??；（2）在以后的運動過程中，球的第一次碰撞點離墻角B點的距離是多少?【解析】(1）在環(huán)被擋住而立即停止后小球立即以速率v繞A點做圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動的向心力公式有（6分）解得繩對小球的拉力大小為F=3mg。(2分）(2)根據(jù)上面的計算可知,在環(huán)被A擋住的瞬間繩恰好斷裂,此后小球做平拋運動.假設(shè)小球直接落到地面上,則(2分)球的水平位移x=vt=2L>L（2分)所以小球先與右邊的墻壁碰撞后再落到地面上.設(shè)球平拋運動到右墻的時間為t′,則t′(2分)小球下落的高度h′′(2分)所以球的第一次碰撞點距B的距離為。（2分）【答案】（1）3mg三、選做題(10分）11.（2011

~2012學(xué)年黑龍江高三第一次模擬,13)在一根細線上套有