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【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 2.3 圆周运动的案例分析课后知能检测 沪科版必修2
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理 2.3 圆周运动的案例分析课后知能检测 沪科版必修2
1.(多选)(2013·琼海高一检测)如图2-3-12所示,一汽车以一定的速度通过凸形桥的最高点,下列说法正确的是( )
图2-3-12
A.汽车对桥的压力大于汽车的重力
B.汽车对桥的压力小于汽车的重力
C.汽车的速度越大,对桥的压力越小
D.汽车的速度越大,对桥的压力越大
【解析】 此时小车在竖直方向上受重力和支持力作用,由牛顿第二定律可得mg-N=m,N=mg-m,由牛顿第三定律知支持力与压力等大,故压力小于重力,A错误,B正确;速度越大,压力越小,D错误,C正确.
【答案】 BC
2.(2013·赣州高一联考)质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道上的内轨运动,经过最高点而不脱离轨道的临界速度为v0,若小球以2v0的速度经过最高点,则此时它对轨道的压力为( )
A.mg B.2mg
C.3mg D.4mg
【解析】 设轨道半径为R,由题意可得mg=,当以2v0过最高点时有N+mg=两式联立可得N=3mg,由牛顿第三定律知它对轨道的压力N′=N=3mg,故C正确.
【答案】 C
3.(多选)中杂技演员在表演水流星节目时,盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动,当杯子经过最高点时,里面的水也不会流出来,这是因为( )
A.水处于失重状态,仍受重力的作用
B.水受的合力为零
C.水受的合力提供向心力,使水做圆周运动
D.杯子特殊,杯底对水有吸引力
【解析】 水处于失重状态,仍然受到重力作用,这时水受的合力提供向心力,使水做圆周运动.故A、C正确.
【答案】 AC
图2-3-13
4.一辆卡车在丘陵地带匀速行驶,地形如图2-3-13所示,由于轮胎太旧,爆胎可能性最大的地段应在( )
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
【解析】 在凹形路面处支持力大于重力,且N-mg=m,因v不变,R越小,N越大,故在d处爆胎的可能性最大.
【答案】 D
5.溜冰时,冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员体重的k倍,运动员在冰面上做半径为R的匀速圆周运动,其安全速度为( )
A.v=k B.v≤
C.v≤ D.v≤
【解析】 人沿圆弧溜冰时,受三个力作用,重力、支持力、静摩擦力,重力与支持力相平衡,静摩擦力提供人做匀速圆周运动的向心力,由F=m知,当R一定时,v越大,F越大,而静摩擦力提供向心力时,这个力不会无限增大,其最大值为最大静摩擦力,最大向心力对应的线速度就是安全速度临界值,因为kmg=,所以vm=,故v≤,选B.
【答案】 B
6.(多选)
图2-3-14
高速列车已经成为世界上重要的交通工具之一.北京至天津高速列车时速可达360 km/h.一辆高速列车以恒定的速率在半径为2 000 m的水平面上做匀速圆周运动,如图2-3-14所示.则( )
A.乘客做圆周运动的加速度为5 m/s2
B.乘客做圆周运动的加速度为0.5 m/s2
C.列车进入弯道时一般要加速
D.质量为60 kg的乘客所受的向心力为300 N
【解析】 乘客随列车以360 km/h的速率沿半径为2 000 m的圆周运动,向心加速度a== m/s2=5 m/s2,A对,B、C均错.乘客的加速度和列车的加速度相同,乘客的向心力F=ma=60×5 N=300 N.D正确.
【答案】 AD
7.(多选)如图2-3-15所示,小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动,下列说法正确的是( )
图2-3-15
A.小球通过最高点时的最小速度是
B.小球通过最高点时的最小速度为零
C.小球通过最低点时对管壁压力一定大于重力
D.小球在水平线ab以上的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力
【解析】 小球在光滑的圆形管道内运动到最高点时的最小速度为零,A错误、B正确;小球通过最低点时N-mg=m,得N=mg+m,故小球通过最低点时对管壁压力一定大于重力,C正确;小球在水平线ab以上的管道中运动时外侧管壁对小球不一定有作用力,D错误.
【答案】 BC
8.(2013·长春高一检测)在游乐场里玩“过天龙”游戏时,人和车的总质量为100 kg,它们到达竖直圆轨道的最高点时,速度为7.2 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的压力分别是( )
A.4 000 N和1 000 N B.5 000 N和1 000 N
C.5 000 N和440 N D.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=m,F2+mg=m,代入数据解得F1=5 000 N,F2=440 N.故C正确.
【答案】
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