教科版高中物理必修2圆周运动与人类文明(选学)名师精编作业.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 2．4　圆周运动与人类文明(选学) 作业 1．游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度大小达到20 m/s2，g取10 m/s2 A．1倍 B．2倍 C．3倍 D．4倍 解析　游客乘过山车在圆弧轨道最低点受力如图所示， 由牛顿第二定律得：N－mg＝ma向， 则N＝mg＋2mg＝3mg.答案　C 2．如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口飞出时，对轨道的压力恰好为零，则小球落地点C距A处多远？ 解析　小球在B点飞出时，对轨道压力为零mg＝meq \f(veq \o\al(2,B),R)，得vB＝eq \r(gR)，小球从B点飞出做平抛运动t＝ eq \r(\f(2h,g))＝ eq \r(\f(4R,g))，水平方向的位移x＝vBt＝eq \r(gR)·eq \r(\f(4R,g))＝2R.答案　2R 3．如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是 (　　)． A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力 B．小球在最高点时绳子的拉力有可能为零 C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为零 D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力 解析　设在最高点小球受的拉力大小为F1，最低点受到的拉力大小为F2，则在最高点F1＋mg＝meq \f(veq \o\al(2,1),L)，即向心力由拉力F1与mg的合力提供，A错．当v1＝eq \r(gL)时，F1＝0，B对．v1＝eq \r(gL)为球经最高点的最小速度，即小球在最高点的速率不可能为0，C错．在最低点，F2－mg＝meq \f(veq \o\al(2,2),L)，F2＝mg＋meq \f(veq \o\al(2,2),L)，所以经最低点时，小球受到绳子的拉力一定大于它的重力，D对．答案　BD 4．铁路转弯处的圆弧半径为R，内侧和外侧的高度差为h，L为两轨间的距离，且Lh.如果列车转弯速率大于 eq \r(\f(Rgh,L))，则 (　　)． A．外侧铁轨与轮缘间产生挤压 B．铁轨与轮缘间无挤压 C．内侧铁轨与轮缘间产生挤压 D．内外铁轨与轮缘间均有挤压 解析　当v＝ eq \r(\f(Rgh,L))时，铁轨与轮缘间无挤压；当veq \r(\f(Rgh,L))时，火车需要更大的向心力，所以挤压外轨．答案　A 5．小球以水平速度v进入一个水平放置的光滑的螺旋形轨道，若轨道半径逐渐减小，则 (　　)． A．球的向心加速度不断增大 B．球的角速度不断增大 C．球对轨道的压力不断增大 D．小球运动的周期不断增大 解析　an＝eq \f(v2,r)＝ω2r＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))eq \s\up12(2)r，所以当r减小时，v不变，an增大，ω增大，T减小．对轨道的压力F＝meq \f(v2,r)，所以F增大．答案　ABC 6．2008年4月28日凌晨，山东境内发生两列列车相撞事故，造成了大量人员伤亡和财产损失．引发事故的主要原因是其中一列列车转弯时超速行驶．如所示，是一种新型高速列车，当它转弯时，车厢会自动倾斜，提供转弯需要的向心力；假设这种新型列车以360 km/h的速度在水平面内转弯，弯道半径为1.5 km，则质量为75 kg A．500 N B．1 000 N C．500eq \r(2) N D．0 解析　360 km/h＝100 m/s，乘客在列车转弯过程中所受的合外力提供向心力F＝eq \f(mv2,r)＝75×eq \f(1002,1.5×103) N＝500 N.答案　A 7．如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，则下列关于小球运动的说法正确的是(　　)． A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 B．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动 C．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心 解析　若F突然消失，小球所受合外力突变为0，将沿切线方向匀速飞出，A正确．若F突然变小不足以提供所需向心力，小球将做逐渐远离圆心的离心运动．B、D错误．若F突然变大，超过了所需向心力，小球将做逐渐靠近圆心的运动，C错误．答案　A 8．如图所示，匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，则两个物体的运动情况是 (　　)． A．两物体