教科版高中物理必修2圆周运动的实例分析名师精编作业1.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 2.3 圆周运动的实例分析 作业 1．一辆载重车在丘陵地行驶，地形如图所示，轮胎已经很旧，为防爆胎应使车经何处时速率最小(　　) A．M点　 B．N点 C．P点 D．Q点 【解析】　对于M或P点说，N＝mg－meq \f(v2,r)≤mg，而对于N、Q说N＝mg＋eq \f(mv2,r)≥mg.因此N、Q比M、P更容易爆胎．对于N、Q说v相同时，Q点半径小，向心力大，支持力或压力较大，因此为防爆胎，应使车经过Q点时的速率最小．【答案】　D 2．一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s，车对桥顶的压力为车重的eq \f(3,4)，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为(　　) A．15 m/s B．20 m/s C．25 m/s D．30 m 【解析】　当N＝eq \f(3,4)G时，因为G－N＝meq \f(v2,r)，所以eq \f(1,4)G＝meq \f(v2,r)；当N＝0时，G＝meq \f(v′2,r)，所以v′＝2v＝20 m/s.【答案】　B 3．如图所示，汽车车厢顶部悬挂一轻质弹簧，弹簧下端拴一质量为m的小球．当汽车以某一速度通过一个桥面为弧形的凸形桥的最高点时弹簧长度为L1，当汽车通过另一个桥面为弧形的凹形桥的最低点时弹簧的长度为L2，则下列说法正确的是(　　) A．L1＝L2　　　　　　　　 B．L1L2 C．L1L2 D．以上均有可能 【解析】　当汽车在水平路面上匀速行驶时，弹簧长度为l0.当汽车过凸形桥的最高点时，有：mg－F1＝meq \f(v2,R)得：F1mg，故L1L0，当汽车过凹形桥的最低点时，有：F2－mg＝meq \f(v2,R)得：F2mg，故L2L0.所以有：L1L2，选项C正确． 4．如图所示，质量为m的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，ab是过轨道圆心的水平线，下列说法中正确的是(　　) A．小球在ab线上方管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力 B．小球在ab线上方管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 C．小球在ab线下方管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力 D．小球在ab线下方管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 【解析】　小球运动到最高点的速度v＝eq \r(gR)时，对内外侧管壁都没有作用力，而当小球在ab线下方管道中运动时，一定受到外侧管壁对小球的作用力提供向心力，故A、B、C均错，D对． 5．质量为m的物体随水平传送带一起匀速运动，A为传送带的终端皮带轮，如图所示，皮带轮半径为r，要使物体通过终端时能水平抛出，皮带轮的转速至少为(　　) A.eq \f(1,2π)eq \r(\f(g,r)) B.eq \r(\f(g,r)) C.eq \r(gr) D.eq \f(\r(gr),2π) 【解析】　终端水平抛出，有mg＝mv2/r，v＝eq \r(gr)，n＝v/2πr＝eq \f(1,2π)eq \r(\f(g,r)). 【答案】　A 6．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．两物体均沿切线方向滑动 B．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越越远 C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动 D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越越远 【解析】　在烧断细线前，A、B两物体做圆周运动的向心力均是静摩擦力及绳子拉力的合力提供的，且静摩擦力均达到了最大静摩擦力．因为这两个物体在同一个圆盘上随盘转动，故角速度ω相同．设此时细线对物体的拉力大小为T，则有对A物体：T＋fm＝mω2RA.对B物体：fm－T＝mω2RB. 当线烧断时，T＝0，A物体所受的最大静摩擦力小于它所需要的向心力，故A物体做离心运动．B物体所受的静摩擦力变小，直到与它所需要的向心力相等为止．故B物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，选项D正确． 7．在光滑平面中，有一转动轴垂直于此平面，交点O的上方h处固定一细绳的一端，绳的另一端固定一质量为m的小球B，绳长AB＝l＞h，小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示，要使小球不离开水平面，转动轴的转速的最大值是(　　) A.eq \f(1,2π)eq \r(\f(g,h)) B．πeq \r(gh) C.eq \f(1,2π)eq \r(\f(g,l)) D．2πeq \r(\f(l,g)) 【解析】　如图所示，以小球为研究对象，小球受三个力的作用，重力mg、水平面支持力N、绳子拉力F.在竖直方向合