教科版高中物理必修第二册课后习题 第二章 匀速圆周运动 3 圆周运动的实例分析 4 圆周运动与人类文明(选学).docVIP

第PAGE6页共NUMPAGES8页

3圆周运动的实例分析4圆周运动与人类文明(选学)

A级必备知识基础练

1.(多选)(黑龙江哈尔滨高一期末)生活中的很多现象都可以从物理的角度进行解释。甲图为正在脱水的衣物,乙图为正在转弯的火车,丙图为正在荡秋千的儿童,丁图为摩托车骑手在球形铁笼竖直平面内沿内壁进行“飞车走壁”的表演。下列对四幅图有关现象的说法正确的是(AD)

A.甲图衣物中的水分因做离心运动而被甩出

B.乙图中只要外轨高于内轨,火车的轮缘就不会对外轨产生侧向挤压

C.丙图中秋千从高处摆至最低点时,儿童处于失重状态

D.丁图中在竖直面内做圆周运动的摩托车,在最高点时的速度一定不为零

解析甲图中脱水筒工作时衣物上的水做离心运动,水离开衣服,故A正确;图乙中当火车的速度满足一定值时,设为v0,此时火车靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力,内外轨均无压力,当火车的速度vv0时,重力和支持力的合力不足以提供向心力,此时外轨对火车的轮缘有侧压力,则火车的轮缘对外轨有挤压作用,故B错误;丙图中秋千从高处摆至最低点时,儿童具有向上的加速度,儿童处于超重状态,故C错误;丁图中在竖直面内做圆周运动的摩托车,在最高点时,当铁笼对摩托车的作用力为零时,由牛顿第二定律有mg=mv2r,可得v=

2.(湖南怀化湖天中学高二学业考试)摆式列车是集计算机技术、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车。当列车转弯时,在电脑控制下,车厢会自动倾斜,直线行驶时,车厢又恢复原状,实现高速行车,并能达到既安全又舒适的要求。假设有一高速列车在水平面内行驶,以50m/s的速度拐弯,由列车上的传感器测得一个质量为50kg的乘客在拐弯过程中所受合力为500N,则列车的拐弯半径为(B)

A.150m B.250m

C.300m D.350m

解析拐弯过程,乘客所受合力提供向心力,可得F=mv2

3.(福建福州高一期末)如图所示,平衡浪木是一种训练器材,可用来训练人的平衡能力和抗眩晕能力。水平晃板被四根相同的铁链悬挂在支架上,训练时一人站在晃板的正中间,另外一人沿着晃板方向用力推动一下,晃板开始摆动,摆动过程中晃板一直保持水平,人可视为质点且相对晃板一直保持静止。若不计空气阻力,摆动稳定后,下列说法正确的是(A)

A.晃板摆到最低点时,人受到的支持力大于重力

B.晃板摆到最低点时,人受到的支持力等于重力

C.晃板摆到最高点时,人受到的支持力等于重力

D.晃板摆到最高点时,人受到的支持力大于重力

解析根据题意可知,晃板摆到最低点时,人具有向上的加速度,处于超重状态,则人受到的支持力大于重力,故B错误,A正确;根据题意可知,晃板摆到最高点时,将晃板与人看作一个整体,整体受到重力和铁链拉力作用,沿铁链方向处于平衡状态,垂直铁链方向有垂直铁链向下的加速度(具有竖直向下的分量),则人处于失重状态,故人受到的支持力小于重力,故C、D错误。

4.(陕西西安中学高一期末)如图所示,质量为m的小球用长为l的悬绳固定于O点,在O点的正下方l2处有一颗钉子,把悬绳拉直与竖直方向成一定角度,由静止释放小球,当悬绳碰到钉子的时候,以下说法正确的是

①小球的线速度突然变大②小球的向心加速度突然变大③小球的角速度突然变大④悬绳的张力突然变大

A.①②③ B.①③④

C.②③④ D.②③

解析当悬线碰到钉子时,线速度大小不变,摆长变小,根据ω=vr知,角速度变大,故③正确,①错误;线速度大小不变,摆长变小,根据a=v2l知,向心加速度变大,故②正确;根据牛顿第二定律得T-mg=mv2l

5.(山东滨州惠民第一中学高一期末)有一种叫飞椅的游乐项目,示意图如图所示。长为L=5m的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r=3m的水平转盘边缘,转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。座椅和小孩的质量为40kg,当转盘匀速转动时,钢绳与转动轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角θ=37°(sin37°=0.6),不计钢绳的重力和空气阻力,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是(C)

A.小孩转动的轨道半径为7m

B.钢绳对座椅的拉力大小为600N

C.座椅匀速转动的角速度大小为52

D.小孩的向心加速度大小为6m/s2

解析小孩转动的轨道半径为R=r+Lsinθ=6m,故A错误;对座椅和小孩整体受力分析,如图所示

根据几何知识有T=mgcosθ=500N,即钢绳对座椅的拉力大小为500N,故B错误;由几何关系可得F合=mgtanθ,根据牛顿第二定律有F合=mω2R,解得ω=52rad/s,即座椅匀速转动的角速度大小为52rad/s,故C正确;根据牛顿第二定律有F合=ma,解得a=7.5m/s2

6.(江苏南京中华中学高三开学考试)如图所示为