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1、圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析同步練習(xí)一、選擇題1.下列有關(guān)洗衣機(jī)中脫水筒的脫水原理的說法正確的是()A.水滴受離心力作用而背離圓心方向甩出B.水滴受到向心力,由于慣性沿切線方向甩出C.水滴受到的離心力大于它受到的向心力,而沿切線方向甩出D.水滴與衣服間的附著力小于它所需要的向心力,于是水滴沿切線方向甩出2 .關(guān)于鐵道轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外鐵軌間的高度關(guān)系,下列說法中正確的是()A.內(nèi)、外軌一樣高,以防列車傾倒造成翻車事故B.因?yàn)榱熊囋谵D(zhuǎn)彎處有向內(nèi)傾倒的可能,故一般使內(nèi)軌高于外軌,以防列車翻倒C.外軌比內(nèi)軌略高,這樣可以使列車順利轉(zhuǎn)彎,減少車輪與鐵軌的擠壓D.以上說法均不正確3 .在世界一級(jí)方程式錦標(biāo)賽中,賽車在水平
2、路面上轉(zhuǎn)彎時(shí),常常在彎道上沖出跑道, 其原因是()A.是由于賽車行駛到彎道時(shí),運(yùn)動(dòng)員未能及時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤造成的B.是由于賽車行駛到彎道時(shí),沒有及時(shí)加速造成的C.是由于賽車行駛到彎道時(shí),沒有及時(shí)減速造成的D.是由于在彎道處汽車受到的摩擦力比在直道上小造成的4 .如圖1所示,在光滑的軌道上,小球滑下經(jīng)過圓弧部分的最高點(diǎn)A時(shí),恰好不脫離軌道,此時(shí)小球受到的作用力是 ()圖1A.重力、彈力和向心力B.重力和彈力C.重力和向心力D.重力5 .如圖2所示,用長為L的細(xì)繩拴著質(zhì)量為 m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),正確的 說法是()A.小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力B.小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力有可能
3、為零C.若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則其在最高點(diǎn)的速率為0D.小球過最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球的重力6 .在高速公路的拐彎處,路面建造得外高內(nèi)低,即當(dāng)車向右拐彎時(shí),司機(jī)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9,設(shè)拐彎路段是半徑為 R的圓弧,要使車速為v時(shí)車輪與路面之間的橫向2vA . sin 0= Rg22vC. sin 2 0= Rg(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零,。應(yīng)等于()2VB. tan 0= Rg2D. cot 0= RgV7.飛行員身體承受的壓力最大不能超過體重的9倍,那么當(dāng)他駕機(jī)飛行速率為 V0時(shí),在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的最小半徑應(yīng)是 22V0V01.
4、9gB.8g22V0V0C.10gD. g8.如圖3所示,長為l的輕桿,一端固定一個(gè)小球,另一端固定在光滑的水平軸上,使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)于最高點(diǎn)的速度v,下列說法正確的是()圖38. v由零逐漸增大,向心力也增大C.當(dāng)v由而逐漸增大時(shí),桿對小球的彈力逐漸增大D.當(dāng)v由市逐漸減小時(shí),桿對小球的彈力逐漸增大 二、非選擇題9. 一根長l = 0.625 m的細(xì)繩,一端拴一質(zhì)量 m=0.4 kg的小球,使其在豎直平面內(nèi)繞 繩的另一端做圓周運(yùn)動(dòng),g取10 m/s2,求:小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度;(2)若小球以速度v= 3.0 m/s通過圓周最高點(diǎn)時(shí),繩對小球的拉力多大?若此時(shí)繩突然斷了,小
5、球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)?第3節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析1. D 根據(jù)離心運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)知,水滴的離心現(xiàn)象是由于水滴與衣服間的附著力小于水 滴運(yùn)動(dòng)所需要的向心力,即提供的向心力不足,所以水滴沿切線方向甩出,正確選項(xiàng)為D.2. C 鐵道轉(zhuǎn)彎處外軌比內(nèi)軌略高,從而使支持力的水平方向分力可提供一部分向心 力,以減少車輪與鐵軌的擠壓避免事故發(fā)生,C對,A、B、D錯(cuò).3. C 賽車在水平彎道上行駛時(shí),摩擦力提供向心力,而且速度越大,需要的向心力 越大,如不及時(shí)減速,當(dāng)摩擦力不足以提供向心力時(shí),賽車就會(huì)做離心運(yùn)動(dòng),沖出跑道,故 C正確.4. D 小球在最高點(diǎn)恰好不脫離軌道時(shí),小球受軌道的彈力為零,而重力恰好提供向 心力,向心力
6、并不是小球受到的力,而是根據(jù)力的作用效果命名的,故D正確,A、B、C均錯(cuò)誤.5. BD 設(shè)在最高點(diǎn)小球受的拉力為 Fi,最低點(diǎn)受到的拉力為F2,當(dāng)在最高點(diǎn)ViM時(shí), 2V1則Fi+mg=mL,即向心力由拉力Fi與mg的合力提供,A錯(cuò);當(dāng)v=ygL時(shí),F(xiàn)=0, B對;v i = ygL為球經(jīng)過最高點(diǎn)的最小速度,即小球在最高點(diǎn)的速率不可能為0, C錯(cuò);在最低點(diǎn),F(xiàn)22V2V22 - mg = m l , F2=mg+mL,所以經(jīng)最低點(diǎn)時(shí),小球受到繩子的拉力一定大于它的重力,D對.6. B當(dāng)車輪與路面的橫向摩擦力等于零時(shí),汽車受力如圖所示,2V則有:Nsin 0= mR,Ncos 0= mg,2V解
7、得:tan 0= Rg,故 B正確.7. B如圖所示,飛機(jī)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),飛行員承受的支持力最 22V0V0大,當(dāng)半徑最小時(shí),支持力 N = 9mg,由N mg = m;,得r = 8g.8. BCD 由于是輕桿,即使小球在最高點(diǎn)速度為零,小球也不會(huì)掉下來,因此 v的極 22小值是零;v由零逐漸增大,由F=l可知,F(xiàn)也增大,B對;當(dāng)v = 4H時(shí),F(xiàn) = T=mg,2 mv 此時(shí)桿恰對小球無作用力,向心力只由其自身重力來提供;當(dāng)V由再增大時(shí),則一廠=mg2+ F F =mVT mg,桿對球的力為拉力, 且逐漸增大;當(dāng)V由狗減小時(shí),桿對球?yàn)橹С?mv2mv2力.此時(shí),mg
8、F =丁,F(xiàn) =mg 丁,支持力F逐漸增大,桿對球的拉力、支持力 都為彈力,所以C、D也對,故選B、C、D.9. (1)2.5 m/s (2)1.76 N 平拋運(yùn)動(dòng)解析 (1)小球通過圓周最高點(diǎn)時(shí),受到的重力G= mg必須全部作為向心力 F向,否則重力G中的多余部分將把小球拉進(jìn)圓內(nèi),而不能實(shí)現(xiàn)沿豎直圓周運(yùn)動(dòng).所以小球通過圓周最高 點(diǎn)的條件應(yīng)為F向mg,當(dāng)F向=mg時(shí),即小球受到的重力剛好全部作為通過圓周最高點(diǎn)的向 心力,繩對小球恰好沒有力的作用,此時(shí)小球的速度就是通過圓周最高點(diǎn)的最小速度v0,由2 vo 向心力公式有:mg=mT 2 vo 解得:G=mg = m lvo=痼=,10 x 0.625 m/s= 2.5 m/s.v大于最小速度vo,所需的向心力F向?qū)⒋笥谥亓 ,此時(shí)有(2)小球通過圓周最高點(diǎn)時(shí),若速度 這時(shí)繩對小球要施加拉力 F,如圖所示,2 v2 v 解得:F = m 3.02F+ mg = m l mg= (0.4 X 0.6250.4 X 10) N = 1.76 N2若在最高點(diǎn)時(shí)繩子突然斷了,則提供的向心力mg小于需要的向心力 mf,小球?qū)⒀厍芯€方向飛出做離心運(yùn)動(dòng)(實(shí)際上是平拋運(yùn)動(dòng)).