2019年高中物理 2.3 圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析課后知能檢測(cè) 教科版必修2.doc
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2019年高中物理 2.3 圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析課后知能檢測(cè) 教科版必修21一輛載重車在丘陵地行駛,地形如圖2317所示,輪胎已經(jīng)很舊,為防爆胎應(yīng)使車經(jīng)何處時(shí)速率最小()圖2317AM點(diǎn)BN點(diǎn)CP點(diǎn)DQ點(diǎn)【解析】對(duì)于M或P點(diǎn)來說,Nmgmmg,而對(duì)于N、Q來說Nmgmg.因此N、Q比M、P更容易爆胎對(duì)于N、Q來說v相同時(shí),Q點(diǎn)半徑小,向心力大,支持力或壓力較大,因此為防爆胎,應(yīng)使車經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率最小【答案】D2(xx南寧二中檢測(cè))一汽車通過拱形橋頂點(diǎn)時(shí)速度為10 m/s,車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐模绻蛊囋跇蝽攲?duì)橋面沒有壓力,車速至少為()A15 m/sB20 m/sC25 m/sD30 m/s【解析】當(dāng)NG時(shí),因?yàn)镚Nm,所以Gm;當(dāng)N0時(shí),Gm,所以v2v20 m/s.【答案】B3如圖2318所示,汽車車廂頂部懸掛一輕質(zhì)彈簧,彈簧下端拴一質(zhì)量為m的小球當(dāng)汽車以某一速度通過一個(gè)橋面為弧形的凸形橋的最高點(diǎn)時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,當(dāng)汽車通過另一個(gè)橋面為弧形的凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,則下列說法正確的是()圖2318AL1L2BL1L2CL1L2D以上均有可能【解析】當(dāng)汽車在水平路面上勻速行駛時(shí),彈簧長(zhǎng)度為l0.當(dāng)汽車過凸形橋的最高點(diǎn)時(shí),有:mgF1m得:F1mg,故L1mg,故L2L0.所以有:L1L2,選項(xiàng)C正確【答案】C4(xx綿陽檢測(cè))如圖2319所示,質(zhì)量為m的小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),ab是過軌道圓心的水平線,下列說法中正確的是()圖2319A小球在ab線上方管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力B小球在ab線上方管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力C小球在ab線下方管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力D小球在ab線下方管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力【解析】小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度v時(shí),對(duì)內(nèi)外側(cè)管壁都沒有作用力,而當(dāng)小球在ab線下方管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),一定受到外側(cè)管壁對(duì)小球的作用力提供向心力,故A、B、C均錯(cuò),D對(duì)【答案】D5質(zhì)量為m的物體隨水平傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),A為傳送帶的終端皮帶輪,如圖2320所示,皮帶輪半徑為r,要使物體通過終端時(shí)能水平拋出,皮帶輪的轉(zhuǎn)速至少為()圖2320A. B.C. D.【解析】終端水平拋出,有mgmv2/r,v,nv/2r.【答案】A6如圖2321所示,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B,它們與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí),燒斷細(xì)線,則兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是()圖2321A兩物體均沿切線方向滑動(dòng)B兩物體均沿半徑方向滑動(dòng),離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)C兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)D物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體A發(fā)生滑動(dòng),離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)【解析】在燒斷細(xì)線前,A、B兩物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力均是靜摩擦力及繩子拉力的合力提供的,且靜摩擦力均達(dá)到了最大靜摩擦力因?yàn)檫@兩個(gè)物體在同一個(gè)圓盤上隨盤轉(zhuǎn)動(dòng),故角速度相同設(shè)此時(shí)細(xì)線對(duì)物體的拉力大小為T,則有對(duì)A物體:Tfmm2RA.對(duì)B物體:fmTm2RB.當(dāng)線燒斷時(shí),T0,A物體所受的最大靜摩擦力小于它所需要的向心力,故A物體做離心運(yùn)動(dòng)B物體所受的靜摩擦力變小,直到與它所需要的向心力相等為止故B物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確【答案】D7(xx重慶七中檢測(cè))在光滑平面中,有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直于此平面,交點(diǎn)O的上方h處固定一細(xì)繩的一端,繩的另一端固定一質(zhì)量為m的小球B,繩長(zhǎng)ABlh,小球可隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)并在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖2322所示,要使小球不離開水平面,轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速的最大值是()圖2322A.BC.D2【解析】如圖所示,以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,小球受三個(gè)力的作用,重力mg、水平面支持力N、繩子拉力F.在豎直方向合力為零,在水平方向所需向心力為,而Rhtan ,得Fcos NmgFsin m2R4m2n2R4m2n2htan 當(dāng)球即將離開水平面時(shí),N0,轉(zhuǎn)速n有最大值即mg4m2n2h0,n.【答案】A8如圖2323所示,長(zhǎng)度l0.50 m的輕質(zhì)桿OA,A端固定一個(gè)質(zhì)量m3.0 kg的小球,小球以O(shè)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速率是2.0 m/s,g取10 m/s2,則此時(shí)細(xì)桿OA()圖2323A受到6.0 N的拉力B受到6.0 N的壓力C受到24 N的拉力D受到54 N的壓力【解析】設(shè)桿轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)球恰好對(duì)桿的作用力為零時(shí),球的速度為v0,則有:mgm其中Rl0.50 m,則:v0 m/s2 m/s即球受到支持力作用,設(shè)球受的支持力為N.對(duì)小球:mgNm所以Nmgm3.010 N3.0 N6.0 N.由牛頓第三定律知,桿受到的壓力大小NN6.0 N.【答案】B9在離心澆鑄裝置中,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)支承輪同向轉(zhuǎn)動(dòng),管狀模型放在這兩個(gè)輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),如圖2324所示,鐵水注入之后,由于離心作用,鐵水緊緊靠在模型的內(nèi)壁上,從而可得到密實(shí)的鑄件,澆鑄時(shí)轉(zhuǎn)速不能過低,否則,鐵水會(huì)脫離模型內(nèi)壁,產(chǎn)生次品已知管狀模型內(nèi)壁半徑為R,則管狀模型轉(zhuǎn)動(dòng)的最低角速度為()圖2324A. B.C.D2【解析】以管狀模型內(nèi)最高點(diǎn)處的鐵水為研究對(duì)象,轉(zhuǎn)速最低時(shí),重力等于向心力,即mgm2R,得.【答案】A10如圖2325所示,一光滑的半徑為R的半圓形軌道放在水平面上,一個(gè)質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道,當(dāng)小球?qū)⒁獜能壍揽陲w出時(shí),對(duì)軌道的壓力恰好為零,則小球落地點(diǎn)C距A處多遠(yuǎn)?圖2325【解析】小球在B點(diǎn)飛出時(shí),對(duì)軌道壓力為零mgm,得vB,小球從B點(diǎn)飛出做平拋運(yùn)動(dòng)t,水平方向的位移xvBt2R.【答案】2R11飛行員駕機(jī)在豎直平面內(nèi)做圓環(huán)特技飛行,若圓環(huán)半徑為400 m,飛行速度為150 m/s,飛行員的質(zhì)量為80 kg(g取10 m/s2)求:(1)飛機(jī)在軌道最低點(diǎn)時(shí),座椅對(duì)飛行員作用力的大??;(2)飛機(jī)在軌道最高點(diǎn)時(shí),座椅對(duì)飛行員作用力的大小【解析】(1)如圖所示,飛至最低點(diǎn)時(shí)飛行員頭朝上,受向下的重力mg和向上的支持力F1,兩個(gè)力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有F1mgm可得F1mgm代入數(shù)據(jù)得F15 300 N即座椅對(duì)飛行員作用力的大小為5 300 N.(2)在最高點(diǎn)時(shí),飛行員頭朝下,受向下的重力mg和向下的壓力F2,兩個(gè)力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有F2mgm可得F2mmg代入數(shù)據(jù)得F23 700 N即座椅對(duì)飛行員作用力的大小為3 700 N.【答案】(1)在最低點(diǎn)時(shí),座椅對(duì)飛行員作用力的大小為5 300 N(2)在最高點(diǎn)時(shí),座椅對(duì)飛行員作用力的大小為3 700 N12用長(zhǎng)L0.6 m的繩系著裝有m0.5 kg水的小桶,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),成為“水流星”(g10 m/s2)求:圖2326 (1)在最高點(diǎn)水不流出的最小速度為多少?(2)若過最高點(diǎn)時(shí)速度為3 m/s,此時(shí)水對(duì)桶底的壓力為多大?【解析】(1)水做圓周運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)水不流出的條件是:水的重力不大于水所需要的向心力這時(shí)的最小速度即為過最高點(diǎn)的臨界速度v0.以水為研究對(duì)象mgm解得v0 m/s2.45 m/s.(2)由前面v0的解答知v3 m/sv0,故重力不足以提供向心力,要由桶底對(duì)水向下的壓力補(bǔ)充,此時(shí)所需向心力由以上兩力的合力提供v3 m/sv0,水不會(huì)流出設(shè)桶底對(duì)水的壓力為F,則由牛頓第二定律有:mgFm解得Fmmg0.5(10)N2.5 N.根據(jù)牛頓第三定律知FF所以水對(duì)桶底的壓力為2.5 N.【答案】(1)2.45 m/s(2)2.5 N- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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