【物理】滬科版必修2同步精練精析：2.3《圓周運(yùn)動(dòng)的案例分析》（滬科版必修二）

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1、2.3圓周運(yùn)動(dòng)的案例分析【學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】1.在水平面上轉(zhuǎn)彎的汽車(chē)，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.靜摩擦力C.滑動(dòng)摩擦力D.重力、支持力和牽引力的合力【解析】選B.水平面上轉(zhuǎn)彎的汽車(chē)，重力和地面對(duì)汽車(chē)的支持力相平衡，向心力由指向圓心的靜摩擦力提供，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.2.同一輛汽車(chē)以同樣大小的速度先后開(kāi)上平直的橋和凸形橋，在橋的中央處（）A.車(chē)對(duì)兩種橋面的壓力一樣大B.車(chē)對(duì)平直橋面的壓力大C.車(chē)對(duì)凸形橋面的壓力大D.無(wú)法判斷3.關(guān)于鐵道轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外鐵軌間的高度關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（）A.內(nèi)、外軌一樣高，以防列車(chē)

2、傾倒造成翻車(chē)事故B.因?yàn)榱熊?chē)在轉(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(chē)翻倒C.外軌比內(nèi)軌略高，這樣可以使列車(chē)順利轉(zhuǎn)彎，減少車(chē)輪與鐵軌的擠壓D.以上說(shuō)法均不正確【解析】選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合力可提供一部分向心力，以減少車(chē)輪與鐵軌的擠壓避免事故發(fā)生，C對(duì)，A、B、D錯(cuò).5.有一種叫“飛椅”的游樂(lè)項(xiàng)目，示意圖如圖2-3-8所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣，轉(zhuǎn)盤(pán)可繞穿過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方

3、向的夾角為θ,不計(jì)鋼繩的重力，求轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω與夾角θ的關(guān)系.【素能綜合檢測(cè)】一、選擇題（本題共5小題，每小題4分，共20分，每小題至少一個(gè)選項(xiàng)正確）1.長(zhǎng)度為l=0.50m輕質(zhì)細(xì)桿OA，A端有一質(zhì)量為m=3.0kg的小球，如圖1所示，小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)小球的速率是2.0m/s，則此時(shí)細(xì)桿OA受到（g取10m/s2)（）A.6.0N的拉力B.6.0N的壓力C.24N的拉力D.24N【解析】選B.設(shè)小球在最高點(diǎn)受桿的拉力F作用，小球受力如圖.由牛頓第二定律得：F+mg=mv2/l.解之可以

4、得到F=-6N，負(fù)號(hào)表示桿對(duì)小球?yàn)橹С至葱∏驅(qū)U的力為壓力，大小為6N，選B.2.游客坐過(guò)山車(chē),在圓弧軌道最低點(diǎn)處獲得的向心加速度達(dá)到20m/s2,g=10m/s2,那么,此位置座椅對(duì)游客的作用力相當(dāng)于游客重力的（）A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍【解析】選C.對(duì)位于軌道最低點(diǎn)的游客受力分析如圖:則F-mg=ma,故F=mg+ma=3mg即座椅對(duì)游客作用力相當(dāng)于游客重力的3倍.4.(2010·福州高一檢測(cè))圖3中雜技演員在表演水流星節(jié)目時(shí),盛水的杯子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)杯子經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí),里面的水也不會(huì)流出來(lái),這是因?yàn)?/p>

5、()A.水處于失重狀態(tài),不受重力的作用B.水受的合力為零C.水受的合力提供向心力,使水做圓周運(yùn)動(dòng)D.杯子特殊,杯底對(duì)水有吸引力【解析】選C.水處于失重狀態(tài),仍然受到重力作用,這時(shí)水受的合力提供向心力,使水做圓周運(yùn)動(dòng).5.如圖4所示,擺式列車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí),在電腦控制下,車(chē)廂會(huì)自動(dòng)傾斜,行走在直線上時(shí),車(chē)廂又恢復(fù)原狀.它的優(yōu)點(diǎn)是能夠在現(xiàn)有線路上運(yùn)行,勿需對(duì)線路等設(shè)施進(jìn)行較大的改造,而是靠擺式車(chē)體的先進(jìn)性,實(shí)現(xiàn)高速行車(chē),并能達(dá)到既安全又舒適的要求.運(yùn)行實(shí)踐表明:擺式列車(chē)通過(guò)曲線速度可提高20%～40%.假設(shè)有一超高速列車(chē)在水平面內(nèi)行駛,

6、以360km/h的速度拐彎,拐彎半徑為1km,則質(zhì)量為50kg的乘客,在拐彎過(guò)程中所受到的火車(chē)給他的作用力為(g=10m/s2)()A.500NB.1000NC.500ND.0二、非選擇題(本題包括3小題,共30分,要有必要的文字?jǐn)⑹?6.(思維拓展題)(10分)質(zhì)量為25kg的小孩坐在質(zhì)量為5kg的秋千板上,秋千板離拴繩子的橫梁2.5m.如果秋千板擺動(dòng)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度為3m/s,這時(shí)秋千板所受的壓力是多大?每根繩子對(duì)秋千板的拉力是多大?(g取10m/s2)7.(2009·廣東高考)(10分)如圖5所示,一個(gè)豎直放置的圓錐筒

7、可繞其中心OO′轉(zhuǎn)動(dòng),筒內(nèi)壁粗糙,筒口半徑和筒高分別為R和H,筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半.內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊.求：(1)當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物塊靜止在筒壁A點(diǎn)受到的摩擦力和支持力的大小;(2)當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),且其受到的摩擦力為零時(shí),筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.為了提高競(jìng)賽成績(jī)，從技術(shù)這方面應(yīng)如何去做？【解析】由表中提供的信息可得，在相同的速率下，運(yùn)動(dòng)員在最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)跑道上比賽時(shí)，向心力相差約19%，人體的傾斜角度相差近3°，這正是運(yùn)動(dòng)員重視比賽道次安排的重要原因.根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，彎道跑中，要有意識(shí)地使身體向圓心方向

8、傾斜，蹬地與擺動(dòng)方向都應(yīng)與身體向圓心方向傾斜趨于一致，使人的重力和地面的彈力的合力提供向心力，但對(duì)于不同道次上的運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，跑道半徑R不同，即使速率相同，要求人體的傾斜角度也是不同的.