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1、圆周运动校本作业4姓名 班级 学号1 .如图1所示，质量相等的汽车甲和汽车乙，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动， 汽车甲在汽车乙的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为a甲和a乙.以下说法正确的选项是 （）图1A.Ff甲小于Ff乙B.Ff甲等于Ff乙C.Ff甲大于居乙D.R甲和R乙的大小均与汽车速率无关答案A解析 汽车在水平面内做匀速圆周运动，摩擦力提供做匀速圆周运动的向心力，即Ff=/向= 由于根甲=2乙，。甲=。乙，r甲 厂乙,那么FY甲VFf乙，A正确.【考点】交通工具的转弯问题【题点】水平路面内的转弯问题.汽车在水平地面上转弯时丁地面的摩擦力已到达最大，当汽车速率增为原来的2倍
2、时，假设 要不发生险情，那么汽车转弯的轨道半径必须（）A.减为原来的JB.减为原来的C.增为原来的2倍D.增为原来的4倍答案D【考点】交通工具的转弯问题【题点】水平路面内的转弯问题.在铁路转弯处，往往外轨略高于内轨，关于这点以下说法不正确的选项是（）A.减轻火车轮子对外轨的挤压B.减轻火车轮子对内轨的挤压C使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力D.限制火车向外脱轨答案B【考点】交通工具的转弯问题【题点】倾斜面内的转弯问题4.(2018温州市六校协作体高三上学期期末联考)如图2所示，摆式列车是集电脑、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
3、动倾斜；行驶在 直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁” 一样,假设有一摆式列车在水平面内行驶, 以360 km/h的速度拐弯，拐弯所在处半径为1km,那么质量为50 kg的乘客在拐弯过程中所受 到的火车给他的作用力为收取10 m/s2)()图2A.500 NB.1 000 NC.500V2 ND.0答案c解析 乘客所需的向心力/=仄=500 N,而乘客的重力为500 N,故火车对乘客的作用力 大小尸n=4产+G2 = 50M N, C正确.【考点】交通工具的转弯问题【题点】倾斜面内的转弯问题考点二汽车过桥问题和航天器中的失重现象5,城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥.如图3所示，桥
4、面是半径为R的圆弧形的立 交桥A5横跨在水平路面上，一辆质量为机的小汽车，从A端冲上该立交桥，小汽车到达桥 顶时的速度大小为假设小汽车在上桥过程中保持速率不变，贝|()图3A.小汽车通过桥顶时处于失重状态B.小汽车通过桥顶时处于超重状态C小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为尺= 2g 一 会D.小汽车到达桥顶时的速度必须大于痫答案A【考点】竖直面内的圆周运动分析【题点】汽车过桥问题.如图4所示，汽车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端拴一个质量为小的小球.当汽车以某 一速率在水平地面上匀速行驶时，弹簧长度为当汽车以大小相同的速度匀速通过一个桥面为圆弧形的凸形桥的最高点时，弹簧长度为小，以下选项
5、中正确的选项是（）A.L=L2B.LL2C.LL2D.前三种情况均有可能答案B【考点】竖直面内的圆周运动分析【题点】汽车过桥问题.（多项选择）一个质量为m的物体（体积可忽略），在半径为R的光滑半球顶点处以水平速度运 动，如图5所示，那么以下说法正确的选项是（）A.假设vo=寸皿,那么物体对半球顶点无压力.假设oo=去廊，那么物体对半球顶点的压力为品gC假设加=0,那么物体对半球顶点的压力为mgD.假设内=0,那么物体对半球顶点的压力为零答案AC0 2解析 设物体受到的支持力为Fn,假设Vo=ygR,那么mgF=nr-,得Fn=0,那么物体对半球顶点无压力，A正确.假设00=表/诵，那么H2g
6、一尺=瞪，得产N=%tg,那么物体对半球顶点的 3压力为mg, B错误.假设。o=。，根据平衡条件得尸N=mg,那么物体对半球顶点的压力为mg, C 正确，D错误.【考点】向心力公式的简单应用【题点】竖直面内圆周运动中的动力学问题.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，以下说法中正确的有（）A.在飞船内可以用天平测量物体的质量B.在飞船内可以用弹簧测力计测物体的重力C在飞船内可以用弹簧测力计测拉力D.在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0,说明重物不受地球引力答案c解析飞船内的物体处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为0,因此不 能用天平测量物体的质量，A错误；也不能测重力，
7、B错误；弹簧测力计测拉力遵从胡克定 律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，C正确；飞船内的重物处于完全失重状态，并不是不 受重力，而是重力全部用于提供重物做圆周运动所需的向心力，D错误.【考点】航天器的失重现象【题点】航天器的失重现象考点三离心现象6 世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长5.067公里，共有23个弯道,如图6所示， 赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，那么以下说法正确的选项是（）图6A.是由于赛车行驶到弯道时，运发动未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B.是由于赛车行驶到弯道时，运发动没有及时减速才造成赛车冲出跑道的C是由于赛车行驶到弯道时，运发动没有及时加速才造
8、成赛车冲出跑道的D.由公式厂=加02r可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道答案B解析 赛车在水平路面上转弯时，静摩擦力提供向心力，最大静摩擦力与重力成正比，而需2要的向心力为方.赛车在转弯前速度很大，转弯时需要的向心力也很大.当最大静摩擦力缺乏 K庐以提供向心力时会做离心运动，A、C错误，B正确.由加g=仄知，假设要汽车保持圆周运动， 速度很大时，做圆周运动需要的半径也很大，D错误.【考点】交通工具的转弯问题【题点】生活中的离心运动10.无缝钢管的制作原理如图7所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动 时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，铁水紧紧地覆盖在
9、 模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管,管状模型内壁半径为R,那么以下说法正确的选项是（）A.铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上的B.模型各个方向上受到的铁水的作用力相同C假设最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力D.管状模型转动的角速度最大为答案c 解析 铁水是由于离心作用覆盖在模型内壁上的，模型对它的弹力和重力的合力提供向心力, 选项A错误；模型最下部受到的铁水的作用力最大，最上方受到的作用力最小，选项B错误；最上部的铁水如果恰好不离开模型内壁，那么重力提供向心力，由吆=加&y2,可得故管状模型转动的角速度至少为吊，选项C正确，D错误.【考点】离心运动问题【题点】生活
10、中的离心运动二、非选择题11 .（汽车过桥问题）一辆质量6=2 t的轿车，驶过半径R=90 m的一段拱形桥面，g= 10 m/s2, 求：（1）轿车以10 m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？要使轿车能够安全通过（不飞起）圆弧拱桥，轿车的最大车速是多少?答案 （l）1.78X 104N （2）30 m/s解析（1）轿车通过拱形桥面最高点时，竖直方向受力分析如下图：22VV合力F=mgFN,由向心力公式得2g一尺=相工，故桥面对车的支持力大小bN=2g/”=（2 000X 10-2 000义罂）N1.78X 104 N根据牛顿第三定律，轿车在桥面最高点时对桥面压力的大小为1.78
11、X 104 N.、右0 2（2）轿车恰好不离开拱形顶部桥面时对桥面的压力等于零，此时向心力F =mg=nr,所 以此时轿车的速度大小。=ygR=y10X90 m/s = 30 m/s.12.（汽车转弯问题）如图8所示为汽车在水平路面做半径为R的大转弯的后视图，悬吊在车顶 的灯左偏了。角，那么：（重力加速度为g）图8车正向左转弯还是向右转弯？车速是多少？(3)假设(2)中求出的速度正是汽车转弯时不打滑允许的最大速度，那么车轮与地面间的动摩擦因数是多少？答案(1)向右转弯 (2)JgRtan 8(3)tan 6解析(1)向右转弯(2)对灯受力分析知v2Imgtan 夕=无仔 v=ylgRtan 0(3)车刚好不打滑，有/ = tan 3.Wg=