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沪科版物理必修2《2.3圆周运动的案例分析》课后训练(含答案)

1、课后训练1如图所示,用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢里,当车厢突然制动时( )A线的张力不变B线的张力突然减小C线的张力突然增大D线的张力如何变化无法判断2火车转弯做圆周运动,如果外轨和内轨一样高,火车能匀速通过弯道做圆周运动,下列说法中正确的是( )A火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损B火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易磨损C火车通过弯道向心力的来源是火车的重力,所以内外轨道均不磨损D以上三种说法都是错误的3如图所示,汽车在倾斜的路面上拐弯,弯道的倾角为 ,半径为 r,则汽车完全不靠摩擦力转弯的速度是( )A BsingrcosgrC Dtat4

2、如图,在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上,有两个质量相等的小球 A 和 B,它们分别紧贴漏斗的内壁,在不同的水平面上做匀速圆周运动。则以下叙述中正确的是( )AA 的线速度大于 B 的线速度BA 的角速度大于 B 的角速度CA 对漏斗内壁的压力大于 B 对漏斗内壁的压力DA 的周期大于 B 的周期5如图所示,质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为 m 的小球,另一端能绕光滑的水平轴 O 转动。让小球在竖直平面内绕轴 O 做半径为 L 的圆周运动,小球通过最高点时的线速度大小为 v。下列说法中正确的是( )Av 不能小于 gLB 时,小球与细杆之间无弹力作用Cv 大于 时,小球与细杆之间的弹力随

3、v 增大而增大Dv 小于时,小球与细杆之间的弹力随 v 减小而增大6如图为冬奥会花样滑冰双人自由滑的比赛情形。假设冰面对运动员的最大静摩擦力为运动员重力的 k 倍,则运动员在水平冰面上以速率 v 沿圆周滑行时的半径应为( )A B2vRkg2vRkgC D7如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径 R=0.5 m,离水平地面的高度 H=0.8 m,物块平抛落地过程水平位移的大小 s=0.4 m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度 g=10 m/s2。求:(1)物块做平抛运动的初速度大小 v0;(2)

4、物块与转台间的动摩擦因数 。8飞机做特技时常做俯冲拉起运动,如图所示,此运动在最低点附近可看做是半径为500 m 的圆周运动。若飞行员的质量为 65 kg,飞机经过最低点时的速度为 360 km/h。g 取10 m/s2。求:(1)飞机经过最低点时飞行员所需要的向心力为多大?(2)飞机经过最低点时飞行员对座椅的压力为多大?参考答案1 答案:C 解析:当车匀速前进时,小球也处于匀速直线运动状态,小球受到重力和绳的拉力作用,拉力和重力平衡;当车厢突然制动时,小球由于惯性,要保持匀速直线运动状态,继续向前运动,但由于绳子的约束小球改做圆周运动,需要一个指向圆心的向心力,所以绳子的拉力突然增大,C 正

5、确。2 答案:A 解析:若内、外轨道一样高,则轨道对火车的支持力竖直向上,火车拐弯时的向心力只能由轨道对它的侧向弹力提供,外轨对火车的外轮轮缘产生水平侧向弹力,这一弹力就是火车拐弯的向心力,由于火车质量很大,这一弹力很大,由牛顿第三定律知,火车的轮缘对外轨也有一个向外的侧向压力,故外轨与外轮易磨损,只有 A 正确。3 答案:C 解析:根据题目要求,汽车所受的支持力和重力的合力提供汽车转弯需要的向心力,受力图如图所示,由几何关系知向心力 Fmgtan ,mgtan ,2vmr,C 正确。tanvgr的受力情况一样。 ,所以两者所受内壁的支持力是相等的,即两者对内壁NsinmgF的压力相等。F 向

6、 mgcot ,a 向 ,由于两者的轨道半径不等,224cotvrT所以两者的线速度、角速度、周期不等。4 答案:AD 解析:重力、支持力的合力提供向心力,方向水平。由图可知,两个小球5 答案:BCD 解析:在最高点,当球速为 时,杆对球无作用力。当球速小于gL时,杆对球有向上的支持力。当球速大于 时,杆对球有向下的拉力。故gLB、C、D 正确。6 答案:B 解析:当最大静摩擦力恰好提供向心力时有:kmg ,得最小半径2minvRRmin ,为了以速率 v 安全滑行,其半径 ,B 正确。2vkg 2vRkg7 答案:1 m/s答案:0.2解析:(1)物块做平抛运动,在竖直方向上有2Hgt在水平方向上有sv 0t由式解得 02gvsHv01 m/s(2)物块离开转台时,最大静摩擦力提供向心力,有20mfRfmNmg 由式解得 20.vg8 答案:1 300 N答案:1 950 N解析:(1)以飞行员为研究对象,设所需向心力为 F则 ,其中 m65 kg ,v360 km/h 100 m/s ,R 500 m2vFR求得:F1 300 N。(2)设飞行员受到的座椅的支持力为 FN则 FF Nmg求得:F N1 950 N由牛顿第三定律知飞行员对座椅的压力为FN FN1 950 N,方向向下。