2.3 圓周運動的案例分析 每課一練（滬科版必修2）

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訓練3　圓周運動的案例分析 [概念規(guī)律題組] 1．一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸增加．選項A、B、C、D分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的四種方向，其中你認為正確的是 (　　) 2．如圖1所示，用長為L的細繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則下列說法中正確的是 (　　) 圖1 A．小球在圓周最高點時所受的向心力一定為重力 B．小球在最高點時繩子的拉力不可能為零 C．若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則其在最高點的速率為 D．小球過最低點時繩子的拉力一定大于小球重力 3．鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h，L為兩軌間的距離，且L?h，如果列車轉(zhuǎn)彎速率大于，則 (　　) A．外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓 B．鐵軌與輪緣間無擠壓 C．內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓 D．內(nèi)外鐵軌與輪緣間均有擠壓 4．質(zhì)量為m的飛機，以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，空氣對飛機作用力的大小等于 (　　) A．m B．m C．m D．mg 5．雜技演員表演“水流星”，在長為1.6 m的細繩的一端，系一個與水的總質(zhì)量為m＝0.5 kg的盛水容器，以繩的另一端為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖2所示，若“水流星”通過最高點時的速率為4 m/s，則下列說法正確的是(g＝10 m/s2) (　　) 圖2 A．“水流星”通過最高點時，有水從容器中流出 B．“水流星”通過最高點時，繩的拉力及容器底部受到的壓力均為零 C．“水流星”通過最高點時，處于完全失重狀態(tài)，不受力的作用 D．“水流星”通過最高點時，繩子的拉力大小為5 N [方法技巧題組] 6．汽車甲和汽車乙的質(zhì)量相等，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運動，甲車在乙車的外側(cè)．兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為f甲和f乙．以下說法正確的是 (　　) A．f甲小于f乙 B．f甲等于f乙 C．f甲大于f乙 D．f甲和f乙的大小均與汽車速率無關(guān) 7．如圖3所示，汽車車廂頂部懸掛一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端拴一個質(zhì)量為m的小球．當汽車在水平面上勻速行駛時彈簧長度為L1，當汽車以同一速度通過一個橋面為弧形的拱形橋的最高點時彈簧長度為L2，則 (　　) 圖3 A．L1＝L2 B．L1>L2 C．L1FTB>mg B．FTAmg 9．乘坐游樂園的過山車時，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)沿圓周軌道運動(如圖5所示)，下列說法正確的是 (　　) 圖5 A．車在最高點時人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險帶拉住，若沒有保險帶，人一定會掉下去 B．人在最高點時對座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于mg C．人在最低點時處于失重狀態(tài) D．人在最低點時對座位的壓力大于mg 10．如圖6所示是一游樂轉(zhuǎn)筒的模型圖，它是一個半徑約為3 m的直圓筒，可繞中間的軸轉(zhuǎn)動，里面的乘客背靠圓筒壁站立．當轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速達到至少每分鐘30圈時，乘客腳下的踏板突然脫落，要保證乘客的安全，使其隨轉(zhuǎn)筒一起轉(zhuǎn)動而不掉下來，則乘客與轉(zhuǎn)筒之間的動摩擦因數(shù)至少為多少？(g取10 m/s2，π2＝10) 圖6 11．長L＝0.5 m的輕桿，其一端連接著一個零件A，A的質(zhì)量m＝2 kg.現(xiàn)讓A在豎直平面內(nèi)繞O點做勻速圓周運動，如圖7所示．在A通過最高點時，求下列兩種情況下A對桿的作用力： 圖7 (1)A的速率為1 m/s； (2)A的速率為4 m/s.(g取10 m/s2) [創(chuàng)新應(yīng)用] 12．將來人類離開地球到宇宙中去生活，可以設(shè)計如圖8所示的宇宙村，它是一個圓形的密封建筑，人們生活在圓環(huán)的邊上．為了使人們在其中生活不至于有失重感，可以讓它旋轉(zhuǎn)．設(shè)這個建筑物的直徑為200 m，那么，當它繞其中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為多少時，人們感覺到像生活在地球上一樣(承受10 m/s2的加速度)？如果轉(zhuǎn)速超過了上述值，人們將有怎樣的感覺？ 圖8 答案 1．B 2．CD　3．A　4．A　5．B　6．A　7．B　8．A　9．D　 10. 11．(1)16 N，方向豎直向下　(2)44 N，方向豎直向上 12．0.05 s－1　人們將會有超重的感覺