江蘇省2019版高中物理學業(yè)水平測試復習 第五章 曲線運動 第14講 向心力 圓周運動的應用 訓練二 圓周運動的綜合應用對點練 必修2.doc

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訓練二　圓周運動的綜合應用 1．(2016鹽城學測模擬)如圖1所示，用細線將一小球懸掛在勻速前進的車廂里．當車廂突然制動時(　　) 圖1 A．線的拉力不變 B．線的拉力突然減小 C．線的拉力突然增大 D．線的拉力如何變化無法判斷 2．(2016連云港學測模擬)用細繩拴一質量為m的小球在豎直平面內做半徑為R的圓周運動．下列說法中正確的是(　　) A．小球過最高點時，繩中的拉力不可以為零 B．小球過最高點的最小速度為零 C．小球剛好過圓周最高點的速度是 D．小球到圓周最高點時，繩對小球的拉力可與球的重力反向 3．(2018連云港學測模擬)航母飛行甲板前端上翹，水平部分與上翹部分通過一段圓弧平滑連接，如圖2所示，D為圓弧最低點，圓弧半徑為R.戰(zhàn)斗機以速度v越過D點時(　　) 圖2 A．戰(zhàn)斗機起落架受到重力、支持力、向心力的作用 B．戰(zhàn)斗機處于超重狀態(tài) C．戰(zhàn)斗機起落架對地面的壓力等于戰(zhàn)斗機的重力 D．R越小，v越小，飛機起落架受的作用力越小 4.手握繩的一端，繩的另一端系著盛有水的小水桶，使該水桶在豎直平面內做圓周運動，如圖3所示．在水桶經過最高點時(　　) 圖3 A．速度一定為零 B．水和桶均不受重力 C．因桶口朝下，必有水流出 D．雖桶口朝下，但水不會流出 5．質量為30 kg的小孩坐在秋千板上，秋千板離系繩子的橫梁的距離是2.5 m，小孩的父親將秋千板從最低點拉起1.25 m高度后由靜止釋放，不計一切阻力，小孩沿圓弧運動至最低點時，她對秋千板的壓力約為(g取10 m/s2)(　　) A．0 B．200 N C．600 N D．1 000 N 6．(2017南京九中學測模擬)如圖4所示，用細線吊著一個質量為m的小球，使小球在水平面內做勻速圓周運動．關于小球運動的加速度，下列說法中正確的是(　　) 圖4 A．加速度保持恒定不變 B．加速度的方向沿細線方向 C．加速度的方向沿圓周的半徑指向圓心 D．因小球做的是勻速運動，所以沒有加速度 7.(2011江蘇學測)如圖5所示，行車通過長L＝5 m的吊索吊著質量m＝1.0103 kg的鋼材，以v＝2 m/s的速度沿水平方向勻速行駛時，行車突然停車．(取g＝10 m/s2)求： 圖5 (1)行車在行駛過程中，吊鉤受到的拉力的大??； (2)行車突然停車的瞬間，吊鉤受到的拉力的大?。? 8．如圖6所示，一細桿與水桶相連，水桶中裝有水，水桶與細桿一起在豎直平面內做圓周運動，水的質量m＝0.5 kg，水的重心到轉軸的距離l＝40 cm，取g＝10 m/s2. 圖6 (1)若在最高點水不流出來，求桶的最小速率v0. (2)若在最高點水桶的速率v＝4 m/s，求水對桶底的壓力． 9．(2016揚州學測模擬)如圖7所示，橋面為圓弧形的立交橋AB，橫跨在水平路面上，半徑R＝90 m，橋高h＝35 m．可以認為橋的兩端A、B與水平路面的連接處是平滑的，一輛質量m＝2.0 t的小轎車，駛過該圓弧形橋面，重力加速度g＝10 m/s2.問： 圖7 (1)若轎車以v1＝10 m/s的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是多大？ (2)若轎車通過該圓弧形橋面頂點時，對橋面剛好沒有壓力，則速度v2是多大？ (3)若轎車以問題(2)中的速度v2通過該圓弧形橋面頂點，求轎車到達水平路面時速度的大小及其方向與水平方向夾角的余弦值． 10．(2018揚州學測模擬)如圖8所示，將長為1 m的細線上端固定在高度為6 m的懸點處，下端吊一個質量為1 kg的小球，細線承受的最大拉力為19 N．現將小球拉起一定高度后放開，小球到懸點正下方時細線剛好被拉斷，不計空氣阻力，g＝10 m/s2.求： 圖8 (1)細線剛好被拉斷時小球的速度v0的大??； (2)小球釋放時距地面的高度h； (3)細線被拉斷后，小球運動的水平位移x的大?。? 答案精析 1．C　2.C　3.B 4．D　[在繩子拉力作用下，小水桶在豎直平面內做圓周運動，當過最高點時必有v≥，此時雖桶口朝下但水不會流出，故A、C錯誤，D正確；由于重力與物體運動狀態(tài)無關，故B錯誤．] 5．C　[小孩由靜止釋放到最低點過程中，由動能定理得mgh＝mv2， 在最低點對小孩有FN－mg＝， 解得FN＝600 N，由牛頓第三定律知她對秋千板的壓力也為600 N．] 6．C 7．(1)1.0104 N　(2)1.08104 N 解析　(1)由二力平衡條件知F＝mg＝1.0104 N. 由牛頓第三定律知，吊鉤受到的拉力為1.0104 N. (2)由題意知，行車突然停車的瞬間，鋼材開始做圓周運動，其所受合力提供向心力，即F′－mg＝m， 解得F′＝m(g＋)＝1.08104 N. 由牛頓第三定律知，吊鉤受到的拉力為1.08104 N. 8．(1)2 m/s　(2)15 N，方向豎直向上 解析　(1)以水桶中的水為研究對象，在最高點恰好不流出來，說明水的重力恰好提供其做圓周運動所需的向心力，此時桶的速率最小，有mg＝m 故所求的最小速率為 v0＝＝2 m/s. (2)此時桶底對水有一向下的壓力，設為FN，則由牛頓第二定律有FN＋mg＝m， 所以FN＝m－mg， 代入數據可得FN＝15 N. 根據牛頓第三定律可知， 水對桶底的壓力FN′＝FN＝15 N，方向豎直向上． 9．見解析 解析　(1)由牛頓第二定律得mg－F1＝m F1＝mg－m≈1.78104 N 根據牛頓第三定律，汽車對橋的壓力為1.78104 N. (2)當對橋面剛好沒有壓力時，重力提供向心力 mg＝m，v2＝＝30 m/s. (3)以v2通過頂點后，汽車做平拋運動，設落到水平路面時的速度為v3.由動能定理mv32－mv22＝mgh v3＝＝40 m/s，cos α＝＝. 10．見解析 解析　(1)小球到懸點正下方時， 線對小球的拉力為19 N，設此時小球的速度為v0 則有FT－mg＝m解得v0＝3 m/s. (2)由機械能守恒定律mgh1＝mv02 解得h1＝0.45 m h＝0.45 m＋5 m＝5.45 m. (3)線被拉斷后，小球開始做平拋運動 由水平方向x＝v0t 豎直方向H＝gt2 解得x＝v0＝3 m.