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《圓周運(yùn)動的實(shí)例分析》同步練習(xí)3

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1、《圓周運(yùn)動的實(shí)例分析》同步練習(xí) 一、選擇題 1.下列有關(guān)洗衣機(jī)中脫水筒的脫水原理的說法正確的是 ( ) A.水滴受離心力作用而背離圓心方向甩出 B.水滴受到向心力,由于慣性沿切線方向甩出 C.水滴受到的離心力大于它受到的向心力,而沿切線方向甩出 D.水滴與衣服間的附著力小于它所需要的向心力,于是水滴沿切線方向甩出 2 .關(guān)于鐵道轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外鐵軌間的高度關(guān)系,下列說法中正確的是 ( ) A.內(nèi)、外軌一樣高,以防列車傾倒造成翻車事故 B.因?yàn)榱熊囋谵D(zhuǎn)彎處有向內(nèi)傾倒的可能,故一般使內(nèi)軌高于外軌,以防列車翻倒 C.外軌比內(nèi)軌略高,這樣可以使列車順利轉(zhuǎn)彎,減少車輪與鐵軌的擠壓 D.以

2、上說法均不正確 3 .在世界一級方程式錦標(biāo)賽中,賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí),常常在彎道上沖出跑道, 其原因是( ) A.是由于賽車行駛到彎道時(shí),運(yùn)動員未能及時(shí)轉(zhuǎn)動方向盤造成的 B.是由于賽車行駛到彎道時(shí),沒有及時(shí)加速造成的 C.是由于賽車行駛到彎道時(shí),沒有及時(shí)減速造成的 D.是由于在彎道處汽車受到的摩擦力比在直道上小造成的 4 .如圖1所示,在光滑的軌道上,小球滑下經(jīng)過圓弧部分的最高點(diǎn) A時(shí),恰好不脫離軌 道,此時(shí)小球受到的作用力是 ( ) 圖1 A.重力、彈力和向心力 B.重力和彈力 C.重力和向心力 D.重力 5 .如圖2所示,用長為L的細(xì)繩拴著質(zhì)量為 m的小球在豎直

3、平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,正確的 說法是( ) A.小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力 B.小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力有可能為零 C.若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,則其在最高點(diǎn)的速率為 0 D.小球過最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球的重力 [ 6 .在高速公路的拐彎處,路面建造得外高內(nèi)低,即當(dāng)車向右拐彎時(shí),司機(jī)左側(cè)的路面 比右側(cè)的要高一些,路面與水平面間的夾角為 9,設(shè)拐彎路段是半徑為 R的圓弧,要使車速 為v時(shí)車輪與路面之間的橫向 2 v A . sin 0= Rg 2 2v C. sin 2 0= Rg (即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零,。應(yīng)等于( )

4、2 V B. tan 0= Rg[ 2 D. cot 0= Rg V 7.飛行員身體承受的壓力最大不能超過體重的 9倍,那么當(dāng)他駕機(jī)飛行速率為 V0時(shí),在 豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的最小半徑應(yīng)是 2 2 V0 V0 1. 9g B.8g 2 2 V0 V0 C.10g D. g 8.如圖3所示,長為l的輕桿,一端固定一個小球,另一端固定在光滑的水平軸上,使 小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動,關(guān)于最高點(diǎn)的速度 v,下列說法正確的是( ) 圖3 8. v由零逐漸增大,向心力也增大 C.當(dāng)v由而逐漸增大時(shí),桿對小球的彈力逐漸增大 D.當(dāng)v由市逐漸減小時(shí),桿對小球的彈力逐漸

5、增大 二、非選擇題 9. 一根長l = 0.625 m的細(xì)繩,一端拴一質(zhì)量 m=0.4 kg的小球,使其在豎直平面內(nèi)繞 繩的另一端做圓周運(yùn)動, g取10 m/s2,求: ⑴小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度; (2)若小球以速度v= 3.0 m/s通過圓周最高點(diǎn)時(shí),繩對小球的拉力多大?若此時(shí)繩突然斷 了,小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動? 第3節(jié)圓周運(yùn)動的實(shí)例分析 1. D [根據(jù)離心運(yùn)動的特點(diǎn)知,水滴的離心現(xiàn)象是由于水滴與衣服間的附著力小于水 滴運(yùn)動所需要的向心力,即提供的向心力不足,所以水滴沿切線方向甩出,正確選項(xiàng)為 D.] 2. 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分力可提供一部分

6、向心 力,以減少車輪與鐵軌的擠壓避免事故發(fā)生, C對,A、B、D錯.] 3. C [賽車在水平彎道上行駛時(shí),摩擦力提供向心力,而且速度越大,需要的向心力 越大,如不及時(shí)減速,當(dāng)摩擦力不足以提供向心力時(shí),賽車就會做離心運(yùn)動,沖出跑道,故 C正確.] 4. D [小球在最高點(diǎn)恰好不脫離軌道時(shí),小球受軌道的彈力為零,而重力恰好提供向 心力,向心力并不是小球受到的力,而是根據(jù)力的作用效果命名的,故 D正確,A、B、C均 錯誤.] 5. BD [設(shè)在最高點(diǎn)小球受的拉力為 Fi,最低點(diǎn)受到的拉力為F2,當(dāng)在最高點(diǎn)Vi>M時(shí), 2 V1 則Fi+mg=mL,即向心力由拉力Fi與mg的合力提供,A

7、錯;當(dāng)v〔=ygL時(shí),F(xiàn)〔=0, B對;v i = ygL為球經(jīng)過最高點(diǎn)的最小速度,即小球在最高點(diǎn)的速率不可能為 0, C錯;在最低點(diǎn),F(xiàn) 2 2 V2 V2 2 - mg = m l , F2=mg+mL,所以經(jīng)最低點(diǎn)時(shí),小球受到繩子的拉力一定大于它的重力, D 對.] 6. B [當(dāng)車輪與路面的橫向摩擦力等于零時(shí),汽車受力如圖所示, 2 V 則有:Nsin 0= mR, Ncos 0= mg, 2 V 解得: tan 0= Rg,故 B正確.] 7. B [如圖所示,飛機(jī)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),飛行員承受的支持力最 2 2

8、 V0 V0 大,當(dāng)半徑最小時(shí),支持力 N = 9mg,由N —mg = m;,得r = 8g.] 8. BCD [由于是輕桿,即使小球在最高點(diǎn)速度為零,小球也不會掉下來,因此 v的極 2 2 小值是零;v由零逐漸增大,由F=—l—可知,F(xiàn)也增大,B對;當(dāng)v = 4H時(shí),F(xiàn) = T=mg, 2 mv 此時(shí)桿恰對小球無作用力,向心力只由其自身重力來提供;當(dāng) V由再增大時(shí),則一廠=mg 2 + F F =mVT — mg,桿對球的力為拉力, 且逐漸增大;當(dāng)V由狗減小時(shí),桿對球?yàn)橹С?mv2 mv2 力.此時(shí),mg —F =丁,F(xiàn) =mg —丁,支持力F逐漸增大,桿對球的拉力、支持力

9、 都為彈力,所以C、D也對,故選B、C、D.] 9. (1)2.5 m/s (2)1.76 N 平拋運(yùn)動 解析 (1)小球通過圓周最高點(diǎn)時(shí),受到的重力 G= mg必須全部作為向心力 F向,否則重 力G中的多余部分將把小球拉進(jìn)圓內(nèi),而不能實(shí)現(xiàn)沿豎直圓周運(yùn)動.所以小球通過圓周最高 點(diǎn)的條件應(yīng)為F向>mg,當(dāng)F向=mg時(shí),即小球受到的重力剛好全部作為通過圓周最高點(diǎn)的向 心力,繩對小球恰好沒有力的作用,此時(shí)小球的速度就是通過圓周最高點(diǎn)的最小速度 v0,由 2 vo 向心力公式有:mg=mT 2 vo 解得:G=mg = m l vo=痼=,10 x 0.625 m/s= 2.5 m/s. v大于最小速度vo,所需的向心力F向?qū)⒋笥谥亓 , 此時(shí)有 (2)小球通過圓周最高點(diǎn)時(shí),若速度 這時(shí)繩對小球要施加拉力 F,如圖所示, 2 v 2 v 解得:F = m ? 3.02 F+ mg = m l —mg= (0.4 X 0.625—0.4 X 10) N = 1.76 N 2 若在最高點(diǎn)時(shí)繩子突然斷了, 則提供的向心力mg小于需要的向心力 mf,小球?qū)⒀厍芯€ 方向飛出做離心運(yùn)動(實(shí)際上是平拋運(yùn)動).

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