高中物理 第二章 勻速圓周運動 第3節(jié) 圓周運動的實例分析2 汽車過橋（過山車）中動力學(xué)問題同步練習(xí) 教科版必修2

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1、高中物理 第二章 勻速圓周運動 第3節(jié) 圓周運動的實例分析2 汽車過橋（過山車）中動力學(xué)問題同步練習(xí) 教科版必修2 （答題時間：30分鐘） 1. 質(zhì)量為m的汽車，額定功率為P，與水平地面間的摩擦數(shù)為μ，以額定功率勻速前進(jìn)一段時間后駛過一圓弧形半徑為R的凹橋，汽車在凹橋最低點的速度與勻速行駛時相同，則汽車對橋面的壓力N的大小為（ ） A. N=mg B. C. D. 2. 當(dāng)汽車行駛在凸形橋時，為使通過橋頂時減小汽車對橋的壓力，司機(jī)應(yīng)（ ） A. 以盡可能小的速度通過橋頂 B

2、. 增大速度通過橋頂 C. 使通過橋頂?shù)南蛐募铀俣缺M可能小 D. 和通過橋頂?shù)乃俣葻o關(guān) 3. 在云南省某些地方到現(xiàn)在還要依靠滑鐵索過江，若把這滑鐵索過江簡化成如圖所示的模型，鐵索的兩個固定點A、B在同一水平面內(nèi)，AB間的距離為L=80m，繩索的最低點離AB間的垂直距離為H=8m，若把繩索看做是圓弧，已知一質(zhì)量m=52kg的人借助滑輪（滑輪質(zhì)量不計）滑到最低點的速度為10m/s，那么（ ） A. 人在整個繩索上運動可看成是勻速圓周運動 B. 可求得繩索的圓弧半徑為100m C. 人在滑到最低點時，滑輪對繩索的壓力為5

3、70N D. 在滑到最低點時人處于失重狀態(tài) 4. 乘坐游樂園的翻滾過山車時，質(zhì)量為m的人隨車一起在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（ ） A. 車的加速度方向時刻在變化，但總是指向圓心 B. 人在最高點時對座位仍可能產(chǎn)生壓力，但是速度可以為零 C. 車的線速度方向時刻在變化，但總在圓周切線方向上 D. 人在最低點時對座位的壓力大于mg 5. 如圖所示，過山車的軌道可視為豎直平面內(nèi)半徑為R的圓軌道。質(zhì)量為m的游客隨過山車一起運動，當(dāng)游客以速度v經(jīng)過圓軌道的最高點時（ ） A. 處于超重狀態(tài) B. 向心加速度方向豎直向下 C. 速度v的大小

4、一定為 D. 座位對游客的作用力為 6. 如圖，m為在水平傳送帶上被傳送的小物體（可視為質(zhì)點），A為終端皮帶輪，已知皮帶輪半徑為r，傳送帶與皮帶輪之間不打滑，則要使小物體被水平拋出，A輪轉(zhuǎn)動（ ） A. 角速度越小越好，最大為 B. 線速度越大越好，至少為 C. 轉(zhuǎn)速越大越好，至少為 D. 周期越小越好，最大值為 7. 如圖所示，拱橋的外半徑為40m。問： （1）當(dāng)重1t的汽車通過拱橋頂點的速度為10m/s時，車對橋頂?shù)膲毫Χ嗌倥＃? （2）當(dāng)汽車通過拱橋頂點的速度為多少時，車對橋頂剛好沒有壓力？（g=10m/s2） 1. C 解析：汽車以

5、恒定功率啟動行駛，滿足：P=fv=μmgv，所以。在凹形橋最低點時，根據(jù)牛頓第二定律得，，則汽車對橋面的壓力等于支持力，N=F=。故C正確。 2. B 解析：當(dāng)汽車駛在凸形橋時，重力和前面對汽車的支持力提供向心力，則，解得：，根據(jù)牛頓第三定律可知：汽車對橋的壓力等于橋頂對汽車的支持力，為使通過橋頂時汽車對橋的壓力減小，可以增大速度通過橋頂，故B正確，A、C錯誤；向心加速度小，橋頂對汽車的支持力就大，故C錯誤。 3. C 解析：人借助滑輪下滑過程中，其重力勢能在減小，速度大小是變化的，因此人在整個繩索上運動不能看成勻速圓周運動；設(shè)圓弧的半徑為r，由幾何關(guān)系，有：，解得；人在滑到最低點時，

6、根據(jù)牛頓第二定律得：，解得；人在滑到最低點時，具有向上的加速度，人對繩索的壓力大于重力，因此人處于超重狀態(tài)，所以正確選項為C。 4. CD 解析：只有在勻速圓周運動時，加速度方向才指向圓心，A錯；人在最高點時速度不能是0，最小速度是，B錯；人在最低點時，座位對人的支持力與人的重力的合力提供向心力，因此座位對人的支持力大于人的重力。CD正確。 5. B 解析：據(jù)題意，當(dāng)車過最高點時由加速度向下，屬于失重狀態(tài)，故A選項錯誤，而B選項正確；此時速度大小為：，故C選項錯誤；游客受到座位的作用力為：，故D選項錯誤。 6. BC 解析：當(dāng)物體對輪子的壓力為零時，物體做平拋運動，根據(jù)mg=得，v=，知線速度越大越好，最小值為，角速度越大越好，最小角速度，故A錯誤，B正確；轉(zhuǎn)速n=，知轉(zhuǎn)速越大越好，最小為，故C正確；周期越小越好，周期最大值T=，故D錯誤。 7. 解：（1）小車受到的mg 和N的合力提供向心力 帶入數(shù)據(jù)得: N=7500N 由牛頓第三定律得：小車對橋的壓力=N=7500N （2）當(dāng)重力完全充當(dāng)向心力時，車對橋頂沒有作用力，即，解得v=20m/s。