2.3 圓周運(yùn)動(dòng)的案例分析 每課一練（滬科版必修2）

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訓(xùn)練3　圓周運(yùn)動(dòng)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(xiàng)A、B、C、D分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四種方向，其中你認(rèn)為正確的是 (　　) 2．如圖1所示，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確的是 (　　) 圖1 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)繩子的拉力不可能為零 C．若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則其在最高點(diǎn)的速率為 D．小球過最低點(diǎn)時(shí)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(wú)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(jī)，以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，空氣對(duì)飛機(jī)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(zhǎng)為1.6 m的細(xì)繩的一端，系一個(gè)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(yùn)動(dòng)，如圖2所示，若“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)的速率為4 m/s，則下列說(shuō)法正確的是(g＝10 m/s2) (　　) 圖2 A．“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，有水從容器中流出 B．“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，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(diǎn)時(shí)，處于完全失重狀態(tài)，不受力的作用 D．“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，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(yùn)動(dòng)，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(shuō)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(wú)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(gè)質(zhì)量為m的小球．當(dāng)汽車在水平面上勻速行駛時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，當(dāng)汽車以同一速度通過一個(gè)橋面為弧形的拱形橋的最高點(diǎn)時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，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(shí)，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)(如圖5所示)，下列說(shuō)法正確的是 (　　) 圖5 A．車在最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，若沒有保險(xiǎn)帶，人一定會(huì)掉下去 B．人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于mg C．人在最低點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài) D．人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)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(gè)半徑約為3 m的直圓筒，可繞中間的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，里面的乘客背靠圓筒壁站立．當(dāng)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速達(dá)到至少每分鐘30圈時(shí)，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(dòng)而不掉下來(lái)，則乘客與轉(zhuǎn)筒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為多少？(g取10 m/s2，π2＝10) 圖6 11．長(zhǎng)L＝0.5 m的輕桿，其一端連接著一個(gè)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(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖7所示．在A通過最高點(diǎn)時(shí)，求下列兩種情況下A對(duì)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(lái)人類離開地球到宇宙中去生活，可以設(shè)計(jì)如圖8所示的宇宙村，它是一個(gè)圓形的密封建筑，人們生活在圓環(huán)的邊上．為了使人們?cè)谄渲猩畈恢劣谟惺е馗?，可以讓它旋轉(zhuǎn)．設(shè)這個(gè)建筑物的直徑為200 m，那么，當(dāng)它繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為多少時(shí)，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(huì)有超重的感覺