人教版高中物理必修二曲线运动第七节生活中的圆周运动课时作业必修1
高一物理必修二7生活中的圆周作业及答案
7 生活中的圆周运动A 组1.关于圆周运动，下列说法正确的是（ ）A.做匀速圆周运动的物体，它的合外力一定指向圆心B.做圆周运动的物体，它的加速度方向不一定指向圆心C.做圆周运动的物体，它的向心加速度方向不一定指向圆心D.做圆周运动的物体，它的合外力一定指向圆心2.下列说法正确的是（ ）A.做圆周运动的物体所受合外力恰好等于向心力B.物体所受合外力大于需要的向心力时，物体做离心运动C.物体在做匀速圆周运动时，若所受合外力突然变小了，则物体做离心运动D.洗衣机的脱水桶就是应用了离心现象才把衣服甩干的3.如图所示，光滑的水平面上，小球m 在拉力F 的作用下做匀速圆周运动，若小球到达B 点时F 突然发生变化，下列关于小球的运动的说法正确的是（ ）A. F 突然消失，小球将沿轨迹Ba 做离心运动B. F 突然变小，小球将沿轨迹Ba 做离心运动C. F 突然变大，小球将沿轨迹Bb 做离心运动D. F 突然变小，小球将沿轨迹Bc 做离心运动4.下列那些现象是为了防止离心运动而产生不良后果的（ ）A.汽车拐弯时要限速B.转速很高的砂轮半径不能做得太大C.在砂轮的外侧加一个防护罩D.修筑铁路时，拐弯处轨道内高外低5.质量为m 的飞机，以速率v 在水平面上做半径为R 的匀速圆周运动，空气对飞机的作用力大小为（ ） A. 222)(R v g m + B. R v m 2 C. 222)(g R v m - D. mgB 组1.一列火车在运动时，乘客突然发现悬在车顶上的小球向右偏离设偏离竖直方向的角度为θ，则乘客断定火车在向__________拐弯，此时列车的向心加速度为__________。
2.如图所示为工厂中的行车示意图，设钢丝长3m ，用它吊着质量为2.7t 的铸件，行车以2m/s 的速度匀速行驶，当行车突然刹车停止时钢丝受到的拉力为_____________N 。
B a3.质量为m ＝1Kg 的滑块沿光滑的圆轨道内侧向上滑行，已知圆弧轨道半径R ＝0.2m ，滑块经过圆弧轨道最高点的速度为v ＝2m/s ，如图所示，g ＝10m/s 2，则在最高点时滑块对圆弧轨道的压力为多少？4.如图所示，在水平固定的光滑平板上，有一质量为M 的质点，与穿过中央光滑小孔O 的轻绳一端相连，用手拉着绳子的下端，使质点做半径为a 角速度为ω1的匀速圆周运动。
人教版高中物理必修二生活中的圆周运动课时作业
生活中的圆周运动(20分钟50分)一、选择题(此题共4小题,每题7分,共28分)1.(2018·唐山高一检测)在高速公路的拐弯处,往常路面都是外高内低,如图所示。
汽车的运动可看作是做半径为R的水平面内的匀速圆周运动。
设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为 d,路面的宽度为L。
已知重力加快度为g。
要使车轮与路面之间的横向 (垂直于行进方向)摩擦力等于零,则汽车转弯时的车速应等于()A.B.C.D.【分析】选B。
设路面的倾角为θ,要使车轮与路面之间的横向摩擦力等于零,则汽车转弯时,由路面的支持力与重力的协力供给汽车的向心力,作出汽车的受力争,如图。
依据牛顿第二定律,得:mgtanθ=m,又由数学知识获得:tanθ=,联立解得:v=。
【赔偿训练】(2018·桂林高一检测)如下图,照片中的汽车在水平公路上做匀速圆周运动。
已知图中双向四车道的总宽度为15m,内车道边缘间最远的距离为150m。
假定汽车遇到的最大静摩擦力等于车重的倍。
g取10m/s2,则汽车的运动()A.所受的协力可能为零B.只受重力和地面支持力的作用C.所需的向心力由重力和支持力的协力供给D.最大速度不可以超出 3m/s【分析】选D。
汽车在水平面内做匀速圆周运动,合外力供给向心力,一直指向圆心,拐弯时静摩擦力供给向心力,所需的向心力不行能由重力和支持力的协力供给,故A、B、C项错误;汽车遇到的最大静摩擦力等于车重的倍,f=0.7mg,依据牛顿第二定律f=m ,当r最大时,有最大速度,r=×150m+15m=90m,解得v=3m/s,故D项正确。
飞翔中的鸟要改变飞翔方向时,鸟的身体要倾斜(如下图)。
与车辆不一样的是,鸟转弯所需的向心力由重力和空气对它们的作使劲的协力来供给。
质量为m的飞鸟,以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,则飞鸟遇到的协力的大小等于(重力加快度为g)()B.-g2【分析】选B。
飞鸟做圆周运动,遇到的协力供给向心力,则F=,故协力为,故B项正确。
人教版高中物理必修2课后习题含答案
第五章第1节 曲线运动1. 答：如图6－12所示，在A 、C 位置头部的速度与入水时速度v 方向相同；在B 、D 位置头部的速度与入水时速度v 方向相反。
2. 答：汽车行驶半周速度方向改变180°。
汽车每行驶10s ，速度方向改变30°，速度矢量示意图如图6－13所示。
3. 答：如图6－14所示，AB 段是曲线运动、BC 段是直线运动、CD 段是曲线运动。
第2节 质点在平面内的运动1. 解：炮弹在水平方向的分速度是v x ＝800×cos60°＝400m/s;炮弹在竖直方向的分速度是v y ＝800×sin60°＝692m/s 。
如图6－15。
2. 解：根据题意，无风时跳伞员着地的速度为v 2，风的作用使他获得向东的速度v 1，落地速度v 为v 2、v 1的合速度，如图6－15所示， 6.4/v m s ===，与竖直方向的夹角为θ，tanθ＝0.8，θ＝38.7°3. 答：应该偏西一些。
如图6－16所示，因为炮弹有与船相同的由西向东的速度v 1，击中目标的速度v 是v 1与炮弹射出速度v 2的合速度，所以炮弹射出速度v 2应该偏西一些。
4. 答：如图6－17所示。
第3节 抛体运动的规律1. 解：（1）摩托车能越过壕沟。
摩托车做平抛运动，在竖直方向位移为y ＝1.5m ＝212gt 经历时间0.55t s ===在水平方向位移x ＝v t ＝40×0.55m ＝22m ＞20m 所以摩托车能越过壕沟。
一般情况下，摩托车在空中飞行时，总是前轮高于后轮，在着地时，后轮先着地。
（2）摩托车落地时在竖直方向的速度为v y ＝gt ＝9.8×0.55m/s ＝5.39m/s 摩托车落地时在水平方向的速度为v x ＝v ＝40m/s 摩托车落地时的速度/40.36/v s m s === 摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为θ，tanθ＝vx ／v y ＝405.39＝7.422. 解：该车已经超速。
人教版高一物理必修2第五章曲线运动第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+PPT,32张,内含视频)
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【曲线运动】高一物理必修2《第七节 生活中的圆周运动》习题训练(含答案)
习题训练7 生活中的圆周运动1．(交通工具的转弯问题)汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，若要不发生险情，则汽车转弯的轨道半径必须( )A ．减为原来的12B ．减为原来的14C ．增为原来的2倍D ．增为原来的4倍 2．(竖直面内的“轻杆模型”的临界问题)如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O 点的水平轴自由转动，细杆长0.5 m ，小球质量为3 kg ，现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点a 的速度为v a ＝4 m/s ，通过轨道最高点b 的速度为v b ＝2 m/s ，取g ＝10 m/s 2，则小球通过最低点和最高点时对细杆作用力的情况是( )A ．在a 处为拉力，方向竖直向下，大小为126 NB ．在a 处为压力，方向竖直向上大小为126 NC ．在b 处为拉力，方向竖直向上，大小为6 ND ．在b 处为压力，方向竖直向下，大小为6 N3．(航天器中的失重现象)2013年6月11日至26日，“神舟十号”飞船圆满完成了太空之行，期间还成功进行了人类历史上第二次太空授课，女航天员王亚平做了大量失重状态下的精美物理实验．关于失重状态，下列说法正确的是( )A ．航天员仍受重力的作用B ．航天员受力平衡C ．航天员所受重力等于所需的向心力D ．航天员不受重力的作用4．(对离心运动的理解)如图11所示，光滑水平面上，质量为m 的小球在拉力F 作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P 点时，拉力F 发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是( )A．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动C．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做近心运动5．火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定．若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法中正确的是( )A．当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力B．当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C．当速度大于v时，轮缘挤压外轨 D．当速度小于v时，轮缘挤压外轨6．如图所示，质量相等的汽车甲和汽车乙，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，汽车甲在汽车乙的外侧．两车沿半径方向受到的摩擦力分别为F f甲和F f乙．以下说法正确的是( )A．F f甲小于F f乙B．F f甲等于F f乙C．F f甲大于F f乙D．F f甲和F f乙的大小均与汽车速率无关7．赛车在倾斜的轨道上转弯如图所示，弯道的倾角为θ，半径为r，则赛车完全不靠摩擦力转弯的速率是(设转弯半径水平)( )A.gr sin θB.gr cos θC.gr tan θD.gr cot θ8．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的有( )A．在飞船内可以用天平测量物体的质量 B．在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压C．在飞船内可以用弹簧测力计测拉力D．在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球的引力9．在人们经常见到的以下现象中，属于离心现象的是( )A．舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子会张开B．在雨中转动一下伞柄，伞面上的雨水会很快地沿伞面运动，到达边缘后雨水将沿切线方向飞出C．满载黄沙或石子的卡车，在急转弯时，部分黄沙或石子会被甩出D．守门员把足球踢出后，球在空中沿着弧线运动10、．如图3所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为R，人体重为mg，要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力，则过山车在最高点时的速度大小为( )A．0 B.gR C.2gR D.3gR11．半径为R的光滑半圆球固定在水平面上(如图4所示)，顶部有一小物体A，今给它一个水平初速度v0＝Rg，则物体将( )A．沿球面下滑至M点 B．沿球面下滑至某一点N，便离开球面做斜下抛运动C．沿半径大于R的新圆弧轨道做圆周运动 D．立即离开半圆球做平抛运动12．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是( )A．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向下B．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力向上C．小球通过管道最高点时，小球对管道的压力可能向上D．小球通过管道最高点时，小球对管道可能无压力13．杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m＝0.5 kg 的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s，则下列说法正确的是( )A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N14．如图7所示，长为l的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直面内做圆周运动，关于最高点的速度v，下列说法正确的是( )A．v的极小值为gl B．v由零逐渐增大，向心力也增大C．当v由gl逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大D．当v由gl逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大15．如图8所示，质量m＝2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20 m．如果桥面承受的压力不得超过3.0×105 N，则：(1)汽车允许的最大速度是多少？(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10 m/s2)16．质量为0.2 kg的小球固定在长为0.9 m的轻杆一端，杆可绕过另一端O点的水平轴在竖直平面内转动．(g＝10 m/s2)求：(1)当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？(2)当小球在最高点的速度分别为6 m/s和1.5 m/s时，球对杆的作用力．17.一辆质量为4 t的汽车驶过一半径为50 m的凸形桥面时，始终保持5 m/s的速率，汽车所受的阻力为车对桥面压力的0.05倍．求通过桥的最高点时汽车的牵引力是多大？(g 取10 m/s2)18.如图9所示，半径为R 、内径很小的光滑半圆形细管竖直放置，有两个质量均为m 的小球A 、B ，以不同的速率进入管内，若A 球通过圆周最高点N 时，对管壁上部压力为3mg ，B 球通过最高点N 时，对管壁下部压力为mg 2，求A 、B 两球在N 点的速度之比．第七节 生活中的圆周运动 习题训练答案1、答案 D 解析 汽车在水平地面上转弯，向心力由静摩擦力提供．设汽车质量为m ，汽车与地面的动摩擦因数为μ，汽车的转弯半径为r ，则μmg ＝m v 2r，故r ∝v 2，故速率增大到原来的2倍时，转弯半径增大到原来的4倍，D 正确．2、答案 AD 解析 小球对细杆的作用力大小等于细杆对小球的作用力．在a 点设细杆对球的作用力为F a ，则有F a －mg ＝m v 2a r ，所以F a ＝mg ＋m v 2a r ＝(30＋3×420.5) N ＝126 N ，故小球对细杆的拉力为126 N ，方向竖直向下，A 正确，B 错误．在b 点设细杆对球的作用力向上，大小为F b ，则有mg －F b ＝m v 2b r ，所以F b ＝mg －m v 2b r ＝30 N －3×220.5N ＝6 N ，故小球对细杆为压力，方向竖直向下，大小为6 N ，C 错误，D 正确．3、答案 AC 解析 做匀速圆周运动的空间站中的航天员，所受重力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，并非航天员不受重力作用，A 、C 正确，B 、D 错误．4、答案 BC 解析 若拉力突然变大，则小球将做近心运动，不会沿轨迹Pb 做离心运动，A 错误．若拉力突然变小，则小球将做离心运动，但由于力与速度有一定的夹角，故小球将做曲线运动，B 正确，D 错误．若拉力突然消失，则小球将沿着P 点处的切线运动，C 正确．5、答案 AC 解析 火车拐弯时按铁路的设计速度行驶时，向心力由火车的重力和轨道的支持力的合力提供，A 对，B 错；当速度大于v 时，火车的重力和轨道的支持力的合力小于向心力，外轨对轮缘有向内的弹力，轮缘挤压外轨，C 对，D 错．6、答案 A 解析 汽车在水平面内做匀速圆周运动，摩擦力提供做匀速圆周运动的向心力，即F f ＝F 向＝m v 2r ，由于r 甲＞r 乙，则F f 甲＜F f 乙，A 正确． 7、答案 C 解析 设赛车的质量为m ，赛车受力分析如图所示，可见：F合＝mg tan θ，而F 合＝m v 2r，故v ＝gr tan θ. 8、答案 CD 解析 飞船内的物体处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为0，因此不能用天平测量物体的质量，A 错误；同理，水银也不会产生压力，故水银气压计也不能使用，B 错误；弹簧测力计测拉力遵从胡克定律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，C 正确；飞船内的重物处于完全失重状态，并不是不受重力，而是重力全部用于提供重物做圆周运动所需的向心力，D 正确．9、答案 ABC 解析 裙子张开属于离心现象，伞上的雨水受到的力由于不够提供向心力导致水滴做离心运动，黄沙或石子也是因为受到的力不够提供向心力而做离心运动，守门员踢出足球，球在空中沿着弧线运动是因为足球在力的作用下运动，不是离心现象．10、答案 C 解析 由题意知F ＋mg ＝2mg ＝m v 2R，故速度大小v ＝2gR ，C 正确． 11、答案 D 解析 当v 0＝gR 时，所需向心力F n ＝m v 20R＝mg ，此时，物体与半球面顶部接触但无弹力作用，物体只受重力作用，故做平抛运动． 12答案 ACD13、答案 B 解析 水流星在最高点的临界速度v ＝gL ＝4 m/s ，由此知绳的拉力恰为零，且水恰不流出．故选B.14、答案 BCD 解析 由于是轻杆，即使小球在最高点速度为零，小球也不会掉下来，因此v的极小值是零，A 错；v 由零逐渐增大，由F ＝m v 2l可知，F 向也增大，B 对；当v ＝gl 时，F 向＝m v 2l ＝mg ，此时杆恰对小球无作用力，向心力只由其自身重力提供；当v 由gl 增大时，则m v 2l＝mg ＋F ，故F ＝m v 2l－mg ，杆对球的力为拉力，且逐渐增大；当v 由gl 减小时，杆对球的力为支持力．此时，mg －F ′＝m v 2l ，F ′＝mg －m v 2l，支持力F ′逐渐增大，杆对球的拉力、支持力都为弹力，所以C 、D 也对，故选B 、C 、D.15、答案 (1)10 m/s (2)1×105 N(1)汽车在凹形桥最低点时存在最大允许速度，由牛顿第二定律得：F N －mg ＝m v 2r代入数据解得v ＝10 m/s(2)汽车在凸形桥最高点时对桥面有最小压力，由牛顿第二定律得：mg －F N1＝m v 2r，代入数据解得F N1＝1×105 N. 16、答案 (1)3 m/s (2)6 N ，方向竖直向上 1.5 N ，方向竖直向下(1)当小球在最高点对杆的作用力为零时，重力提供向心力，则mg ＝m v 20R，解得v 0＝3 m/s. (2)v 1＞v 0，由牛顿第二定律得：mg ＋F 1＝m v 21R，由牛顿第三定律得：F 1′＝F 1，解得F 1′＝6 N ，方向竖直向上．v 2＜v 0，由牛顿第二定律得：mg －F 2＝m v 22R，由牛顿第三定律得：F 2′＝F 2，解得：F 2′＝1.5 N ，方向竖直向下．由牛顿第三定律知汽车对桥面的最小压力等于105 N. 17．1 900 N 解析 对汽车在拱形桥的最高点受力分析如图所示，由于车速不变，所以在运动方向上有F ＝F f ；汽车在桥的最高点时，车的重力和桥对车的支持力的合力是使汽车做圆周运动的向心力，方向竖直向下，根据牛顿第二定律有：mg －F N ＝m v 2r由题意知F f ＝kF N 联立以上三式解得F ＝k (mg －m v 2r )＝0.05×(4×103×10－4×103×5250) N ＝1 900 N18．2 2∶1解析 对A 球在最高点时受力分析如图甲，则3mg ＋mg ＝m v 2A R得v A ＝2 gR 对B 球在最高点时受力分析如图乙，则mg －12mg ＝m v 2B R ，得：v B ＝122gR ，故v A v B ＝221.。
高一物理人教版必修二第二章7.生活中的圆周运动练习
高一物理人教版必修二第二章7.生活中的圆周运动练习一、单选题1.洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图，则此时（）A．衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用B．筒壁的弹力随筒的转速增大而增大C．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由于摩擦的作用D．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大2. 乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转．下列说法正确的是( )A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B．人在最高点时对座位不可能产生压力C．人在最低点时对座位的压力等于mgD．人在最低点时对座位的压力大于mg3. 如图所示，汽车过拱形桥时的运动可以看做匀速圆周运动，质量为m的汽车以速度v过桥，桥面的圆弧半径为R，重力加速度为g，则汽车通过桥面最高点时对桥面的压力大小为（）A．mg B．C．mg﹣D．mg+4. 如图所示，飞机做特技表演时，常做俯冲拉起运动，此运动在最低点附近可看作是半径为500 m的圆周运动．若飞行员的质量为65 kg，飞机经过最低点时速度为360 km/h，则这时飞行员对座椅的压力为：(取g＝10 m/s2) （）A．650N B．1300N C．1800N D．1950N5. 近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产机车总质量为m，如图已知两轨间宽度为L，内外轨高度差为h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，请问，该弯道处的设计速度最为适宜的是（）A．B．C．D．6. 在半径为R的固定半球形碗内，有一质量为m的物体自碗边向碗底滑动，滑到最低点时速度为v，若物体与碗的动摩擦因数为μ，则物体在最低点受到的摩擦力大小是( )A．B．C．D．7. 如图所示，轻杆长为L.一端固定在水平轴上的O点，另一端系一个小球(可视为质点）小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力加速度．下列说法正确的是A．小球通过最高点时速度不可能小于B．小球通过最高点时所受轻杆的作用力可能为零C．小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大D．小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小8. 两个质量分别为2m和m的小木块a和可视为质点放在水平圆盘上，a与转轴的距离为L，b与转轴的距离为2L，a、b之间用长为L的强度足够大的轻绳相连，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g．若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，开始时轻绳刚好伸直但无张力，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是A．a比b先达到最大静摩擦力B．a、b所受的摩擦力始终相等C．是b开始滑动的临界角速度D．当时，a所受摩擦力的大小为二、多选题9. 火车在铁轨上转弯可以看成是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损．为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题，你认为理论上可行的措施是（）A．增大弯道半径B．减小弯道半径C．适当增加内外轨道的高度差D．适当减小内外轨道的高度差10. “飞车走壁”杂技表演深受青少年的喜爱，表演者沿着侧壁做匀速圆周运动如图所示．若表演时演员与摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零．摩托车离底面越高（）A．向心力越大B．线速度越大C．周期越大D．对侧壁的压力越大三、解答题11. 如图所示，是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面．若女运动员伸直的身体与竖直方向的夹角为θ，质量为m，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r，忽略女运动员受到的摩擦力，重力加速度为g，求（1）当女运动员对冰面的压力为其重力的1/2时，男运动员的拉力大小及两人转动的周期；（2）当女运动员刚要离开冰面时，男运动员的拉力大小及两人转动的周期．12.现有一根长L＝1 m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m＝0.5kg的小球(可视为质点)，将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力，g取10m/s2，则：(1) 为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？(2) 在小球以速度v1＝4 m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？(3) 在小球以速度v2＝1m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小；若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间．。
人教版高中物理必修二课时分层作业7生活中的圆周运动
课时分层作业(七)生活中的圆周运动◎题组一火车转弯1．火车在某个弯道按规定运行速度40 m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力。
若火车在该弯道实际运行速度为30 m/s，则下列说法正确的是()A．仅内轨对车轮有侧压力B．仅外轨对车轮有侧压力C．内、外轨对车轮都有侧压力D．内、外轨对车轮均无侧压力2．汽车在水平路面上转弯，地面的摩擦力已达到最大，当汽车的速率增大为原来的2倍时，为了保证行车安全，汽车转弯的轨道半径必须()A．至少增大到原来的4倍B．至少增大到原来的2倍C．至少增大到原来的√2倍D．减小到原来的123．(2022·广东广州期中)摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车。
当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜；行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。
假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度转弯，转弯半径为1 km，则质量为55 kg的乘客，在转弯过程中所受到的列车给他的作用力为(重力加速度g取10 m/s2)() A．550 N B．1 100 NC．0 D．550√2N◎题组二汽车过拱形桥航天器中的失重现象4．在航天器中工作的航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析正确的是()A．失重就是航天员不受力的作用B．失重的原因是航天器离地球太远，从而摆脱了地球引力的束缚C．失重是航天器独有的现象，在地球上不可能存在失重现象D．正是由于引力的存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动5．(2022·湖北武汉期中)如图所示，汽车在炎热的夏天沿不规整的曲面行驶，其中最容易发生爆胎的点是(汽车运动速率不变)()A．a点B．b点C．c点D．d点6．游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20 m/s2，g取10 m/s2，那么此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的()A．1倍B．2倍C．3倍D．4倍◎题组三离心现象7．(2022·浙江“5＋1”联盟期中)如图所示是赛车比赛中的某一弯道，甲、乙、丙三条虚线为赛车过此弯道的三种赛车行驶线路，关于赛车过此弯道的说法正确的是()A．三种赛车行驶线路过弯时的位移相同B．为获得更大的过弯速度，应选择乙赛车线路C．赛车手过弯时有被向外甩的趋势，故赛车手过弯时受到的合力指向弯道外侧D．因赛车过弯时的最大摩擦力相同，故三条赛车线路的最大向心加速度相同8．如图所示，餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动时，其上的物品相对于转盘静止，则以下说法正确的是()A．越靠近圆心的物品线速度越大B．越靠近圆心的物品加速度越小C．越靠近圆心的物品角速度越小D．越靠近圆心的物品摩擦力越小9．如图甲所示，质量为m(包含雪板)的运动员在安全速降过程获得的最大速度为v，为了顺利通过水平面上半径为R的旗门弯道，运动员利用身体倾斜将雪板插入雪中。
新人教版高一物理必修二课件%3A5.7生活中的圆周运动
2、条件：0 ≤F合＜mω2r
四、离心运动
3、离心运动的应用
离
离
心
心
甩
抛
干
掷
离
离
心
心
脱
分
水
离
四、离心运动
用离心机把 体温计的水 银柱甩回玻 璃泡内
制作棉花糖的原理： 内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白 砂糖，加热使糖熔化成糖汁.内筒高速旋转， 黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小 孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外 筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像 一团团棉花.
m
v2 R
a FN
FN
mg
m
v2 R
m g
由牛顿第三定律得，汽车通过桥的最高点时对桥的压力比汽车重力
二、拱形桥
用模拟实验验证分析
注意观察指针的偏转大小
二、拱形桥
小结：
最高点
汽车对桥面的压力
超重失重状态
最低点
课堂小结
两类圆周运动问题分 析
水平面内的圆周运 动
竖直面内的圆周运动
受力情况
FN Ff
mg
l
Rg
h
一、铁路的弯道
车轮的构 造
火车车轮有突出的轮 缘
一、铁路的弯道
铁路的弯 ——内外轨道一样
道
高
F
F向心力
m
v2 r
N
.F
G
外轨对轮缘的弹力提供向心 力
问题探 究
靠这种办法得到的 向心力缺点是什么？ 如何解决这一实际 问题？
一、铁路的弯道
问题探 究 请设计一个方案让火车沿轨道安全通过
弯道
设计方案思想简述 画出草图 简单计算说明 可行性分析
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6．在下面介绍的各种情况中，哪些情况将出现超重现象( )
①荡秋千经过最低点的小孩；
②汽车过凸形桥；
③汽车过凹形桥；
④在绕地球做匀速圆周运动的飞船的仪器．
A．①②B．①③
C．①④D．③④
[解析] 物体在竖直平面内做圆周运动，受重力和拉力(或支持力)的作
用，若向心加速度向上，则F－mg＝m v2
r
，F>mg，处于超重状态；若向心加速度
向下，则mg－F＝m v2
r
，F<mg，处于失重状态．做匀速圆周运动的飞船中的仪器
重力提供向心力，所以处于完全失重状态，所以应选B.
[答案] B
7．如图所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧．若竖直圆轨道的半径为R，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过最高点时的角速度最小为( )
A.gR B．2gR
C.g
R
D.
R
g
[解析] 小球能通过最高点的临界情况为向心力恰好等于重力，即mg＝
mω2R，解得ω＝g
R
，选项C正确．
[答案] C
8．乘坐游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动(见图)，下列说法正确的是( )
A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去
B．人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg
C．人在最低点时处于超重状态
D．人在最低点时对座位的压力大于mg
[解析] 由圆周运动的临界条件知：当人在最高点v＝gR时，人对底座和保险带都无作用力；当v>gR时，人对底座有压力，且当v>2gR时，压力大于mg，故A、B均错；人在最低点：F
－mg＝mv2/R，F N>mg，故C、D两项正确．
N
[答案]CD
二、非选择题
9．离心沉淀器可以加速物质的沉淀，图所示是它的示意图，当盛着液体的试管绕竖直轴高速旋转时，两个试管几乎成水平状态，说明它为什么能加速密度较大的物质的沉淀．
[答案]密度较大的物质和液体一起做圆周运动，密度较大的物质的向心力来源于液体的粘滞力，当高速旋转时，液体的粘滞力不足以提供密度较大的物质做圆周运动的向心力时，它即做离心运动而沉淀到试管的底部．10．一辆质量m＝2.0t的小轿车，驶过半径R＝90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g＝10m/s2.求：(1)若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？(2)若桥面为凸形，汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？
[解析] 首先要确定汽车在何位置时对桥面的压力最大，汽车经过凹形桥面时，向心加速度方向向上，汽车处于超重状态；经过凸形桥面时，向心加速度方向向下，汽车处于失重状态，所以当汽车经过凹形桥面的最低点时，汽车对桥面的压力最大．
(1)汽车通过凹形桥面最低点时，在水平方向受到牵引力F和阻力f.在竖直方向受到桥面向上的支持力N1，和向下的重力G＝mg，如图所示．圆弧形轨道的圆心在汽车上方，支持力N1与重力G的合力为N1－mg，这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力，即F向＝N1－mg.由N1－mg＝mv2/R，解得桥面的支持力大小为N1＝
m v2
R
＋mg＝(20xx×
202
90
＋20xx×10)N＝2.89×104N.
根据牛顿第三定律，汽车对桥面最低点的压力大小是2.89×104N.
(2)汽车通过凸形桥面最高点时，在水平方向受到牵引力F和阻力f，在竖直方向受到竖直向下的重力G＝mg和桥面向上的支持力N2，如图所示．圆弧形
轨道的圆心在汽车的下方，重力G与支持力N2的合力为mg－N2，这个合力就是汽车通过桥面顶点时的向心力，即F向＝mg－N2，由向心力公式有mg－N2＝
mv2/R，解得桥面的支持力大小为N
2＝mg－m
v2
R
＝(20xx×10－20xx×
102
90
)N＝
1.78×104N，根据牛顿第三定律，汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为
1.78×104N.
(3)设汽车速度为v m时，通过凸形桥面顶点时对桥面压力为零．根据牛顿第三定律，这时桥面对汽车的支持力也为零，汽车在竖直方向只受到重力G作用，重力G＝mg就是汽车驶过桥顶点时的向心力，即F向＝mg，由向心力公式有mg＝mv2m/R得，v
m
＝gR＝30m/s，此时汽车对桥面刚好没有压力．[答案](1)2.89×104N；(2)1.78×104N；(3)30m/s
11．如图所示，自行车和人的总质量为M，在一水平地面运动，若自行车以速度v转过半径为R的弯道，求：
(1)自行车的倾角应多大？
(2)自行车所受的地面的摩擦力多大？
[解析] 地面对自行车的作用(即N与f的合力)，必过人与车的重心，沿着人体方向．
将人与自行车视为质点，受力分析如图所示，
建立坐标系，根据牛顿第二定律：摩擦力f＝M·
v2
R
①
N－G＝0 ②根据分析可知tanθ＝
N
f
＝
Mg
M·
v2
R
＝
gR
v2
所以车与水平面夹角θ＝arctan(
gR
v2
)
[答案]见解析
12．如图所示，在倾角为α＝30°的光滑斜面上，有一根长为L＝0.8m的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m＝0.2 kg的小球，沿斜面做圆周运动，
(1)求小球通过最高点A的最小速度．
(2)若小球做圆周运动时细绳能承受的最大拉力为F max＝10 N，则小球在最低点B的最大速度是多少？(g＝10m/s2)
[解析] (1)小球通过最高点A的最小速度就是绳子上拉力为零时的速度，此时有：mg sinα＝m
v2A
L
.代入数据可得最小速度：v A＝2m/s.
(2)小球在最低点B满足：F max－mg sinα＝m
v2B
L
.代入数据可得最大速度v B＝6m/s.
[答案](1)v A＝2m/s (2)v B＝6m/s。