2019-2020學(xué)年新教材高中物理 課時跟蹤訓(xùn)練（九）生活中的圓周運動 新人教版必修第二冊

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1、課時跟蹤訓(xùn)練（九） 生活中的圓周運動 A級—學(xué)考達標(biāo) 1．在水平路面上轉(zhuǎn)彎的汽車，提供向心力的是(　　) A．重力和支持力的合力 B．靜摩擦力 C．滑動摩擦力 D．重力、支持力和牽引力的合力 解析：選B　汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，與線速度方向垂直且指向圓心的靜摩擦力提供汽車轉(zhuǎn)彎所需的向心力。 2．在航天器中工作的航天員可以自由懸浮在空中，處于失重狀態(tài)，下列分析正確的是(　　) A．失重就是航天員不受力的作用 B．失重的原因是航天器離地球太遠，從而擺脫了地球引力的束縛 C．失重是航天器獨有的現(xiàn)象，在地球上不可能存在失重現(xiàn)象 D．正是由于引力的存在，才使航天員有可能做環(huán)繞地

2、球的圓周運動 解析：選D　航天器和航天員在太空中受到的合力提供向心力，使航天器和航天員做環(huán)繞地球的圓周運動，故A錯誤，D正確；失重時航天員仍然受到地球引力作用，故B錯誤；失重是普遍現(xiàn)象，任何物體只要有方向向下的加速度，均處于失重狀態(tài)，故C錯誤。 3．關(guān)于鐵軌轉(zhuǎn)彎處內(nèi)、外軌間的高度關(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．因為列車轉(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，減少車輪對鐵軌的擠壓 D．以上說法均不正確 解析：選C　外軌略高于內(nèi)軌，這樣軌道對火車的支持力垂直于軌道平

3、面向上，它與火車的重力的合力沿水平方向指向圓心，消除或減小車輪和軌道間的側(cè)向擠壓，有效地保護了軌道和車輪。 4．在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低。如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些。汽車的運動可看作是半徑為R的圓周運動。設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L。已知重力加速度為g。要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進方向)等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應(yīng)等于(　　) A. B. C. D. 解析：選B　汽車做勻速圓周運動，向心力由重力與斜面對汽車的支持力的合力提供，且向心力的方向水平，向心力大小F向＝mgta

4、n θ，根據(jù)牛頓第二定律：F向＝m，tan θ＝，解得汽車轉(zhuǎn)彎時的速度v＝ ，B對。 5.如圖所示，在盛滿水的試管中裝有一個小蠟塊，小蠟塊所受浮力略大于重力，當(dāng)用手握住A端讓試管在豎直平面內(nèi)左右快速擺動時，關(guān)于蠟塊的運動，以下說法正確的是(　　) A．與試管保持相對靜止 B．向B端運動，可以到達B端 C．向A端運動，可以到達A端 D．無法確定 解析：選C　試管快速擺動，試管中的水和浸在水中的蠟塊都有做離心運動的趨勢(盡管試管不是做完整的圓周運動，且運動的方向也不斷變化，但并不影響問題的實質(zhì))，但因為蠟塊的密度小于水的密度，蠟塊被水?dāng)D壓向下運動。只要擺動速度足夠大且時間足夠長，蠟塊就

5、能一直運動到手握的A端，故C正確。 6.如圖所示，洗衣機的脫水桶采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法錯誤的是(　　) A．脫水過程中，衣物是緊貼桶壁的 B．水會從桶中甩出是因為水滴受到的離心力很大的緣故 C．增大脫水桶轉(zhuǎn)動角速度，脫水效果會更好 D．靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好 解析：選B　脫水過程中，衣物做離心運動而被甩向桶壁，故A正確。水滴的附著力是一定的，當(dāng)水滴因做圓周運動所需的向心力大于該附著力時，水滴被甩掉，故B錯誤。根據(jù)F＝mω2R，ω增大，所需向心力F增大，會有更多水滴被甩出去，故C正確。靠近中心的衣服，做圓周運動的半徑R比較小，角速度ω一樣，所需向

6、心力小，脫水效果較差，故D正確。 7．“天宮一號”繞地球的運動可視為勻速圓周運動，航天員在“天宮一號”中展示了失重環(huán)境下的物理實驗或現(xiàn)象，下列四幅圖中的行為可以在“天宮一號”艙內(nèi)完成的有(　　) A．用臺秤稱量重物的質(zhì)量 B．用水杯喝水 C．用沉淀法將水與沙子分離 D．給小球一個很小的初速度，小球就能在豎直面內(nèi)做圓周運動 解析：選D　重物處于完全失重狀態(tài)，對臺秤的壓力為零，無法通過臺秤測量重物的質(zhì)量；水杯中的水處于完全失重狀態(tài)，不會因重力而流入嘴中；沙子處于完全失重狀態(tài)，不能通過沉淀法與水分離，故A、B、C三圖中的行為無法完成；小球處于完全失重狀態(tài)，給小球一個很小的初速度，小球

7、能在拉力作用下在豎直面內(nèi)做圓周運動，故D圖中行為可在艙內(nèi)完成。 8.在冬奧會短道速滑項目中，運動員繞周長僅111米的短道競賽。比賽過程中運動員在通過彎道時如果不能很好地控制速度，將發(fā)生側(cè)滑而摔離正常比賽路線。如圖所示，圓弧虛線Ob代表彎道，即正常運動路線，Oa為運動員在O點時的速度方向(研究時可將運動員看成質(zhì)點)。下列論述正確的是(　　) A．發(fā)生側(cè)滑是因為運動員受到的合力方向背離圓心 B．發(fā)生側(cè)滑是因為運動員受到的合力大于所需要的向心力 C．若在O點發(fā)生側(cè)滑，則滑動的方向在Oa左側(cè) D．若在O點發(fā)生側(cè)滑，則滑動的方向在Oa右側(cè)與Ob之間 解析：選D　發(fā)生側(cè)滑是因為運動員的速度過大

8、，所需要的向心力過大，而提供的向心力小于所需要的向心力，故選項A、B錯誤；運動員在水平方向不受任何外力時沿Oa方向做離心運動，實際上運動員受到的合力方向指向圓弧Ob內(nèi)側(cè)，所以運動員滑動的方向在Oa右側(cè)與Ob之間，故選項C錯誤，D正確。 9.如果將地球看成一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑，會不會出現(xiàn)速度大到一定程度時，地面對車的支持力為零？這種情況若出現(xiàn)，則此時駕駛員對座椅的壓力是多少？(重力加速度g取9.8 m/s2, 地球半徑為6 400 km) 解析：假設(shè)會出現(xiàn)這種情況，那此時駕駛員對座椅壓力為零，由mg＝m可知v0＝＝ m/s≈7.9×103 m/s＝7.9 km/

9、s。 答案：會出現(xiàn)，當(dāng)速度為7.9 km/s時，駕駛員對座椅的壓力為零 B級—選考提能 10．通過閱讀課本，幾個同學(xué)對生活中的圓周運動的認(rèn)識進行交流。甲說：“洗衣機甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋轉(zhuǎn)時會做離心運動?！币艺f：“火車轉(zhuǎn)彎時，若行駛速度超過規(guī)定速度，則內(nèi)軌與車輪會發(fā)生擠壓?！北f：“汽車過凸形橋時要減速行駛，而過凹形橋時可以較大速度行駛。”丁說：“我在游樂園里玩的吊椅轉(zhuǎn)得越快，就會離轉(zhuǎn)軸越遠，這也是離心現(xiàn)象?！蹦阏J(rèn)為正確的是(　　) A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁 解析：選D　洗衣機甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋轉(zhuǎn)時會做離心運動，故甲同學(xué)說法正

10、確；速度小于規(guī)定速度才會與內(nèi)軌擠壓，因為小于規(guī)定速度后火車有向內(nèi)翻的趨勢，所以乙同學(xué)說法錯誤；為了行車的安全，無論通過凹形橋還是凸形橋，汽車都應(yīng)該減速慢行，丙同學(xué)的說法錯誤；游樂園里的吊椅轉(zhuǎn)得越快，就會離轉(zhuǎn)軸越遠，這也是離心現(xiàn)象，故丁同學(xué)說法正確。選項D正確。 11．[多選]如圖所示，光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球在拉力F作用下做勻速圓周運動。若小球運動到P點時，拉力F發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運動情況的說法中正確的是(　　) A．若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運動 B．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運動 C．若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動 D．若拉力突然變小，

11、小球?qū)⒀剀壽EPc做近心運動 解析：選BC　若拉力突然變大，則小球?qū)⒆鼋倪\動，不會沿軌跡Pb做離心運動，A項錯誤。若拉力突然變小，則小球?qū)⒆鲭x心運動，但由于力與速度有一定的夾角，故小球?qū)⒆銮€運動，B項正確，D項錯誤。若拉力突然消失，則小球?qū)⒀刂鳳點處的切線運動，C項正確。 12．高速公路轉(zhuǎn)彎處彎道圓半徑R＝100 m，汽車輪胎與路面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.23。最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，若路面是水平的，問汽車轉(zhuǎn)彎時不發(fā)生徑向滑動(離心現(xiàn)象)所許可的最大速率vm為多大？當(dāng)超過vm時，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？(g取9.8 m/s2) 解析：在水平路面上轉(zhuǎn)彎，向心力只能由靜摩擦力提供，設(shè)汽車質(zhì)量為m，則Ffm＝μmg，則有m＝μmg，vm＝，代入數(shù)據(jù)可得vm≈15 m/s＝54 km/h。當(dāng)汽車的速度超過54 km/h時，需要的向心力m大于最大靜摩擦力，也就是說提供的合外力不足以維持汽車做圓周運動所需的向心力，汽車將做離心運動，嚴(yán)重的將會出現(xiàn)翻車事故。 答案：54 km/h　汽車做離心運動或出現(xiàn)翻車事故 5