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

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1、課時跟蹤訓練（九） 生活中的圓周運動 A級—學考達標 1．在水平路面上轉彎的汽車，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．關于鐵軌轉彎處內、外軌間的高度關系，下列說法中正確的是(　　) A．內、外軌一樣高，以防列車傾倒造成翻車事故 B．因為列車轉彎處有向內傾倒的可能，故一般使內軌高于外軌，以防列車翻倒 C．外軌比內軌略高，這樣可以使列車順利轉彎，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低。如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機左側的路面比右側的路面低一些。汽車的運動可看作是半徑為R的圓周運動。設內外路面高度差為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，則汽車轉彎時的車速應等于(　　) 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，當用手握住A端讓試管在豎直平面內左右快速擺動時，關于蠟塊的運動，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)，但因為蠟塊的密度小于水的密度，蠟塊被水擠壓向下運動。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”艙內完成的有(　　) A．用臺秤稱量重物的質量 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做圓周運動，故D圖中行為可在艙內完成。 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點)。下列論述正確的是(　　) A．發(fā)生側滑是因為運動員受到的合力方向背離圓心 B．發(fā)生側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)生側滑，則滑動的方向在Oa左側 D．若在O點發(fā)生側滑，則滑動的方向在Oa右側與Ob之間 解析：選D　發(fā)生側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內側，所以運動員滑動的方向在Oa右側與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，幾個同學對生活中的圓周運動的認識進行交流。甲說：“洗衣機甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋轉時會做離心運動?！币艺f：“火車轉彎時，若行駛速度超過規(guī)定速度，則內軌與車輪會發(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得越快，就會離轉軸越遠，這也是離心現(xiàn)象?！蹦阏J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時會做離心運動，故甲同學說法正

10、確；速度小于規(guī)定速度才會與內軌擠壓，因為小于規(guī)定速度后火車有向內翻的趨勢，所以乙同學說法錯誤；為了行車的安全，無論通過凹形橋還是凸形橋，汽車都應該減速慢行，丙同學的說法錯誤；游樂園里的吊椅轉得越快，就會離轉軸越遠，這也是離心現(xiàn)象，故丁同學說法正確。選項D正確。 11．[多選]如圖所示，光滑水平面上，質量為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，小球將沿軌跡Pb做離心運動 B．若拉力突然變小，小球將沿軌跡Pb做離心運動 C．若拉力突然消失，小球將沿軌跡Pa做離心運動 D．若拉力突然變小，

11、小球將沿軌跡Pc做近心運動 解析：選BC　若拉力突然變大，則小球將做近心運動，不會沿軌跡Pb做離心運動，A項錯誤。若拉力突然變小，則小球將做離心運動，但由于力與速度有一定的夾角，故小球將做曲線運動，B項正確，D項錯誤。若拉力突然消失，則小球將沿著P點處的切線運動，C項正確。 12．高速公路轉彎處彎道圓半徑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：在水平路面上轉彎，向心力只能由靜摩擦力提供，設汽車質量為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