2021年高中物理人教版（新教材）必修第二册同步练习：第6章 第4节 生活中的圆周运动 （含解析）.doc

1、第六章第六章 第四节第四节 请同学们认真完成 练案 8 合格考训练 25分钟 满分60分 一、选择题(本题共 7 小题，每题 7 分，共 49 分) 1由上海飞往美国洛杉矶的飞机在飞越太平洋上空的过程中，如果保持飞行速度的大小 和距离海平面的高度均不变，则以下说法中正确的是( C ) A飞机做的是匀速直线运动 B飞机上的乘客对座椅的压力略大于地球对乘客的引力 C飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引力 D飞机上的乘客对座椅的压力为零 解析：由于人同飞机一同做匀速圆周运动，地球对人的引力和座椅对人的支持力的合力 提供人做匀速圆周运动所需的向心力，即 F引F支mv 2 R。由此可以知道 F

2、引F支，由牛顿第 三定律 F支F压，所以 C 项正确。 2如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为 10 m/s 时，车对桥顶的压力为车重的3 4。如 果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为(g 取 10 m/s2)( B ) A15 m/s B20 m/s C25 m/s D30 m/s 解析：当 v10 m/s 时，mg3 4mgm v2 R 当 FN0 时，mgmv 2 1 R 由解得 v120 m/s。 3飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力， 这种现象叫过荷。过荷过重会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至

3、昏厥。受过 专门训练的空军飞行员最多可承受 9 倍重力的支持力影响。取 g10 m/s2，则当飞机在竖直平 面上沿圆弧轨道俯冲速度为 100 m/s 时，圆弧轨道的最小半径为( C ) A100 m B111 m C125 m D250 m 解析：由题意知，8mgmv 2 R代入数值得 R125 m。 4(2020 内蒙古林东一中高一下学期期中)铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知 内外轨道平面与水平面的夹角为 ，如图所示，弯道处的圆弧半径为 R，若质量为 m 的火车转 弯时速度等于 gRtan，则( C ) A内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C这时铁轨对火车的支持力

4、等于 mg cos D这时铁轨对火车的支持力大于 mg cos 解析：由牛顿第二定律 F合mv 2 R，解得 F 合mgtan，此时火车受重力和铁路轨道的支持 力作用，如图所示，FNcosmg，则 FN mg cos，内、外轨道对火车均无侧压力，故 C 正确， A、B、D 错误。 5在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯， 司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为 R 的在水平面内的圆周 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。已知重力加速度为 g。 要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则

5、汽车转弯时的车速应等于 ( B ) A gRh L B gRh d C gRL h D gRd h 解析：由题意知当 mgtanmv 2 R时其横向摩擦力等于零所以 v gRtan gRh d 。 6(多选)(2020 黑龙江大庆十中高一下学期检测)如图所示，光滑水平面上，小球 m 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，关于小球运动情况的 说法正确的是( ACD ) A若拉力突然消失，小球将沿轨迹 Pa 做离心运动 B若拉力突然变小，小球将沿轨迹 Pa 做离心运动 C若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹 Pb 做离心运动 D若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹

6、 Pc 做近心运动 解析：由 Fmv 2 R 知，拉力变小，F 提供的向心力不足，R 变大，小球做离心运动，故选 项 C 正确 B 错误；反之，F 变大，小球做近心运动，D 正确；当 F 突然消失时，小球将沿直 线运动，A 正确。 7(多选)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。 如图所示为处于完全失重状态下的陀螺，下列说法正确的是( AC ) A陀螺仍受重力的作用 B陀螺受力平衡 C陀螺所受重力等于所需的向心力 D陀螺不受重力的作用 解析：做匀速圆周运动的空间

7、站中的物体，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，并非不受重力作用，A、C 正确，B、D 错误。 二、非选择题 8(11 分)汽车若在起伏不平的公路上行驶时，应控制车速，以避免造成危险，如图所示 为起伏不平的公路简化的模型图：设公路为若干段半径 r 为 50 m 的圆弧相切连接，其中 A、C 为最高点， B、 D 为最低点， 一质量为 2 000 kg 的汽车(作质点处理)行驶在公路上， (g 取 10 m/s2) 试求： (1)当汽车保持大小为 20 m/s 的速度在公路上行驶时，路面的最高点和最低点受到压力各 为多大。 (2)速度为多大时可使汽车在最高点对公路的压力为零

8、。 (3)简要回答为什么汽车通过拱形桥面时，速度不宜太大。 答案：(1)4 000 N,36 000 N (2)22.4 m/s (3)见解析 解析：(1)以汽车为研究对象，根据牛顿第二定律有： 最高点：mgF1mv 2 r ，得： F1mgmv 2 r 4 000 N 由牛顿第三定律知，汽车对路面的压力 F1F14 000 N 最低点：F2mgmv 2 r ， 得：F2mgmv 2 r 36 000 N 由牛顿第三定律知，汽车对路面的压力 F2F236 000 N (2)汽车在最高点对公路的压力为零时，由 mgmv 2 r 得： v gr22.4 m/s (3)若速度太大， 则车对地面的压力

9、明显减小甚至为 0， 则车与地面的摩擦力明显减小甚至 为 0，会给汽车刹车和转弯带来困难，甚至可能使汽车腾空抛出。 等级考训练 15分钟 满分40分 一、选择题(本题共 3 小题，每题 8 分，共 24 分) 1雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉 重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手摇脚踏板，使后轮匀速转 动， 泥巴就被甩下来。 如图所示， 图中 a、 b、 c、 d 为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置， 则( C ) A泥巴在图中 a、c 位置的向心加速度大于 b、d 位置的向心加速度 B泥巴在图中的 b、c 位置时最容易被甩下来 C泥

10、巴在图中的 c 位置时最容易被甩下来 D泥巴在图中的 a 位置时最容易被甩下来 解析：a、b、c、d 共轴转动，角速度相等，半径也相等，根据公式 ar2分析知它们的 向心加速度大小都相等，故 A 错误。泥块做匀速圆周运动，合力提供向心力，根据 Fm2r 知：泥块在车轮上每一个位置的向心力相等，当提供的合力小于向心力时做离心运动，所以 能提供的合力越小越容易飞出去。最低点，重力向下，附着力向上，合力等于附着力减重力， 最高点，重力向下，附着力向下，合力为重力加附着力，在线速度竖直向上或向下时，合力 等于附着力，所以在最低点 c 合力最小，最容易飞出去。故 C 正确，BD 错误。 2(多选)在图示

11、光滑轨道上，小球滑下经平直部分冲上圆弧部分的最高点 A 时，对圆弧 的压力为 mg，已知圆弧的半径为 R，则( BD ) A在最高点 A，小球受重力和向心力 B在最高点 A，小球受重力和圆弧的压力 C在最高点 A，小球的速度为 gR D在最高点 A，小球的向心加速度为 2g 解析：小球在最高点受重力和压力，由牛顿第二定律得 FNmgma，又 FNmg，所以 a2g，B、D 正确。 3(多选)(2020 河南省林州市第一中学高一下学期调研)有关圆周运动的基本模型，下列 说法正确的是( BD ) A如图 a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 B如图 b 所示是一圆锥摆，增大 ，但保持圆锥的高度不变

12、，则圆锥摆的角速度不变 C如图 c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的 A、B 位置先后分别做匀速圆周运动， 则在 A、B 两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用 解析：汽车在最高点 mgFNmv 2 r 知 FNmg，故处于失重状态，故 A 错误；如图 b 所示 是一圆锥摆，重力和拉力的合力 Fmgtanm2r；rhtan，得 g h，故增大 ，但保 持圆锥的高不变，角速度不变，故 B 正确；图 C 中根据受力分析知两球受力情况相同，即向 心力相同，由 Fm2r 知 r 不同角速度不同，故 C 错误；火车转弯超过规定速度行驶时，外 轨对外轮缘会有挤压作用，故 D 正确。 二、非选择题 4 (16 分)(2020 河南省郑州一中高一下学期期中)如图所示， 是马戏团中上演的飞车节目， 在竖直平面内有半径为 R 的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩 托车的总质量为 m， 人以 v1 2gR的速度过轨道最高点 B， 并以 v2 3v1的速度过最低点 A。 求在 A、B 两点轨道对摩托车的压力大小相差多少？ 答案：6mg 解析：在 B 点，FBmgmv 2 1 R解之得 FBmg，在 A 点，FAmgm v22 R解之得 FA7mg， 所以在 A、B 两点轨道对车的压力大小相差 6mg。