第2章 3．圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)6

1、.學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)六建議用時(shí)：45分鐘學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1通過(guò)閱讀課本，幾個(gè)同學(xué)對(duì)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)進(jìn)展交流甲說(shuō)：“ 洗衣機(jī)甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)做離心運(yùn)動(dòng) 乙說(shuō)：“ 火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，假設(shè)行駛速度超過(guò)規(guī)定速度，那么內(nèi)軌與車輪會(huì)發(fā)生擠壓 丙說(shuō)：“ 汽車過(guò)凸形橋時(shí)要減速行駛，而過(guò)凹形橋時(shí)可以較大速度行駛 丁說(shuō)：“ 我在游樂(lè)園里玩的吊椅轉(zhuǎn)得越快，就會(huì)離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，這也是利用了離心現(xiàn)象 你認(rèn)為正確的選項(xiàng)是A甲和乙 B乙和丙C丙和丁 D甲和丁【解析】甲和丁所述的情況都是利用了離心現(xiàn)象，D正確；乙所述的情況，外軌會(huì)受到擠壓，汽車無(wú)論是過(guò)凸形橋還是凹形橋都要減速行駛，A、B、C選項(xiàng)均錯(cuò)【答案】D2. 多項(xiàng)

2、選擇如圖2­3­23所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的洗衣機(jī)脫水桶內(nèi)壁上，有一件濕衣服隨圓桶一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)，那么圖2­3­23A衣服隨圓桶做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由靜摩擦力提供B圓桶轉(zhuǎn)速增大，衣服對(duì)桶壁的壓力也增大C圓桶轉(zhuǎn)速足夠大時(shí)，衣服上的水滴將做離心運(yùn)動(dòng)D圓桶轉(zhuǎn)速增大以后，衣服所受摩擦力也增大【解析】衣服做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由桶壁的彈力提供，A錯(cuò)誤轉(zhuǎn)速增大，衣服對(duì)桶壁壓力增大，而摩擦力保持不變，B正確，D錯(cuò)誤轉(zhuǎn)速足夠大時(shí)，衣服上的水滴做離心運(yùn)動(dòng)，C正確【答案】BC3長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩，一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定于某點(diǎn)，當(dāng)繩豎直時(shí)小球靜止，再給小球一程度初速度v0，使小球

3、在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，并且剛好能過(guò)最高點(diǎn)那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22852043】A小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度為零B小球開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)繩對(duì)小球的拉力為mC小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球的拉力為mgD小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為【解析】小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球剛好能通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)小球的速度不能等于零，這時(shí)只有重力提供向心力，且此時(shí)繩子的拉力正好等于零，即mgm，那么v，所以A、C錯(cuò)誤，D正確在小球開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受重力、繩的拉力作用，根據(jù)牛頓第二定律得：FTmgm，所以FTmgm，B選項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】D4. 多項(xiàng)選擇在圖2­3­24示光滑軌道上，小球滑下經(jīng)平直部分沖上圓弧部分的

4、最高點(diǎn)A時(shí)，對(duì)圓弧的壓力為mg，圓弧的半徑為R，那么 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22852044】圖2­3­24A在最高點(diǎn)A，小球受重力和向心力B在最高點(diǎn)A，小球受重力和圓弧的壓力C在最高點(diǎn)A，小球的速度為 D在最高點(diǎn)A，小球的向心加速度為2g【解析】小球在最高點(diǎn)受重力和壓力，由牛頓第二定律得FNmgma，又FNmg，所以a2g，B、D正確【答案】BD5多項(xiàng)選擇在某轉(zhuǎn)彎處，規(guī)定火車行駛的速率為v0，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A當(dāng)火車以速率v0行駛時(shí)，火車的重力與支持力的合力方向一定沿程度方向B當(dāng)火車的速率v>v0時(shí)，火車對(duì)外軌有向外的側(cè)向壓力C當(dāng)火車的速率v>v0時(shí)，火車對(duì)內(nèi)軌

5、有向內(nèi)的擠壓力D當(dāng)火車的速率v<v0時(shí)，火車對(duì)內(nèi)軌有向內(nèi)側(cè)的壓力【解析】在轉(zhuǎn)彎處，火車以規(guī)定速度行駛時(shí)，在程度面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，重力與支持力的合力充當(dāng)向心力，沿程度面指向圓心，選項(xiàng)A正確當(dāng)火車的速率v>v0時(shí)，火車重力與支持力的合力缺乏以提供向心力，火車對(duì)外軌有向外的側(cè)向壓力；當(dāng)火車的速率v<v0時(shí)，火車重力與支持力的合力大于火車所需的向心力，火車對(duì)內(nèi)軌有向內(nèi)的側(cè)向壓力，選項(xiàng)B、D正確，C錯(cuò)誤【答案】ABD6多項(xiàng)選擇如圖2­3­25所示，小球m在豎直放置的光滑的圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 圖2­3­25A小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的

6、最小速度是B小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零C小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁壓力一定大于重力D小球在程度線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力【解析】小球在光滑的圓形管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零，A錯(cuò)誤、B正確；小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)Nmgm，得Nmgm，故小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁壓力一定大于重力，C正確；小球在程度線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)外側(cè)管壁對(duì)小球不一定有作用力，D錯(cuò)誤【答案】BC7多項(xiàng)選擇如圖2­3­26所示，小球原來(lái)能在光滑程度面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假設(shè)剪斷BC間的細(xì)線，當(dāng)A球重新做勻速圓周運(yùn)動(dòng)后，A球的圖2­3­26A運(yùn)動(dòng)半徑變大B速率變大C角

7、速度變大D周期變大【解析】球A的向心力由線的拉力提供，開(kāi)場(chǎng)時(shí)，F(xiàn)向mBmCg，假設(shè)剪斷BC間的細(xì)線，拉力提供的向心力F向mBgF向，故球A將做離心運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)半徑要變大，A正確；重新做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由F向mAmAr2mAr2知B、C錯(cuò)，D對(duì)【答案】AD8有一種叫“飛椅的游樂(lè)工程，如圖2­3­27所示長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的程度轉(zhuǎn)盤邊緣轉(zhuǎn)盤可繞穿過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為.不計(jì)鋼繩的重力，求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與夾角的關(guān)系圖2­3­27【解析】對(duì)座椅受力分析，如下圖y軸

8、上，F(xiàn)cos mgx軸上，F(xiàn)sin m2rLsin 那么由以上兩式得tan 因此.【答案】才能提升9. 多項(xiàng)選擇如圖2­3­28所示，程度轉(zhuǎn)臺(tái)上放著A、B、C三個(gè)物體，質(zhì)量分別為2m、m、m，離轉(zhuǎn)軸的間隔 分別為R、R、2R，與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)一樣，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22852045】圖2­3­28A假設(shè)三個(gè)物體均未滑動(dòng)，C物體的向心加速度最大B假設(shè)三個(gè)物體均未滑動(dòng)，B物體受的摩擦力最大C轉(zhuǎn)速增加，A物體比B物體先滑動(dòng)D轉(zhuǎn)速增加，C物體先滑動(dòng)【解析】三個(gè)物體均未滑動(dòng)時(shí)，做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度一樣，均為，根據(jù)a2r知，半徑最大的向

9、心加速度最大，A正確；三個(gè)物體均未滑動(dòng)時(shí)，靜摩擦力提供向心力，fA2m2R，fBm2R，fC2m2R，B物體受的摩擦力最小，B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速增加時(shí)，角速度增加，當(dāng)三個(gè)物體都剛要滑動(dòng)時(shí)，對(duì)A：2mg2m2R，對(duì)B：mgm2R，對(duì)C：mg2m2R，所以當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C的靜摩擦力提供向心力首先到達(dá)缺乏，C物體先滑動(dòng)，D正確；A與B要么不動(dòng)，要么一起滑動(dòng)，C錯(cuò)誤【答案】AD10如圖2­3­29所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道ABCD，其A點(diǎn)與圓心等高，D點(diǎn)為軌道最高點(diǎn)，DB為豎直線，AC為程度線，AE為程度面，今使小球自A點(diǎn)正上方某處由靜止釋放，且從A點(diǎn)進(jìn)入圓形軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)適當(dāng)

10、調(diào)整釋放點(diǎn)的高度，總能保證小球最終通過(guò)最高點(diǎn)D，那么小球在通過(guò)D點(diǎn)后圖2­3­29A會(huì)落到程度面AE上B一定會(huì)再次落到圓軌道上C可能會(huì)落到程度面AE上D可能會(huì)再次落到圓軌道上【解析】小球剛好能過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度v，分開(kāi)D后做平拋運(yùn)動(dòng)，下落高度為R，時(shí)間為t，程度位移xvtRR，所以小球一定落在AE上，應(yīng)選A.【答案】A11如圖2­3­30所示，小球A質(zhì)量為m，固定在輕細(xì)直桿L的一端，并隨桿一起繞桿的另一端點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，假如小球經(jīng)過(guò)最高位置時(shí)，桿對(duì)小球的作用力大小等于小球的重力求：圖2­3­301小球的速度大??；2當(dāng)小球經(jīng)過(guò)最

11、低點(diǎn)時(shí)速度為，此時(shí)，求桿對(duì)球的作用力的大小和球的向心加速度的大小【解析】1小球A在最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)球受力分析：重力mg，拉力Fmg或支持力Fmg根據(jù)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的條件，合外力等于向心力，得mg±FmFmg解兩式，可得v或v0.2小球A在最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)球受力分析：重力mg、拉力F，設(shè)向上為正方向根據(jù)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的條件，合外力等于向心力，F(xiàn)mgm，解得Fmgm7mg，故球的向心加速度a6g.【答案】1或027mg6g12在公路轉(zhuǎn)彎處，常采用外高內(nèi)低的斜面式彎道，這樣可以使車輛經(jīng)過(guò)彎道時(shí)不必大幅減速，從而進(jìn)步通行才能且節(jié)約燃料假設(shè)某處有這樣的彎道，其半徑為r100 m，路面傾角為，且tan 0.4，g取10 m/s2.1求汽車的最正確通過(guò)速度，即不出現(xiàn)側(cè)向摩擦力時(shí)的速度；2假設(shè)彎道處側(cè)向動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求汽車的最大速度. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：22852046】【解析】1如圖甲所示，當(dāng)汽車通過(guò)彎道時(shí)，做程度面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，不出現(xiàn)側(cè)向摩擦力時(shí)，汽車受到重力G和路面的支持力N兩個(gè)力作用，兩力的合力提供汽車做圓