1、【世纪金榜】2016 版高中物理 5.7 生活中的圆周运动(精讲优练课型)课时自测 新人教版必修 21.在水平面上转弯的摩托车,向心力是( )A.重力和支持力的合力B.静摩擦力C.滑动摩擦力D.重力、支持力、牵引力的合力【解析】选 B。摩托车转弯时,摩托车受重力、地面支持力和地面对它的摩擦力三个力的作用,重力和地面支持力沿竖直方向,二力平衡,由于轮胎不打滑,摩擦力为静摩擦力,来充当向心力。综上所述,选项 B 正确。【补偿训练】(多选)如图所 示,可视为质点的、质量为 m 的小球,在半径为 R 的竖直放置的光滑圆形轨道内做圆周运动,下列有关说法中正确的是( )A.小球能够通过最高点时的最小速度为
2、 0B.小球能够通过最高点 时的最小速度为C.如果小球在最高点时的速度大小为 2 ,则此时小球对管道的外壁有作用力D.如果小球在最高点时的速度大小为 ,则小球通过最高点时与管道间无相互作用力【解析】选 A、C、D。因为管道内壁可以提供支持力,故最高点的最小速度可以为零。若在最高点 v0 且较小时,球做圆周运动所需的向心力由球的重力跟管道内壁对球向上的力FN1的合力提供,即 mg-FN1=m ,当 FN1=0 时,v= ,此时只有重力提供向心力。由此知,速度在 0 时,球的向心力由重力跟管道外壁对球的向下的弹力 FN2共同提供,综上所述,选项 A、C、D正确。2.(多选)(2015十堰高一检测)
3、在图示光滑轨道上,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( )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D.在最高点 A,小球的向心加速度为 2g【解析】选 B、D。小球在最高点受重力和压力,由牛顿第二定律得 FN+mg=ma,又 FN=mg,所以 a=2g,B、D 正确。3.(2015三明高一检测)市内公共汽车在到达路口转弯时,车内广播中就要播放录音:“乘客们请注 意,前面车辆转弯,请拉好扶手” ,这样可以( )A.提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手,以免车辆转弯时可
4、能向前倾倒B.提醒包括坐着和站着的 全体乘客均拉好扶手,以免车辆转弯时可能向后倾倒C.主要是提醒站着的乘客拉好扶手,以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒D.主要是提 醒站着的乘客拉好扶手,以免车辆转弯时可能向转弯的内侧倾倒【解析】选 C。车辆转弯时,站着的乘客需要外力提供向心力,如不拉好扶手,由于惯性,乘客将向外侧倾倒,做离心运动,故选项 C 正确。4.公路 在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形桥,也叫“过水路面” 。现有一“过水路面”的圆弧半径为 50m,一辆质量为 800kg 的小汽车驶过“过水路面” 。当小汽车通过“过水路面”的最低点时速度为 5m/s。问此时汽车对路面的压力为多大?
5、(g 取10m/s2)【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)汽车经过凹形桥时具有向心加速度。(2)汽车受到的支持力和重力的合力提供向心力。【解析】汽车在“过水路面”的最低点时,由牛顿第二定律得 FN-mg=m ,解得FN=mg+m =(80010+800 )N=8400N,根据牛顿第三定律,汽车对路面的压力大小FN=F N=8 400N。答案:8 400N5.一辆质量 m=2t 的轿车,驶过半径 R=90m 的一段凸形桥面,g 取 10m/s2,求:(1)轿车以 10m/s 的速度通过桥面最高点时,对桥面的压力是多大?(2)在最高点对桥面的压力等于轿车重力的一半时,车的速度大小是多少?【解析】(1)轿车通过凸形桥面最高点时,受力分析如图所示:合力 F=mg-FN,由向心力公式得 mg-FN=m故桥面的支持力大小FN=mg-m =(2 00010-2 000 )N=1.78104N根据牛顿第三定律,轿车在桥的顶点时对桥面压力的大小为 1.78104N。(2)对桥面的压力等于轿车重力的一半时,向心力F=mg-F N=0.5mg,而 F=m ,所以此时轿车的速度大小v= = m/s=15 m/s答案:(1)1.7810 4N (2)15 m/s