专题6.4 生活中的圆周运动-新教材试题情景分组训练网丨2019-2020学年高中物理教材同步讲义（人教必修第二册）

第六章　圆周运动 第4节　生活中的圆周运动 【知识清单】 1、火车转弯时可看作是圆周运动，具有向心加速度，需要对其提供向心力。若转弯处内外轨一样高，则由 对轮缘产生压力来提供向心力，造成铁轨与轮缘的磨损。 2.实际的铁轨在转弯年外轨比内轨 ，铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的 ，由重力与支持力的合力提供向心力或一部分向心力。 3.汽车过拱形桥时做圆周运动，在桥的顶点向心力由重力与 提供向心力，而与摩擦力无关。 4.汽车在拱形桥的最高点时，向心力 ，对桥面的压力FN＝ <G，处于失重状态，速度越大压力越小；汽车在凹形桥的最低点时，向心力 ，对桥面的压力FN＝ >G，处于超重状态，速度越大压力越大。 5.航天器内物体随航天器沿圆形（或椭圆）轨道运动时，所需向心力是由 与航天器的支持力共同提供，即 。 6.当航天器的速度v= 时，FN＝0，此时航天器及其内物体均处于 状态，任何关闭了发动机又不受阻力的飞行器中，都是一个完全失重的状态。 7.如果一个正在做匀速圆周运动的物体在运动过程中，由于某种原因所受向心力 ，物体就会由于惯性远离圆心，这种现象称为离心现象。 8.当所需向心力 提供的向心力时，物体做圆周运动；当所需向心力 提供的向心力时，物体做近心运动；当所需向心 提供的向心力时，物体做离心运动，当所提供的外力 时，物体沿圆周的切线方向飞出。 【考点题组】 【题组一】圆周运动中超重、失重及离心现象 1．在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象(　　) ①荡秋千经过最低点的小孩 ②汽车过凸形桥 ③汽车过凹形桥 ④在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器 A．①②　　　 B．①③　　　 C．①④　　　 D．③④ 2．下列说法中正确的是(　　) A．物体做离心运动时，将离圆心越来越远 B．物体做离心运动时，其运动轨迹是半径逐渐增大的圆 C．做离心运动的物体，一定不受到外力的作用 D．做匀速圆周运动的物体，因受合力大小改变而不做圆周运动时，将做离心运动 3.大型游乐场中有一种“摩天轮”的娱乐设施，如图所示，坐在其中的游客随轮的转动而做匀速圆周运动，对此有以下说法，其中正确的是(　　) A．游客处于一种平衡状态 B．所有的游客都是处于失重状态 C．游客做的是一种匀变速运动 D．游客的速度和加速度都在不断地改变着 4.如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则(　　) A．在最高点小球的速度水平，小球既不超重也不失重 B．小球经过与圆心等高的位置时，处于超重状态 C．盒子在最低点时对小球弹力大小等于2mg，方向向上 D．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2π 5.一辆卡车在丘陵地带匀速率行驶，由于轮胎太旧，在驶过如图所示的一段地形时爆胎了，你认为爆胎的地点最有可能是在 A.a处 B.b处 C.c处 D.d处 6.如图所示，宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态，下列说法正确的是(　　) A．宇航员仍受重力的作用 B．宇航员受力平衡 C．宇航员所受重力等于所需的向心力 D．宇航员不受重力的作用 【题组二】车辆转弯及其它问题 1.在铁路的拐弯处,路面要造得外高内低,以减小车轮对铁轨的冲击,某段铁路拐弯半径为R,路面与水平面的夹角为θ,要使列车通过时轮缘与铁轨的侧向作用力为零,列车的车速v应为 ( ) A. B. C. D. 2.（2015浙江理综，19）如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，内外半径分别为r和2r。一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达 线，有如图所示的①②③三条路线，其中路线③是以 为圆心的半圆， 。赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为 。选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道（所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大），则 A选择路线①，赛车经过的路程最短 B选择路线②，赛车的速率最小 C选择路线③，赛车所用时间最短 D①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 3.火车轨