5.5.2 圆周运动的应用（二）（备作业）-【上好课】2021-2022学年高一物理同步备课系列（沪科版2020 必修第二册）

5.5.2 圆周运动的应用（二）（解析版）（备作业） 姓名：___________班级：___________错题号：___________ 一、单选题 1．两个质量相同的小球，被长度不等的细线悬挂在同一点，并在同一水平面内作匀速圆周运动，如图所示。则两个小球（　　） A．运动周期相等 B．运动线速度大小相等 C．向心加速度大小相等 D．所受细线的拉力大小相等 【答案】A 【详解】 D．对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力 细线的拉力为 两细线拉力方向与竖直方向的夹角不同，细线的拉力不相等，D错误； C．重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力 因为角度不同，所以向心力大小不相等， 向心加速度不相等，C错误； B．设球与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得 根据 解得 因为角度不同，所以线速度不相等，B错误； A．根据 解得 周期相同，A正确。 故选A。 2．3D地图技术能够为无人驾驶汽车分析数据，提供操作的指令。 如图所示为一段公路拐弯处的地图，则（　　） A．若弯道是水平的，汽车拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力 B．若弯道是水平的，为防止汽车侧滑，汽车拐弯时收到的指令是让车速大一点 C．若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为内（东北）高外（西南）低 D．若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为外（西南）高内（东北）低 【答案】D 【详解】 A．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力，不会受向心力，向心力是效果力，由物体受力提供，故A错误； B．如果弯道是水平的，由静摩擦力提供向心力，根据 可知，速度越大，所需要的向心力越大，当需要的向心力大于最大静摩擦力时，汽车做离心运动，所以“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应让车速小一点，防止汽车做离心运动而发生侧翻，故B错误； CD．如果弯道是倾斜的，重力和支持力的合力可以提供向心力，而向心力指向圆心，所以3D地图上应标出外（西南）高内（东北）低，故C错误，D正确； 故选D。 3．如图所示，质量相同的质点A、B被用轻质细线悬挂在同一点O，在同一水平面上做匀速圆周运动，则（　　） A．A的线速度一定比B的线速度大 B．A的角速度一定比B的角速度大 C．A的加速度一定比B的加速度小 D．A所受细线的拉力一定比B所受的细线的拉力小 【答案】A 【详解】 ABC．设绳与竖直方向的夹角为，根据圆锥摆的向心力为 得 A球细线与竖直方向的夹角较大，则A的加速度比B球的加速度大，两球Lcosθ相等，则两球的角速度相等，A球的轨道半径较大，细线与竖直方向的夹角较大，则线速度较大，即A的线速度比B的线速度大，故A正确，BC错误； D．根据竖直方向上平衡有 A球与竖直方向的夹角较大，则A所受细线的拉力较大，故D错误。 故选A。 4．暑假期间，某同学乘坐高铁外出旅游，他观察到高铁两旁的树木急速向后退行，某段时间内，他发现水平桌面上玻璃杯中的水面呈现左低右高的状态，如图所示，由此可判断这段时间内高铁的运动情况是（　　） A．加速行驶 B．减速行驶 C．向右转弯 D．向左转弯 【答案】D 【详解】 由题意可知，这位同学观察到高铁两旁的树木急速向后退行，说明他面向车头而坐；则水平桌面上玻璃杯中的水面呈现左低右高的状态，这里的左右对应的正是车身的左右。设水面上有一个质量为m的水滴，受到重力和周围水对它的作用力，其受力情况如图所示 该水滴受到的合外力方向向左，说明这段时间高铁向左转弯（需要向左的向心力），故D正确，A、B、C错误。 故选D。 5．一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体质量分别为M和m（M>m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为压力的μ倍，两物体用一根长为L（L<R）的轻绳连在一起，如图所示。若将甲物体放在转轴的位置，甲、乙之间的轻绳刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大不得超过（两物体均可看作质点，重力加速度为g）（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 当乙物体以最大角速度转动时，设绳子拉力为F，以甲物体为研究对象，有 F=μMg 以乙物体为研究对象，有 F+μmg=mLω2 可得 D正确，ABC错误。 故选D。 二、多选题 6．如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好相对杆不滑动。假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好相对杆不滑动时，下述分析正确的是（　　） A．此时螺丝帽受的重力与静摩擦力平衡 B．此时螺丝