8 课时作业(八) 生活中的圆周运动 离心现象及其应用（课时作业）-2021-2022学年新教材高中物理必修第二册【金版新学案】同步导学（粤教版）

课时作业(八)　生活中的圆周运动　离心现象及其应用 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1.一辆轿车正在通过如图所示的转弯路段．关于该轿车在转弯的过程中，下列说法正确的是 (　　) A．轿车的速度大小不一定变化 B．轿车处于平衡状态 C．轿车加速度的方向一定沿运动轨迹的切线方向 D．轿车加速度的方向一定垂直于运动轨迹的切线方向 A　[由图可知轿车做圆周运动受力不平衡，可以是匀速圆周运动，也可以是非匀速圆周运动，速度的大小不一定变化，故A正确．由于速度方向一定变化，所以轿车处于非平衡状态，故B错误．若是匀速圆周运动，则加速度方向指向圆心，不可能沿运动路线的切线方向；若不是匀速圆周运动，则加速度方向不指向圆心，故C、D错误．] 2．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．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 B．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 C．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前倾倒 D．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 B　[在公共汽车到达路口前，乘客具有与汽车相同的速度，当车辆转弯时，由于惯性，乘客要保持向前的速度，这样转弯时乘客有向转弯的外侧倾倒的可能．所以播放录音主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时向转弯的外侧倾倒，故B正确．] 3．某冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍．在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，其安全速度应为(　　) A．v＝k B．v≤ C．v≥h D．v≤ B　[当处于临界状态时，由kmg＝m，故B正确．].故安全速度v≤得，临界速度v＝ 4．如图所示，在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动．已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．运动员做圆周运动的角速度为vR B．如果运动员减速，运动员将做离心运动 C．运动员做匀速圆周运动的向心力大小是 D．将运动员和自行车看成一个整体，则整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 C　[根据线速度和角速度的关系v＝ωR得，角速度ω＝，C正确；向心力是效果力，可以由单个力充当，也可以由其他力的合力提供，或者由某个力的分力提供，不是物体实际受到的力，因此，将运动员和自行车看成一个整体后，整体应受重力、支持力和摩擦力，D错误．]，A错误；如果运动员减速，需要的向心力减小，此时所受合力满足向心力要求，运动员不会做离心运动，B错误；由题意可知，运动员做线速度大小为v、半径为R的匀速圆周运动，故运动员受到的合力提供向心力，大小为 5．铁路转弯处的弯道半径r是由地形决定的，弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速度v有关．下列说法正确的是(　　) A．速率v一定时，r越大，要求h越大 B．速率v一定时，r越小，要求h不变 C．半径r一定时，v越小，要求h越大 D．半径r一定时，v越大，要求h越大 D　[设内外轨间距为L，根据火车转弯时，重力与支持力的合力提供向心力得mg tan θ≈mg，当v一定时，r越大则要求h越小，r越小则要求h越大，A、B错误．r一定时，v越大则要求h越大，v越小则要求h越小，C错误，D正确．]＝m 6．如图甲所示，汽车通过半径为r的拱形桥，在最高点处速度达到v时，驾驶员对座椅的压力恰好为零．若把地球看成大“拱形桥”，当另一辆“汽车”速度达到某一值时，驾驶员对座椅的压力也恰好为零，如图乙所示．设地球半径为R，则图乙中的“汽车”速度为(　　) A．v v B． C．vv D． C　[在题图甲中，设汽车质量为m，汽车到达最高点时重力提供向心力，有mg＝mv，C正确．]，解得“汽车”的速度v′＝，在题图乙中另一辆“汽车”绕着地球做匀速圆周运动，重力提供向心力，有mg＝m，故重力加速度为g＝ 7．为确保弯道行车安全，汽车进入弯道前必须减速．如图所示，AB为进入弯道前的平直公路，BC为水平圆弧形弯道．已知AB段的距离xAB＝14 m，弯道半径R＝24 m．汽车到达A点时速度vA＝16 m/s，汽车与路面间的动摩擦因数μ＝0.6.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.要确保汽车进入弯道后不侧滑． (1)求汽车在弯道上行驶的最大速度． (2)求汽车在AB段做匀减速运动的最小加速度． (3)为提高BC处转弯的最大速度，请提出公路建设时的合理建议(至少写两点). 解析：　(1)在BC弯道，由牛顿第二定律得： μmg＝,R) 代入数据解得vmax＝12 m/s. (2)汽车匀减