高效作业09 圆周运动的综合应用-【优化探究】2022高一物理暑假高效作业（新教材版）

上的加速度,处 于 超 重 状 态,故 人 此 时 对 座 位 的 压 力 大 于 mg,C错误,D正确. １０．C　试管快速摆动,试管中的水和浸在水中的蜡块都有做离 心运动的趋势(尽管试管不是做完整的圆周运动,且运动的 方向也不断变化,但并不影响问题的实质),但因为蜡块的 密度小于水的密度,蜡块被水挤压向下运动.只要摆动速 度足够大且时间足够长,蜡块就能一直运动到手握的A 端, 故 C正确. １１．D　设在顶部物体 A受到半圆球对它的作用力为F,由牛顿 第二定律得mg－F＝m v０２ R ,把v０＝ gR代入得F＝０,说 明物体只受重力作用,又因物体有水平初速度v０,故物体做 平抛运动,D正确. １２．ABD　火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘,靠重力和支持力 的合力提供向心力,转弯处斜面的倾角为θ,根据牛顿第二 定律得:mgtanθ＝mv ２ r ,解得:r＝ v ２ gtanθ ,故 A正确;根据牛 顿第二定律得:mgtanθ＝mv ２ r ,解得:v＝ grtanθ,可知火 车规定的行驶速度与质量无关,故 B正确;当火车速率大于 v时,重力和支持力的合力不能够提供足够的向心力,此时 外轨对火车有侧压力,轮缘挤压外轨,故 C错误,D正确. １３．解析:在水平路面上转弯,向心力只能由静摩擦力提供,设 汽车 质 量 为 m,则 Ffm ＝μmg,则 有 m vm２ R ＝μmg ,vm ＝ μgR,代入数据可得vm≈１５m/s＝５４km/h.当汽车的速 度超过５４km/h时,需 要 的 向 心 力 mv ２ R 大 于 最 大 静 摩 擦 力,也就是说提供的合外力不足以维持汽车做圆周运动所 需的向 心 力,汽 车 将 做 离 心 运 动,严 重 的 将 会 出 现 翻 车 事故. 答案:５４km/h　汽车做离心运动或出现翻车事故 １４．解析:(１)汽 车 在 最 高 点 的 受 力 如 图 所示: 有mg－FN＝m v２ R 当FN＝ １ ２mg 时,汽车速度 v＝ gR２ ＝ １０×１０ ２ m /s＝５ ２m/s. (２)汽车在最高点对拱形桥的压力为零时,有 mg＝mv ２ R 解 得v＝ gR＝ １０×１０m/s＝１０m/s. 答案:(１)５ ２m/s　(２)１０m/s １５．解析:(１)细线被拉断后,由平抛知识得h＝１２gt ２,x＝v０t 则小球做平抛运动的初速度v０＝x g２h . (２)拉断瞬间由牛顿第二定律可得FT－mg＝ mv０２ L 则细线的抗拉断张力FT＝mg(１＋ x２ ２hL ). 答案:(１)x g２h　 (２)mg(１＋x ２ ２hL ) 高效作业９ １．C　在最低点由向心力公式得:FN－mg＝m v２ R ,得FN＝mg ＋mv ２ R ,又 由 摩 擦 力 公 式 有 Ff＝μFN ＝μ(mg＋m v２ R )＝ μm(g＋ v２ R ),C选项正确. ２．C　由题意知F＋mg＝mv ２ R 即２mg＝mv ２ R ,故速度大小v＝ ２gR,C正确. ３．AC　绳子只能提供拉力作用,其方向不可能与重力相反,故 D错误;在最高点有mg＋FT＝m v２ R ,拉力FT可以等于零,此 时速度最小,为vmin＝ gR,故B错误,A、C正确. ４．ACD　设管道的半径为r,小球的质量为m,小球通过最低点 时速度大小为v１,根据牛顿第二定律:FN－mg＝m v１２ r 可知 小球所受合力向上,管道对小球的支持力向上,则小球对管 道的压力向下,故 A 正确,B错误;最高点时速度大小为v２, 根据牛顿第二定律:mg－FN＝m v２２ r ,当v２＝ gr时,FN＝ ０,说明管道对小球无压力,当v２＞ gR时,FN＜０,说明管道 对小球的作 用 力 向 下,则 小 球 对 管 道 的 压 力 向 上,故 C、D 正确. ５．B　对 A有μ１mAg≥mAω ２r,对 A、B整体有(mA＋mB)ω２r≤ μ２(mA＋mB)g,代入数据解得ω≤ ２rad/s,故B正确. ６．C　小球在圆周最高点时,向心力可能等于重力,也可能等于 重力与绳子的拉力之和,取决于小球在最高点的瞬时速度的 大小,故 A错误;小球在圆周最高点时,满足一定的条件时绳 子的拉力可以为零,故 B错误;小球刚好能在竖直面内做圆 周运动,则在最高点,重力提供向心力,v＝ gL,故 C正确; 小球在圆周最低点时,具有竖直向上的向心加速度,处于超 重状态,绳子的拉力一定大于小球的重力,故 D错误. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋