(练习)11　课时分层训练(八)　生活中的圆周运动-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册(人教版)

课时分层训练(八)　生活中的圆周运动 知识点1　火车转弯问题 1．(多选)火车轨道在转弯处外轨高于内轨，高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法正确的是(　　) A．当以速度v通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力 B．当以速度v通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力 C．当速度大于v时，轮缘挤压外轨 D．当速度小于v时，轮缘挤压外轨 AC　解析：当火车以规定速度转弯时，对外轨、内轨无侧压力，由火车重力与轨道支持力的合力提供向心力，A正确，B错误；当速度大于v时，只由重力和支持力的合力无法提供足够的向心力，轮缘挤压外轨，C正确，D错误。 2．在高速公路的转弯处，路面造得外高内低，且路面与水平面间的夹角为θ。设转弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向(垂直于前进方向)摩擦力等于0，则θ应满足(　　) A．sin θ＝ B．tan θ＝ C．sin 2θ＝ D．tan θ＝ B　解析：无横向摩擦力时汽车受力分析如图所示，重力和支持力的合力提供向心力，则mgtan θ＝m，则θ满足tan θ＝，B正确。 知识点2　汽车过拱形桥 3．半径为R的光滑半圆球固定在水平面上(如图所示)，顶部有一小物体A，今给它一个水平初速度v0＝，则物体将(　　) A．沿球面下滑至M点 B．沿球面下滑至某一点N，便离开球面做斜下抛运动 C．沿半径大于R的新圆弧轨道做圆周运动 D．立即离开半圆球做平抛运动 D　解析：当v0＝时，所需向心力F＝m＝mg，此时，物体与半圆球顶部接触但无弹力作用，物体只受重力作用，故物体将做平抛运动，选项D正确。 4．如图所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧。若竖直圆轨道的半径为R，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为(重力加速度大小为g)(　　) A． B．2 C． D． C　解析：小球在最高点受重力mg和压力FN，两力的合力提供向心力，有FN＋mg＝mω2R，当FN＝0时，ωmin＝，故C正确。 知识点3　离心运动 5．(多选)如图所示，洗衣机的甩干筒在转动时有一衣服附在筒壁上，则此时(　　) A．衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力 B．衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力 C．筒壁对衣服的弹力随筒转速的增大而增大 D．筒壁对衣服的摩擦力随筒转速的增大而增大 AC　解析：衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，A正确；衣服随筒壁在水平面内做圆周运动，筒壁的弹力提供向心力，B错误；因FN＝mω2r，所以筒壁对衣服的弹力随筒的转速的增大而增大，C正确；衣服在竖直方向的合力等于0，所以筒壁对衣服的摩擦力大小始终等于重力，不随转速变化，D错误。 6．某闯关游戏中有这样一个项目，选手需要借助悬挂在高处的绳子飞跃到鸿沟对面的平台上，已知选手的质量为m，选手抓住绳子由静止开始摆动，此时绳子与竖直方向的夹角为α，如图所示，不考虑空气阻力和绳子的质量(选手可视为质点，重力加速度大小为g)，下列说法正确的是(　　) A．选手摆动到最低点时所受绳子的拉力等于mg B．选手摆动到最低点时所受绳子的拉力大于mg C．选手摆动到最低点时所受绳子的拉力大于选手对绳子的拉力 D．选手摆动到最低点的运动过程做匀变速曲线运动 B　解析：由于选手摆动到最低点时，绳子的拉力和选手自身重力的合力提供选手做圆周运动的向心力，有 FT－mg＝Fn，FT＝mg＋Fn>mg，A错误，B正确；选手所受绳子的拉力和选手对绳子的拉力为作用力和反作用力，大小相等，C错误；选手摆动到最低点的运动过程中，加速度大小和方向都变化，D错误。 7．质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示。已知小球以速度v通过最高点时对圆管外壁的压力大小恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时(　　) A．小球对圆管内、外壁均无压力 B．小球对圆管外壁的压力等于 C．小球对圆管内壁的压力等于 D．小球对圆管内壁的压力等于mg C　解析：度通过圆管的最高点时，设小球受向下的压力FN，有mg＋FN＝m。联立解得FN＝－，该式表明，小球受到向上的支持力，由牛顿第三定律知，小球对圆管内壁有向下的压力，大小为，C正确。 8．在质量为M的电动机飞轮上，固定着一质量为m的重物，重物重心到转轴的距离为r，如图所示。为了使电动机不从地面上跳起，电动机飞轮的转动角速度不能超过(　　) A．g　　　　 B． C． D． B　解析：当重物转动到最高点时，对电动机向上的拉力最大，要使电动机不从地面上跳起，重物对电动机飞轮的拉力的最大值FT＝Mg。对重物来说，随飞轮一起做圆周运动所需的向心力是由重力和飞轮对重物的拉力F