2.3-2.4 圆周运动的实例分析 圆周运动与人类文明(选学)-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步全程学习课时作业word（教科版2019）

3　圆周运动的实例分析 4　圆周运动与人类文明(选学) 课时作业·巩固提升 基础巩固 1.关于离心运动,下列说法不正确的是(　C　) A.做匀速圆周运动的物体,向心力的数值发生变化可能将做离心运动 B.做匀速圆周运动的物体,在外界提供的向心力突然变大时将做近心运动 C.物体不受外力,可能做匀速圆周运动 D.做匀速圆周运动的物体,在外界提供的力消失或变小时将做离心 运动 解析:当合力大于需要的向心力时,物体要做近心运动,当合力小于所需要的向心力时,物体要做离心运动,所以向心力的数值发生变化可能做近心运动或离心运动,故A、B说法正确;物体不受外力时,将处于平衡状态,即匀速或静止状态,不可能做匀速圆周运动,故C说法错误;做匀速圆周运动的物体,在外界提供的力消失或变小时物体就要远离圆心,此时物体做的是离心运动,故D说法正确。 2.如图所示,质量相等的汽车甲和汽车乙,以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,汽车甲在汽车乙的外侧,两车沿半径方向受到的摩擦力分别为f甲和f乙。以下说法正确的是(　A　) A.f甲小于f乙 B.f甲等于f乙 C.f甲大于f乙 D.f甲和f乙的大小均与汽车速率无关 解析:汽车在水平面内做匀速圆周运动,摩擦力提供做匀速圆周运动所需的向心力,即f=F=m,由于r甲>r乙,则f甲<f乙,选项A正确。 3.(2022·福建宁德期末)如图所示的四种情形中,防止离心现象的是(　A　) A.甲图:火车转弯时,不得超速通过 B.乙图:民间艺人在制作棉花糖 C.丙图:仪器通过高速旋转分离血液成分 D.丁图:洗衣机甩干时内筒在高速旋转 解析:火车转弯时,按规定速度通过是为了防止离心现象,故A正确;制作棉花糖的过程中,糖熔化后被甩出做离心运动,是应用了离心 现象,故B错误;通过高速旋转分离血液成分,是应用了离心现象,故C错误;洗衣机甩干时内筒中水在高速旋转,附着力小于向心力时做 离心运动,是应用了离心现象,故D错误。 4.一质量为2.0×103 kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为 1.4×104 N。当汽车经过半径为 80 m的弯道时,下列判断正确的是(　D　) A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B.汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4×104 N C.汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑 D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2 解析:汽车转弯时受到重力、地面的支持力以及地面对汽车的摩擦力,其中摩擦力充当向心力,A错误;当最大静摩擦力充当向心力时,速度为临界速度,大于这个速度则发生侧滑,根据牛顿第二定律可得Fm=m,解得v=20 m/s,所以汽车转弯的速度为 20 m/s时,所需的向心力小于1.4×104 N,汽车不会发生侧滑,B、C错误;汽车能安全转弯的向心加速度a==7.0 m/s2,即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2,D正确。 5.如图所示,轻杆的一端有一个小球m,另一端有光滑的固定转轴O,现给小球一初速度v,使小球和杆一起绕O轴在竖直平面内转动,不计空气阻力。则下列关于杆对小球的力F说法正确的是(　D　) A.在最高点一定是拉力 B.在最高点一定是推力 C.在水平位置拉力为零 D.在圆心以下一定是拉力 解析:设轻杆长度为L,在最高点小球仅靠重力提供向心力时,有mg=,则v=,此时F=0;若最高点的速度v>,则杆对小球的力F为拉力,若最高点的速度v<,则杆对小球的力F为推力,故 A、B错误;在水平位置由杆的拉力提供向心力,所以拉力一定不为零, 故C错误;在圆心以下由杆的拉力和重力沿杆方向的分力的合力提供向心力,所以在圆心以下一定是拉力,故D正确。 6.(多选)火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆周运动,火车速度增大会使外轨受损。为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题,以下措施可行的是(　BD　) A.适当减小内外轨的高度差 B.适当增加内外轨的高度差 C.适当减小弯道半径 D.适当增大弯道半径 解析:设铁路弯道处轨道平面的倾角为α时,轮缘与内外轨间均无挤压作用,根据牛顿第二定律有mgtan α=m,解得v=,所以为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题,可行的措施是适当增大倾角α(即适当增加内外轨的高度差)和适当增大弯道半径r,故B、D正确。 7.石拱桥是中国传统桥梁的四大基本形式之一。假设如图所示拱形桥的桥面是半径为R的圆的一部分,一辆汽车以速度v匀速通过该桥,图中拱形桥的最高点为Q,重力加速度为g,汽车受到的阻力恒定。 下列说法正确的是(　C　) A.汽车运动到Q点时处于超重状态 B.汽车运动到Q点时牵引力大于阻力 C.汽车从上桥到下桥的速度v≤ D.汽车从上桥到下桥的加速度不变 解析:汽车运动到Q点时,由于加速度向下,因此处于