课时作业(6) 第二章 第3节圆周运动的实例分析（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（教科版2019）

课时作业(6)　圆周运动的实例分析 [对应学生用书P112] 1. 如图所示，某同学能让笔绕O点匀速转动，A 是笔尖上的点，B是A和O的中点．A、B 两点线速度大小分别是vA、vB，角速度大小分别是ωA、ωB，向心加速度大小分别是aA、aB，周期大小分别是TA、TB，则(　　) A．vA＝2vB　　　　　　　 B．ωA＝2ωB C．aA＝aB D．TA＝2TB A　[笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度是相等的，由题意可知rB＝rA，根据v＝ωr可知vA＝2vB，故A正确，B错误；由向心加速度公式a＝ω2r可知aA＝2aB，故C错误；笔杆上的各个点都做同轴转动，所以周期是相等的，故D错误．] 2．铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则(　　) A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C．这时铁轨对火车的支持力等于 D．这时铁轨对火车的支持力大于 C　[火车在水平面内运动，则在竖直方向上受力平衡，即铁轨对火车的支持力FN的竖直分量与重力平衡(FNcos θ＝mg)，可得FN＝，故C正确，D错误；铁轨对火车的支持力FN的水平分量为FNsin θ＝mg tan θ，因为火车在弯道半径为R的转弯处的速度v＝，所以火车转弯时需要的向心力F＝＝mg tan θ，可知支持力的水平分量正好等于向心力大小，则火车轮缘对内外轨道无挤压，故A、B错误．] 3．(多选)如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，下列说法正确的是(　　) A．在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B．在竖直方向汽车可能只受两个力：重力和桥面的支持力 C．在竖直方向汽车可能只受重力 D．汽车对桥面的压力小于汽车的重力 BCD　[一般情况下汽车受重力和支持力作用，且mg－N＝m，故支持力N＝mg－m，即支持力小于重力，故A错误，B、D正确；当汽车的速度v＝时，汽车所受支持力为零，故C正确．] 4．如图所示，竖直面内有一圆弧面，其半径为R.质量为m的物体在拉力作用下沿圆弧面以恒定的速率v滑行，拉力的方向始终保持与物体的速度方向一致．已知物体与圆弧之间的动摩擦因数为μ，则物体通过圆弧面最高点P位置时拉力的大小为(　　) A．μmg B．μm(g－) C． D．m(μg－) B　[物体做匀速圆周运动，通过最高点时，沿半径方向mg－N＝m，沿切线方向，拉力F＝μN′(N′＝N)，所以F＝μm(g－)，故B正确．] 5．如图所示，在光滑轨道上，小球从左侧最高点滚下，经过右侧圆弧部分的最高点时恰好不脱离轨道，此时小球受到的作用力是(　　) A．重力、弹力和向心力 B．重力和弹力 C．重力和向心力 D．重力 D　[小球运动到最高点时，若恰好不脱离轨道，小球与轨道间压力为零，则小球只受重力作用，由重力充当向心力，故D正确．] 6．如图所示，某游乐园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，身体颠倒．若轨道半径为R，人体重为mg，要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力，则过山车在最高点时的速度大小为(　　) A．0 B． C． D． C　[由题意知F＋mg＝2mg＝m，故速度大小v＝，C正确．] 7．公共汽车在到达路口转弯前，车内广播中就播放录音：“乘客们请注意，前面车辆转弯，请拉好扶手．”这样做的目的是(　　) A．提醒包括坐着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向前倾倒 B．提醒包括坐着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向后倾倒 C．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 D．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 C　[车辆转弯时车上的乘客有做离心运动的趋势，故在车辆转弯时，乘客可能向转弯的外侧倾倒，故C正确．] 8．(多选)如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱(　　) A．运动周期为 B．线速度的大小为ωR C．受摩天轮作用力的大小始终为mg D．所受合力的大小始终为mω2R BD　[座舱的周期T＝＝，A错误；根据线速度与角速度的关系得v＝ωR，B正确；座舱做匀速圆周运动，摩天轮对座舱的作用力与座舱的重力的合力提供向心力，且合力大小F合＝mω2R，合力方向时刻在变化，因为座舱的重力大小、方向均不变，所以座舱所受摩天轮作用力的大小时刻在变化，故C错误，D正确．] 9．一名链球运动员在水平面内旋转质量为4 kg 的链球，链球每1 s 转一圈，转动半径为1.5 m，取π＝3.14.求： (1)链