(练习)课后素养落实11 离心现象-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册(鲁科版2019)

课后素养落实(十一)　离心现象 (建议用时：40分钟) 考点一　车辆转弯时所需的向心力 1．火车在拐弯时，关于向心力的分析，正确的是(　　) A．由于火车本身作用而产生了向心力 B．主要是由于内外轨的高度差的作用，车身略有倾斜，车身所受重力的分力产生了向心力 C．火车在拐弯时的速率小于规定速率时，内轨将给火车侧压力，侧压力就是向心力 D．火车在拐弯时的速率大于规定速率时，外轨将给火车侧压力，侧压力作为火车拐弯时向心力的一部分 D　[火车正常拐弯时，重力和支持力的合力提供向心力，故A、B错误；当拐弯速率大于规定速率时，外轨对火车有侧压力作用；当拐弯速率小于规定速率时，内轨对火车有侧压力作用，此时，火车拐弯所需的向心力是重力、支持力和侧压力的合力来提供，故C错误，D正确。] 2．(2020·四川泸县一中期中)汽车在某一水平路面上做匀速圆周运动，如图所示，已知汽车做圆周运动的轨道半径约为50 m，假设汽车受到的最大径向静摩擦力是车重的，重力加速度g取10 m/s2，则运动的汽车(　　) A．所受的合力可能为零 B．只受重力和地面支持力作用 C．所需的向心力由重力和支持力的合力提供 D．最大速度不能超过20 m/s D　[车做匀速圆周运动，根据F合＝F向＝m可知，汽车所受的合力不可能为零，A错误；汽车在竖直方向没有运动，故重力和地面支持力的合力为零，汽车受到的摩擦力提供其做圆周运动的向心力，故B、C错误；最大静摩擦力提供向心力时，汽车的速度最大，此时mg＝m，代入数据解得vmax＝20 m/s，D正确。] 考点二　竖直平面内的圆周运动分析 3．(多选)(2020·安徽合肥八中段考)如图所示，甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都由安全锁把轨道车套在轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　乙 丙　　　　　　丁 A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力 B．乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力 C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力 D．丁图中，轨道车在最高点的最小速度为 BC　[在甲图中，当速度较小时，根据牛顿第二定律知，mg－FN＝m，即座椅给人施加向上的力，当速度较大时，根据牛顿第二定律知，mg＋F′N＝m，即安全带给人施加向下的力，故A错误；在乙图中，当轨道车通过最低点时，因为合力指向圆心，重力竖直向下，所以安全带一定给人向上的力，故B正确；在丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，合力方向向上，重力竖直向下，则座椅给人的作用力一定竖直向上，故C正确；在丁图中，由于轨道车有安全锁，可知轨道车在最高点的最小速度可近似为零，故D错误。] 4．在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上做实验，如图所示，关于实验中电子秤的示数，下列说法正确的是(　　) A．玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些 B．玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大一些 C．玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态 D．玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小 D　[玩具车运动到最高点时，受向下的重力和向上的支持力作用，根据牛顿第二定律有mg－FN＝m，即FN＝mg－m≤mg，根据牛顿第三定律可知玩具车对桥面的压力大小与FN相等，所以玩具车通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小，选项D正确。] 5．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(　　) 甲　　　　　　　乙 A．v B．v C．v D．v C　[在题图甲中，设汽车质量为m，汽车到达最高点时由重力提供向心力，有mg＝m，故重力加速度为g＝，在题图乙中另一辆“汽车”绕着地球做匀速圆周运动，也由重力提供向心力，有mg＝m，解得“汽车”的速度v′＝v，选项C正确。] 6.如图所示，飞机由俯冲到拉起时，飞行员处于超重状态，此时座椅对飞行员的支持力大于飞行员所受的重力，这种现象叫过荷。过荷过重会造成飞行员四肢沉重，大脑缺血，暂时失明，甚至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力大小的支持力的影响。g取10 m/s2，则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道由俯冲到拉起的速度为100 m/s时，圆弧轨道的最小半径为(　　) A．