第四节生活中的圆周运动
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1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( ) A. a处 B. b处 C. c处 D. d处 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.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 3.游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如图甲所示。我们把这种情形抽象为图乙的模型;弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,将质量为m的小球从弧形轨道上端距水平地面高度为h处释放,小球进入半径为的圆轨道下端后沿圆轨道运动不计阻力,重力加速度为g。当小球运动到竖直圆轨道的最高点时,下列说法正确的是( ) A.小球的速度可以为零 B.小球的加速度可以为零 C.小球对轨道的压力一定小于mg D.小球的速度越大对轨道的压力越大 4.有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( ) A.如图a,汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 B.如图b所示是一圆锥摆,增大θ,但保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变 C.如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D.火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对内轮缘会有挤压作用 5.如图所示,质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为20 m.如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N,则: (1)汽车允许的最大速度是多少? (2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?(g取10 m/s2) 第四节生活中的圆周运动 1.D 2.【答案】A 【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的向心力,即 f =F向=,由于r甲>r乙,则f甲<f乙,选项A正确。 3.【答案】D 【解析】AB.小球在竖直平面内做圆周运动刚好过最高点,由重力提供向心力,所以在最高点有 则,故AB错误;CD.小球在最高点有 得所以小球对轨道的压力与过最高点的速度有关,同时可知,小球的速度越大对轨道的压力越大,故C错误,D正确。 故选D。 4.【答案】B 【解析】A如图a,汽车过拱桥的最高点,加速度方向向下,处于失重状态,故A错误。 B如图b所示是一圆锥摆,重力和拉力的合力: 解得:故增大,但保持圆锥的高不变,角速度不变,故B正确; C如图c,设支持力与竖直方向的夹角为,小球靠重力和支持力的合力提供向心力,重力不变,支持力: 两球质量相同,两者支持力相等;重力和支持力的合力: 解得:轨道半径大的角速度小,故A球角速度小于B球角速度,故C错误; D火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对轮缘会有挤压作用,故D错误。 5.【答案】(1)10 m/s; (2)1×105N; 【解析】(1)汽车在最低点受到的支持力最大,此时速度最大,根据牛顿定律得: 代入数据 (2)当汽车运动到最高点时,支持力最小,根据牛顿第二定律得: 解得:FN′=1.0×105N.根据牛顿第三定律得,最小压力为:FN″=FN′=1.0×105N.
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