高中物理人教版必修二假期作业：第5章-7生活中的圆周运动+Word版含解析

1．下列关于离心现象的说法正确的是(　　)
A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动
C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将沿切线做直线运动
D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将做曲线运动
【解析】　向心力是以效果命名的，做匀速圆周运动的物体所需要的向心力，是它所受的某个力或几个力的合力提供的，因此，它并不受向心力和离心力的作用．它之所以产生离心现象是由于F合【答案】　C
2．(多选)“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动，关于在舱内所做的实验下列说法中正确的是(　　)
A．可以用天平测量物体的质量
B．可以用水银气压计测舱内的气压
C．可以用弹簧测力计测拉力
D．在卫星内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为零，但重物仍受地球的引力
【解析】　卫星内物体处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为零，因此不能用天平测物体的质量，故A错；同理水银也不会产生压力，故水银气压计也不能使用，故B错；弹簧测力计测拉力遵从胡克定律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，故C正确；物体处于完全失重状态时并不是不受重力，而是重力提供了物体做圆周运动的向心力，故D正确．
【答案】　CD
3．(·太原高一检测)如图5-7-12所示，在光滑轨道上，小球滚下经过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(　　)
图5-7-12
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
【解析】　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，小球只受重力作用，由重力充当向心力．综上所述，D选项正确．
【答案】　D
4．(多选)如图5-7-13所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是(　　)
图5-7-13
A．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动
C．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做近心运动
【解析】　若拉力突然变大，则小球将做近心运动，不会沿轨迹Pb做离心运动，A错误．若拉力突然变小，则小球将做离心运动，但由于力与速度有一定的夹角，故小球将做曲线运动，B正确，D错，若拉力消失，小球因惯性沿切线飞出，C正确．
【答案】　BC
5．一辆卡车在丘陵地匀速率行驶，地形如图5-7-14所示，由于轮胎老化，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是(　　)
图5-7-14
A．a处 B．b处
C．c处 D．d处
【解析】　卡车在a、c处行驶，向心加速度向下，处于失重状态，爆胎可能性较小，A、C错误；卡车在b、d处行驶，向心加速度向上，处于超重状态．又因为FN－mg＝m，FN＝mg＋m.由图知rb＞rd，所以FNb＜FNd，因此在d处爆胎可能性最大，B错，D对．
【答案】　D
6．(·成都高一检测)如图5-7-15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滑动摩擦系数为μ，则物体通过圆弧面最高点P位置时拉力的大小为(　　)
图5-7-15
A．μmg B．μm(g－v2/R)
C．μmv2/R D．m(μg－v2/R)
【解析】　物体做匀速圆周运动，通过最高点时，沿半径方向mg－FN＝m，沿切线方向，拉力F＝μFN，所以F＝μm(g－v2/R)，选项B正确．
【答案】　B
7.(多选)(·绵阳高一检测)如图5-7-16所示，木板B托着木块A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是(　　)
图5-7-16
A．从水平位置a到最高点b的过程中A的向心加速度越来越大
B．从水平位置a到最高点b的过程中B对A的摩擦力越来越小
C．在a处时A对B的压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值
D．在过圆心的水平线以下A对B的压力一定大于A的重力
【解析】　由于木块A在竖直平面内做匀速圆周运动，A的向心加速度大小不变，A错误；从水平位置a到最高点b的过程中，A的向心加速度沿水平方向的分量逐渐减小，即此过程B对A的摩擦力越来越小，B正确；在a处时A的向心加速度水平向左，竖直方向上A处于平衡，A对B的压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值，C正确；在过圆心的水平线以下有向上的加速度的分量，此时A处于超重状态，B对A的支持力大于A的重力，D正确．
【答案】　BCD
8．如图5-7-17所示，长度l＝0.50 m的轻质杆OA，A端固定一个质量m＝3.0 kg的小球，小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动．通过最高点时小球的速率是2.0 m/s，g取10 m/s2，则此时细杆OA(　　)
图5-7-17
A．受到6.0 N的拉力 B．受到6.0 N的压力
C．受到24 N的拉力 D．受到54 N的压力
【解析】　设杆转到最高点球恰好对杆的作用力为零时，球的速度为v0，则有：mg＝m
其中R＝l＝0.50 m，则：v0＝ ＝  m/s＞2 m/s
即球受到支持力作用，设球受的支持力为FN.
对小球：mg－FN＝m
所以FN＝mg－m＝3.0×10 N－3.0× N＝6.0 N.
由牛顿第三定律知，杆受到的压力大小FN′＝FN＝6.0 N.
【答案】　B
9．(·宁波高一检测)如图5-7-18所示，某公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，人体颠倒，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(　　)
图5-7-18
A．0 B.
C. D.
【解析】　由题意知F＋mg＝2mg＝m，故速度大小v＝，C正确．
【答案】　C
10.如图5-7-19所示是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道．表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动．已知人和摩托车的总质量为m，人以v1＝的速度过轨道最高点B，并以v2＝v1的速度过最低点A.求在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差多少？
图5-7-19
【解析】　在B点，由向心力公式得FB＋mg＝m，解之得FB＝mg.
在A点，由向心力公式得FA－mg＝m，解之得FA＝7mg.
所以，两压力大小相差6mg.
【答案】　6mg
11．(·宁波检测)如图5-7-20所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.5mg.求：
图5-7-20
(1)小球从管口飞出时的速率；
(2)小球落地点到P点的水平距离．
【解析】　(1)分两种情况，当小球对管下部有压力时，则有
mg－0.5mg＝，v1＝ .
当小球对管上部有压力时，则有
mg＋0.5mg＝，v2＝ .
(2)小球从管口飞出做平抛运动，
2R＝gt2，t＝2，
x1＝v1t＝R，x2＝v2t＝R.
【答案】　(1) 或 　(2) R或 R
12．如图5-7-21所示，用长L＝0.6 m的绳系着装有m＝0.5 kg水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，称为“水流星”．g取10 m/s2，求：
图5-7-21
(1)在最高点水不流出的最小速度为多少？
(2)若过最高点时速度为3 m/s，此时水对桶底的压力为多大？
【解析】　(1)水做圆周运动，在最高点水不流出的条件是：水的重力不大于水所需要的向心力．这时的最小速度即为过最高点的临界速度v0.
以水为研究对象mg＝m，
解得v0＝＝ m/s≈2.45 m/s.
(2)由前面v0的解答知v＝3 m/s＞v0，故重力不足以提供向心力，要由桶底对水向下的压力补充，此时所需向心力由以上两力的合力提供．
v＝3 m/s＞v0，水不会流出．设桶底对水的压力为F，则由牛顿第二定律有：mg＋F＝m，
解得F＝m－mg＝0.5×(－10)N＝2.5 N.
根据牛顿第三定律知F′＝F，
所以水对桶底的压力为2.5 N.
【答案】　(1)2.45 m/s　(2)2.5 N