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1、031课后课时作业Kehoukeshizuoye=A组:合格性水平训练1 .(离心运动的理解)关于离心运动,下列说法中正确的是()A.物体一直不受外力作用时,可能做离心运动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做离心运动C.做匀速圆周运动的物体,只要向心力的数值发生变化便将做离心运动D.做匀速圆周运动的物体,当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动答案D解析物体一直不受外力作用,物体应保持静止状态或匀速直线运动状态,A错误;做匀速圆周运动的物体,所受的合外力等于向心力,当外界提供的向心力增大时,物体所需的向心力并没有增大,物体将做近心运动,B错误;做匀速圆周运动的物体
2、,向心力的数值发生变化,物体可能仍做圆周运动,例如变速圆周运动,也可能做近心运动或离心运动,C错误;根据离心运动的条件可知,D正确。2 .(航天器中的失重现象)(多选)航天飞机在围绕地球做匀速圆周运动过程中,关于航天员,下列说法中正确的是()A.航天员仍受重力作用B.航天员受的重力提供其做匀速圆周运动的向心力C.航天员处于超重状态D.航天员对座椅的压力为零答案ABD解析航天飞机在绕地球做匀速圆周运动时,依然受地球的吸引力,而且正是这个吸引力提供航天飞机绕地球做匀速圆周运动的向心力,航天员的加速度与航天飞机的相同,也是重力提供向心力,即mg=仄,A、B正确;此时航天员不受座椅弹力,即对座椅无压力
3、,处于完全失重状态,D正确,C错误。3 .(凹桥模型)秋千的吊绳有些磨损,在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时候是秋千()A.在下摆过程中B.在上摆过程中C.摆到最高点时D.摆到最低点时答案D0-解析当秋千摆到最低点时速度最大,由尸一座=勺知,吊绳中拉力尸最大,吊绳最容易断裂,D正确。4 .(拱桥模型)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
4、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),示数越小答案D解析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22顿第二定律有mgAI=%,即尸N=Wg-W1用g,可知玩具车此时处于失重状态,C错误;玩具车静止在拱桥顶端时,示数即总重力,运动通过拱桥顶端时,系统有向下的加速度(向心加速度),支持力小于总重力,即示数小于总重力,且速度越大,向心加速度越大,示数越小,A、B错误,D正确。5 .(汽车转弯问题)在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低。如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些
5、,汽车的运动可看做是半径为R的圆周运动。设内、外路面高度差为心路基的水平宽度为d,路面的宽度为心已知重力加速度为g,要使车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零,则汽车转弯时的车速应等于()答案B1)解析设路面的倾角为仇根据牛顿第二定律得WgtanO=W无,又由数学知识可知tan。=%联立解得B正确。6 .(绳模型)(多选汝口图所示,用长为/的细绳拴着质量为机的小球在竖直平面内做圆周运动,则下列说法中正确的是(),O.,I0A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动,则其在最高点的速率为曲D.小球过最低点
6、时绳子的拉力一定大于小球重力答案CD解析小球在圆周最高点时,向心力可能等于重力也可能等于重力与绳子的拉力之和,取决于小球的瞬时速度的大小,A错误;小球在圆周最高点时,如果向心力完全由重力充当,则绳子的拉力为零,B错误;小球刚好能在竖直面内做圆周运动,则在最高点,重力提供向心力,v=i,C正确;小球在圆周最低点时,具有竖直向上的向心加速度,处于超重状态,拉力一定大于重力,故D正确。7 .(绳模型)如图所示,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()A.0B
7、.C.D.答案C解析由题意知,乘客受到座椅的压力F=mg,则7+zng=2机g=nR,故最高点处速度大小。=9,C正确。8.(拱桥模型)城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥。如图所示,桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上,一辆质量为m的小汽车,从A端冲上该立交桥,小汽车到达桥顶时的速度大小为。若小汽车在上桥过程中保持速率不变,贝J()A.小汽车通过桥顶时处于失重状态B.小汽车通过桥顶时处于超重状态2C.小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为湍D.小汽车到达桥顶时的速度必须大于病答案A解析由圆周运动知识知,小汽车通过桥顶时,其加速度方向向下,由牛顿22第二定律得mgFn=M用
8、,解得FN=mg7端Vmg,故其处于失重状态,A正v2确,B错误;FN=机g,米只在小汽车通过桥顶时成立,而在其上桥过程中不成v2立,C错误;由mg-FN=%,FN20,解得6小痫,D错误。9 .(杆模型)如图所示,质量为根的小球固定在杆的一端,在竖直面内绕杆的另一端。做圆周运动。小球运动到最高点时速度为V=1是球心到O点的距离,则球对杆的作用力是()W-O/A.5g的拉力B.5g的压力C.零D多吆的压力答案B解析当重力完全充当向心力时,球对杆的作用力为零,mg=K解得V,=Z,而时,故杆对球是支持力,即7g一尸N=近,解得尸N=%g,由牛顿第三定律,球对杆的压力为Jng,故选B。10 .(拱
9、桥模型)如图所示,是一座半径为40m的圆弧形拱形桥。一质量为1oX1O31g的汽车,行驶到拱形桥顶端时,汽车运动速度为IOms,则此时汽车运动的向心加速度为多大?向心力为多大?汽车对桥面的压力是多少?(取g=10ms2)答案2.5ms22.5IO3N7.5103N解析汽车的向心加速度V2IO27,2Q一厂=40ms=2.5m/s0汽车的向心力F=ma=.01032.5N=2.5103No在桥的最高点,汽车的向心力由重力和桥的支持力的合力提供,如图所示,F=mgFn,则/N=Wg-F=1OX10310N-2.5103N=7.5103N,根据牛顿第三定律,汽车对桥的压力尸压=7n=7.5X1()3
10、n11 .(拐弯问题)某游乐场里的赛车场地为圆形,半径为I(M)m,一赛车和车手的总质量为Iookg,轮胎与地面间的最大静摩擦力为600N。MZ10ms2)(1)若赛车的速度达到72km/h,这辆车在运动过程中会不会发生侧滑?(2)若将场地建成外高内低的圆形,且倾角为30。,赛车的速度多大时,车手感觉不到自己有相对车的侧向的运动趋势?答案(1)不会侧滑(2)24m/s解析(1)赛车在场地上做圆周运动的向心力由静摩擦力提供。赛车做圆周Tf运动所需的向心力为尸=万=400NV600N,所以赛车在运动过程中不会发生侧滑。(2)由题意得车手不受座椅侧向的摩擦力,于是车手只受支持力和重力,由Oi牛顿第二
11、定律知mgtan=而解得O=NgRtang24m/s。B组:等级性水平训练.(火车拐弯)(多选)火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动,当火车以规定速度通过时,内外轨道均不受侧向挤压,如图。现要降低火车转弯时的规定速度,须对铁路进行改造,从理论上讲以下措施可行的是()答案AC解析当火车以规定速度通过弯道时,火车的重力和支持力的合力提供向心力,如图所示:即五n=mgtan=%故/=JgRtanO,若使火车经过弯道时的速度。减小,则可以减小倾角仇即减小内外轨的高度差,或者减小弯道半径R,故A、C正确,B、D错误。12 .(轻杆模型)(多选)如图所示,小球机在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动,下列说
12、法正确的是()A.小球通过最高点时的最小速度是底B.小球通过最高点时的最小速度为零C.小球在水平线H以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线H以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力答案BD解析圆形管外侧、内侧都可以对小球提供弹力,故小球通过最高点的最小速度为零,A错误,B正确。小球在水平线0b以下时,合外力必须有指向圆心方向的分力提供向心力,故外侧管壁一定对小球有作用力,C错误,D正确。.(杆模型)长1=0.5m的轻杆,其一端连接着一个零件4,A的质量机=2kgo现让A在竖直平面内绕轻杆另一端O点做匀速圆周运动,如图所示。在A通过最高点时,求下列两种情况下4对杆的作用力大小。=IOnVs2)(I)A的速率为1m/s;(2)A的速率为4m/s。答案(1)16N44N2解析以A为研究对象,设其受到杆的拉力为尸,则有吆+产=小深。(1)代入数据Vi=m/s,可得Fi=7管一g)=2x(B一1)N=-16N,即A受到杆的支持力为16No根据牛顿第三定律可得A对杆的作用力为压力,大小为16N。(2)代入数据V2=4m/s,即A受到杆的拉力为44No根据牛顿第三定律可得A对杆的作用力为拉力,大小为44N。