6.4生活中的圓周運(yùn)動課后練習(xí)1．一輛轎車正在通過如圖所示的路段，關(guān)于該轎車在轉(zhuǎn)彎的過程中，正確的是()A．轎車的速度大小不一定變化B．轎車處于平衡狀態(tài)C．轎車加速度的方向一定沿運(yùn)動路線的切線方向D．轎車加速度的方向一定垂直于運(yùn)動路線的切線方向2．如圖所示，乘坐游樂園的翻滾過山車時，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．過山車在最高點(diǎn)時人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險帶拉住，沒有保險帶，人就會掉下來B．人在最高點(diǎn)時對座位不可能產(chǎn)生大小為mg的壓力C．人在最低點(diǎn)時對座位的壓力等于mgD．人在最低點(diǎn)時對座位的壓力大于mg3．?dāng)[式列車是集電腦、自動控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車，如圖所示．當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時，在電腦控制下，車廂會自動傾斜，提供向心力；行走在直線上時，車廂又恢復(fù)原狀，就像玩具“不倒翁”一樣．假設(shè)有一超高速列車在水平面內(nèi)行駛，以360km/h的速度拐彎，拐彎半徑為1km，則質(zhì)量為50kg的乘客，在拐彎過程中所受到的火車給他的作用力為（）A．500NB．1000NC．500ND．04．如圖所示，在粗糙水平木板上放一個物塊，使水平木板和物塊一起在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動，ab為水平直徑，cd為豎直直徑，在運(yùn)動過程中木板始終保持水平，物塊相對木板始終靜止，則（）A．物塊始終受到三個力作用B．只有在a、b、c、d四點(diǎn)，物塊受到的合外力才指向圓心C．從a到b，物塊所受的摩擦力先增大后減小D．從b到a，物塊處于超重狀態(tài)5．宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動的空間站中處于完全失重狀態(tài)，下列說法正確的是()A．宇航員仍受重力的作用B．宇航員受力平衡C．宇航員所受重力等于所需的向心力D．宇航員不受重力的作用6．根據(jù)《日經(jīng)新聞》的報道，日本將在2020年東京奧運(yùn)會開幕之前使“無人駕駛”汽車正式上路并且投入運(yùn)營．高度詳細(xì)的3D地圖技術(shù)能夠為“無人駕駛”汽車提供大量可靠的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以通過汽車內(nèi)部的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析，以執(zhí)行不同的指令．如下圖所示為一段公路拐彎處的3D地圖，你認(rèn)為以下說法正確的是（）A．如果彎道是水平的，則“無人駕駛”汽車在拐彎時受到重力、支持力、摩擦力和向心力B．如果彎道是水平的，則“無人駕駛”汽車在拐彎時收到的指令應(yīng)讓車速小一點(diǎn)，防止汽車作離心運(yùn)動而發(fā)生側(cè)翻C．如果彎道是傾斜的，3D地圖上應(yīng)標(biāo)出內(nèi)（東）高外（西）低D．如果彎道是傾斜的，3D地圖上應(yīng)標(biāo)出外（西）高內(nèi)（東）低7．如圖所示，小物體位于半徑為R的半球頂端，若給小物體以水平初速度v0時，小物體對球頂恰好無壓力，則A．物體開始沿球面下滑B．物體的初速度為C．物體落地時的水平位移為D．物體著地時速度方向與地面成45°角8．火車以一定的速率在半徑一定的軌道上轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)外軌道恰好對火車沒有側(cè)向作用力，不考慮摩擦和其它阻力，如果火車以原來速率的兩倍轉(zhuǎn)彎時（）A．外側(cè)軌道受到擠壓B．內(nèi)側(cè)軌道受到擠壓C．為了保證軌道沒有側(cè)向作用力，內(nèi)外軌道的高度差變?yōu)樵瓉韮杀禗．軌道的作用力和重力的合力變?yōu)樵瓉淼?倍9．用三合板模擬拱形橋來研究汽車通過橋的最高點(diǎn)時對橋的壓力．在拱橋上表面事先鋪上一層牛仔布以增加摩擦，這樣玩具車就可以在橋面上跑起來了．把這套系統(tǒng)放在電子秤上，關(guān)于電子秤的示數(shù)下列說法正確的是()A．玩具車靜止在拱橋頂端時電子稱示數(shù)小一些B．玩具車運(yùn)動通過拱橋頂端時電子稱示數(shù)大一些C．玩具車運(yùn)動通過拱橋頂端時處于失重狀態(tài)D．玩具車運(yùn)動通過拱橋頂端時速度越大(未離開拱橋)，電子稱示數(shù)越小10．關(guān)于如圖所示的四種圓周運(yùn)動模型，下列說法正確的是（）A．如圖a所示，汽車安全通過拱橋最高點(diǎn)時，車對橋面的壓力小于車的重力B．如圖b所示，在光滑固定圓錐筒的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的小球，受重力、彈力和向心力C．如圖c所示，輕質(zhì)細(xì)桿一端固定一小球，繞另一端O點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，在最高點(diǎn)小球所受的彈力方向一定向上D．如圖d所示，火車以某速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時，車輪可能對內(nèi)外軌均無側(cè)向壓力11．如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下作勻速圓周運(yùn)動。若小球運(yùn)動到P點(diǎn)時，拉力F發(fā)生變化，關(guān)于小球運(yùn)動情況的說法正確的是（）A．若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa作離心運(yùn)動B．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa作離心運(yùn)動C．若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb作近心運(yùn)動D．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPb作離心運(yùn)動12．如圖所示，洗衣機(jī)的脫水桶采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是（）A．脫水過程中，衣物是緊貼桶壁的B．水會從桶中甩出是因為水滴受到的向心力很大的緣故C．加快脫水桶轉(zhuǎn)動的角速度，脫水效果會更好D．靠近中心的衣物的脫水效果不如周邊的衣物的脫水效果好13．有一種叫作“魔盤”的娛樂設(shè)施，如圖所示。當(dāng)“魔盤”轉(zhuǎn)動得很慢時，盤上的人都可以隨“魔盤”一起轉(zhuǎn)動而不至于被甩開。當(dāng)“魔盤”的轉(zhuǎn)速增大時，盤上的人逐漸向邊緣滑去，離轉(zhuǎn)動中心越遠(yuǎn)的人，這種滑動的趨勢越厲害。設(shè)“魔盤”轉(zhuǎn)速為6r/min，一個體重為30kg的小孩坐在距離軸心1m處（盤半徑大于1m）隨“魔盤”一起勻速轉(zhuǎn)動（沒有滑動）。問：（1）小孩需要的向心力是由什么提供的？這個向心力是多少？（2）假設(shè)人與“魔盤”間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，要使離軸心1m處的小孩不發(fā)生滑動，求“魔盤”轉(zhuǎn)動的最大角速度（取人與“魔盤”間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2）。（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）14．如圖所示為汽車在水平路面做半徑為R的大轉(zhuǎn)彎的后視圖，懸吊在車頂?shù)臒糇笃甩冉?，則：(1)車正向左轉(zhuǎn)彎還是向右轉(zhuǎn)彎？(2)車速是多少？(3)若(2)中求出的速度正是汽車轉(zhuǎn)彎時不打滑允許的最大速度，則車輪與地面的動摩擦因數(shù)μ是多少？15．某電視臺正在策劃的“快樂向前沖”節(jié)目的場地設(shè)施，如圖所示，AB為水平直軌道，上面安裝有電動懸掛器，可以載人（人可看作質(zhì)點(diǎn)）運(yùn)動，下方水面上漂浮著一個勻速轉(zhuǎn)動的半徑為R=1m鋪有海綿墊的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤軸心離平臺的水平距離為L，平臺邊緣與轉(zhuǎn)盤平面的高度差H=3.2m。選手抓住懸掛器后，按動開關(guān)，在電動機(jī)的帶動下從A點(diǎn)沿軌道做初速度為零，加速度為a=2m/s2的勻加速直線運(yùn)動。起動后2s懸掛器脫落。已知人與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g=10m/s2.(1)求人隨懸掛器水平運(yùn)動的位移大小和懸掛器脫落時人的速率；(2)若選手恰好落到轉(zhuǎn)盤的圓心上，求L的大??；(3)假設(shè)選手落到轉(zhuǎn)盤上瞬間相對轉(zhuǎn)盤速度立即變?yōu)榱?，為保證他落在任何位置都不會被甩下轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的角速度ω應(yīng)限制在什么范圍？

參考答案1．A【詳解】由圖可知汽車要繞轉(zhuǎn)盤做圓周運(yùn)動，受力不平衡，可以是勻速圓周運(yùn)動，也可以是非勻速圓周運(yùn)動，速度的大小不一定變化，故A正確．由于速度方向一定變化，速度在變化，所以轎車處于非平衡狀態(tài)，故B錯誤．若是勻速圓周運(yùn)動，則加速度方向指向圓心，不可能沿運(yùn)動路線的切線方向；若不是勻速圓周運(yùn)動，則加速度方向不指向圓心，故CD錯誤．故選A．2．D【詳解】A．過山車在最高點(diǎn)時人處于倒坐狀態(tài)，但是向心力是靠重力與坐椅的支持力提供，速度越大支持力越大，所以沒有保險帶，人也不會掉下來，則A錯誤；B．人在最高點(diǎn)時，由牛頓第二定律可得當(dāng)速度為時，支持力為mg，由牛頓第三定律可得，人在最高點(diǎn)時對座位可以產(chǎn)生大小為mg的壓力，所以B錯誤；CD．人在最低點(diǎn)時，由牛頓第二定律可得則人在最低點(diǎn)時對座位的壓力大于mg，所以C錯誤；D正確；故選D。3．C【詳解】360km/h=100m/s．根據(jù)牛頓第二定律知，，根據(jù)平行四邊形定則得，．故C正確，ABD錯誤．故選C．4．D【詳解】A．在c、d兩點(diǎn)處，物塊只受重力和支持力，在其他位置處物塊受到重力、支持力、靜摩擦力三個作用力，選項A錯誤；B．物塊做勻速圓周運(yùn)動，合外力提供向心力，所以合外力始終指向圓心，選項B錯誤；C．從a運(yùn)動到b，物塊的加速度的方向始終指向圓心，水平方向的加速度先減小后反向增大，根據(jù)牛頓第二定律知，物塊所受木板的摩擦力先減小后增大，選項C錯誤；D．從b運(yùn)動到a，向心加速度有向上的分量，則物塊處于超重狀態(tài)，選項D正確。故選D。5．AC【詳解】BC．宇航員隨空間站做勻速圓周運(yùn)動，重力全部提供所需的向心力，不是平衡狀態(tài)，故B錯誤，C正確；AD．宇航員處于完全的失重狀態(tài)時，其重力沒有消失，宇航員仍然受到重力的作用，故A正確，D錯誤．故選AC．6．BD【詳解】試題分析：“無人駕駛”汽車在拐彎時受到重力、支持力、摩擦力，A錯誤；如果彎道是水平的，則靜摩擦力提供向心力，當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時對應(yīng)一最大速度，超過這個速度，將發(fā)生離心運(yùn)動而側(cè)翻，B正確；如果彎道傾斜，則要使重力的分力提供向心力，所以應(yīng)標(biāo)出外（西）高內(nèi)（東）低，C錯誤：D正確：故選BD．7．BC【詳解】A、物體僅受重力，有水平初速度，做平拋運(yùn)動，故A錯誤；BC、根據(jù)牛頓第二定律得，mg，則．由R得：t，則水平位移．故BC正確；D、落地時豎直方向上的速度，設(shè)落地時速度與地面的夾角為θ，有，故D錯誤．故選BC。8．AD【詳解】火車以一定的速率轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)外軌與車輪之間均沒有側(cè)壓力，此時火車拐彎的向心力由重力和鐵軌的支持力的合力提供，火車速度加倍后，速度大于規(guī)定速度，重力和支持力的合力不夠提供拐彎圓周運(yùn)動的向心力，所以此時外軌對火車有指向圓心方向的支持力以補(bǔ)充拐彎的向心力，即此時外軌對火車車輪有側(cè)壓力，故A正確，B錯誤；火車以某一速度v通過某彎道時，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，如圖所示，由圖可以得出：

F合=mgtanθ，合力等于向心力，故得：，此時，聯(lián)立解得軌道高度差為：，當(dāng)速度變?yōu)?v后，若內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，所需的向心力為：，聯(lián)立以上可得：，根據(jù)牛頓第二定律：，此時，聯(lián)立可得：，即，故C錯誤，D正確．故選AD．9．CD【詳解】AB．玩具車靜止在拱橋頂端時壓力等于玩具車的重力，當(dāng)玩具車以一定的速度通過最高達(dá)時，合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：mg-N=m，解得N=mg-m＜mg，所以玩具車運(yùn)動通過拱橋頂端時的示數(shù)小，故AB錯誤；C．玩具運(yùn)動通過拱橋頂端時，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，故C正確；根D．據(jù)N=mg-m可知，玩具運(yùn)動通過拱橋頂端時速度越大（未離開拱橋），示數(shù)越小，故D正確．故選CD。10．AD【詳解】A．圖a汽車安全通過拱橋最高點(diǎn)時，重力和支持力的合力提供向心力，方向豎直向下，所以支持力小于重力，根據(jù)牛頓第三定律，車對橋面的壓力小于車的重力，故A正確；B．圖b沿固定圓錐筒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的小球，受重力和彈力作用，向心力是二者的合力，故B錯誤；C．圖c中輕質(zhì)細(xì)桿一端固定的小球，當(dāng)小球在最高點(diǎn)壓力為零時，重力提供向心力，有解得，當(dāng)速度小于v時，桿對小球有支持力，方向豎直向上；當(dāng)速度大于v時，桿對小球有拉力，方向豎直向下，故C錯誤；D．圖d中火車以某速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時，受到的重力和軌道的支持力的合力恰好等于向心力時，車輪對內(nèi)外軌均無側(cè)向壓力，故D正確。故選AD。11．AD【詳解】A．若拉力突然消失，小球做離心運(yùn)動，因為不受力，將沿軌跡Pa運(yùn)動，故A正確；BD．若拉力變小，拉力不夠提供向心力，做半徑變大的離心運(yùn)動，即沿Pb運(yùn)動，故B錯誤，D正確；C．若拉力變大，則拉力大于向心力，沿軌跡Pc做近心運(yùn)動，故C錯誤。故選AD。12．ACD【詳解】A．脫水過程中，衣物做離心運(yùn)動而甩向桶壁，所以衣物是緊貼桶壁的，故A正確；B．水滴依附的附著力是一定的，當(dāng)水滴因做圓周運(yùn)動所需的向心力大于該附著力時，水滴被甩掉，故B錯誤；C．由Fn=mω2R，ω增大會使所需向心力Fn增大，直到水滴的附著力不足以提供所需的向心力，水滴就會被甩出去，因此增大ω，會使更多水滴被甩出去，故C正確；D．靠近中心的衣服，做圓周運(yùn)動的半徑比較小，當(dāng)角速度ω相同時所需的向心力小，因此脫水效果差，故D正確。故選ACD。13．（1）靜摩擦力，11.8N；（2）1.41rad/s【詳解】（1）小孩隨“魔盤”一起做圓周運(yùn)動時，小孩受到重力、支持力和靜摩擦力作用，小孩做圓周運(yùn)動所需的向心力是由小孩與“魔盤”之間的靜摩擦力提供?！澳ПP”轉(zhuǎn)動時的角速度為ω=2πn=0.2πrad/s由牛頓第二定律可得向心力為Fn=mrω2≈11.8N（2）小孩受到的最大靜摩擦力為fmax=μmg由牛頓第二定律可得fmax=mrω聯(lián)立可得ωmax=