高中物理人教版 (新课标)必修27.生活中的圆周运动练习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修27.生活中的圆周运动练习题，共9页。试卷主要包含了离心现象，下列关于离心现象的说法正确的是，如图3所示，，1 900 N等内容，欢迎下载使用。






1．火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有____________，需要__________．


如果转弯时内外轨一样高，则由____________________提供向心力，这样，铁轨和车轮


易受损．


如果转弯处外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力不再是竖直向上的，而是


________________，它与重力的合力指向________，为火车提供了一部分向心力，减轻


了轮缘与外轨的挤压．适当设计内外轨的高度差，使火车以规定的速度行驶时，转弯需


要的向心力几乎完全由________________________提供．


2．当汽车以相同的速率分别行驶在凸形桥的最高点和凹形桥的最低点时，汽车对桥的压


力的区别如下表所示.


由列表比较可知，汽车在凹形桥上行驶对桥面及轮胎损害大，但在凸形桥上，最高点速


率不能超过________．当汽车以v≥eq \r(gr)的速率行驶时，将做__________，不再落到桥面


上．


3．(1)航天器中的物体做圆周运动需要的向心力由__________提供．


(2)当航天器的速度____________时，航天器所受的支持力FN＝0，此时航天器及其内部


的物体处于__________状态．


4．(1)离心现象：如果一个正在做匀速圆周运动的物体在运动过程中向心力突然消失或


合力不足以提供所需的向心力时，物体就会沿切线方向飞出或________圆心运动，这就


是离心现象．离心现象并非受“离心力”作用的运动．


(2)做圆周运动的物体所受的合外力F合指向圆心，且F合＝eq \f(mv2,r)，物体做稳定的


________________；所受的合外力F合突然增大，即F合>mv2/r时，物体就会向内侧移动，


做________运动；所受的合外力F合突然减小，即F合v0时，火车对外轨有向外的侧向压力


C．当火车的速率v>v0时，火车对内轨有向内的挤压力


D．当火车的速率vL2


C．L1


课堂探究练


1．ABD


2．0.195 m





解析 火车在转弯时所需的向心力由火车所受的重力和轨道对火车支持力的合力提供的，如图所示，图中h为两轨高度差，d为两轨间距，mgtan α＝meq \f(v2,r)，tan α＝eq \f(v2,gr)，又由于轨道平面和水平面间的夹角一般较小，可近似认为：tan α≈sin α＝eq \f(h,d).


因此：eq \f(h,d)＝eq \f(v2,gr)，则h＝eq \f(v2d,gr)＝eq \f(202×1.435,9.8×300) m＝0.195 m.


点评 近似计算是本题的关键一步，即当角度很小时：sin α≈tan α.


3．B


4．(1)10 m/s (2)105 N


解析 (1)汽车在凹形桥底部时对桥面压力最大，由牛顿第二定律得：


FN－mg＝meq \f(v\\al(2,max),r).


代入数据解得vmax＝10 m/s.


(2)汽车在凸形桥顶部时对桥面压力最小，由牛顿第二定律得：


mg－FN′＝eq \f(mv2,r).


代入数据解得FN′＝105 N.


由牛顿第三定律知汽车对桥面的最小压力等于105 N.


点评 (1)汽车行驶时，在凹形桥最低点，加速度方向竖直向上，汽车处于超重状态，故对桥面的压力大于重力；在凸形桥最高点，加速度方向竖直向下，处于失重状态，故对桥面的压力小于重力．


(2)汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力小于或等于汽车的重力．


①当v＝eq \r(gR)时，FN＝0.


②当v>eq \r(gR)时，汽车会脱离桥面，发生危险．


③当0≤v