1、生活中的圆周运动一、选择题(18题只有一个选项符合题目要求，910题有多个选项符合题目要求)1关于离心运动，下列说法中正确的是()A物体突然受到离心力的作用，将做离心运动B做匀速圆周运动的物体，当提供向心力的合力突然变大时将做离心运动C做匀速圆周运动的物体，只要提供向心力的合力大小发生变化，就将做离心运动D做匀速圆周运动的物体，当提供向心力的合力突然消失或变小时将做离心运动解析：物体做离心运动的条件为物体受到的合力小于其做圆周运动所需的向心力，D正确。答案：D2当汽车驶向一凸形桥时，为使在通过桥顶时，减小汽车对桥的压力，司机应()A以尽可能小的速度通过桥顶B增大速度通过桥顶C以任何速度匀速通过
2、桥顶D使通过桥顶的向心加速度尽可能小解析：在桥顶时汽车受力mgFNm，得FNmgm。由此可知线速度越大，汽车在桥顶受到的支持力越小，即车对桥的压力越小。答案：B3.(2019山东枣庄三中期中考试)摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图所示。当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，抵消离心力的作用，行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度拐弯，拐弯半径为1 km，则质量为50 kg的乘客在拐弯过程中所受到的列车给他的作用力大小为(g10 m/s2)A0 B500 NC1 000 N D500
3、 N解析：已知列车以360 km/h的速度拐弯，拐弯半径为1 km，则向心加速度为a10 m/s2，列车上的乘客在拐弯过程中受到的列车给他的作用力垂直于列车底部向上，大小为FN，还受到重力，其合力F指向圆心，则Fma500 N，而乘客的重力与合力F大小相等，那么作用力与向心力的夹角为45，则列车给乘客的作用力大小为FN500N，故D项正确。答案：D4.如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是()AF突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动BF突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动CF突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运
4、动DF突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心解析：若F突然消失，小球所受合外力突变为0，将沿切线方向匀速飞出，A正确。若F突然变小不足以提供所需向心力，小球将做逐渐远离圆心的离心运动，B、D错误。若F突然变大，超过了所需向心力，小球将做逐渐靠近圆心的运动，C错误。答案：A5火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆周运动，火车速度提高会使外轨受损。为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题，下列措施可行的是()A适当减小内外轨的高度差 B适当增加内外轨的高度差C适当减小弯道半径 D适当增大内外轨间距 解析：火车转弯时，为减小外轨所受压力，可以使外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，如果速度合适的话内外轨道均不受
5、挤压，重力与轨道支持力的合力来提供向心力，如图所示，mgtan m，若要提高火车速度同时减小外轨受损，可以适当增加内外轨的高度差，使增大，或适当增大弯道半径，所以B项正确，A、C、D项错误。答案：B6汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，若要不发生险情，则汽车转弯的轨道半径必须()A减为原来的 B减为原来的C增为原来的2倍 D增为原来的4倍解析：汽车在水平地面上转弯，向心力由静摩擦力提供。设汽车质量为m，汽车与地面的动摩擦因数为，汽车的转弯半径为r，则mgm，故rv2，故速率增大到原来的2倍时，转弯半径增大到原来的4倍，D正确。答案：D7一汽车通过拱形桥顶
6、点时速度为10 m/s，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为()A15 m/s B20 m/sC25 m/s D30 m/s解析：当FNG时，因为GFNm，所以Gm，当FN0时，Gm，所以v2 v20 m/s。答案：B8.在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛。比赛过程中运动员在通过弯道时，如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线。如图所示，圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路线，Oa为运动员在O点时的速度方向(研究时可将运动员看做质点)。下列论述正确的是()A发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B发生侧滑是因为运动员受到的合力
7、大于所需要的向心力C若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧D若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间解析：发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，而运动员受到的合力小于所需要的向心力，受到的合力方向指向圆弧内侧，故选项A、B项错误；运动员在水平方向不受任何外力时沿Oa方向做离心运动，实际上运动员受到的合力方向指向圆弧Ob内侧，所以运动员滑动的方向在Oa右侧与Ob之间，故选项C项错误，选项D项正确。答案：D9火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定，若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法正确的是()A当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力
8、的合力提供向心力B当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C当速度大于v时，轮缘挤压外轨D当速度小于v时，轮缘挤压外轨解析：当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力应正好等于向心力，当速度大于v时，火车重力与轨道面支持力的合力小于转弯所需向心力，此时轮缘挤压外轨，外轨对轮缘产生弹力，当速度小于v时，火车重力与轨道面支持力的合力大于转弯所需向心力，此时轮缘挤压内轨，故A、C正确，B、D错误。答案：AC10女航天员王亚平在“神舟十号”飞船上做了大量失重状态下的精美物理实验。关于失重状态，下列说法正确的是()A航天员仍受重力的作用B航天员受力平衡
9、C航天员所受重力等于所需的向心力D航天员不受重力的作用解析：做匀速圆周运动的空间站中的航天员，所受重力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，并非航天员不受重力作用，A、C正确，B、D错误。答案：AC二、非选择题11飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧，如图所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径为r180 m的圆周运动，如果飞行员质量m70 kg，飞机经过最低点P时的速度v360 km/h，则这时飞行员对座椅的压力是多大？(g取10 m/s2)解析：飞机经过最低点时，v360 km/h100 m/s。对飞行员进行受力分析，飞行员在竖直面内共受到重力G和座椅的支持力FN两个
10、力的作用，根据牛顿第二定律得FNmgm，所以FNmgm7010 N70 N4 589 N，由牛顿第三定律得，飞行员对座椅的压力为4 589 N。答案：4 589 N12.在汽车越野赛中，一个土堆可视作半径R10 m的圆弧，左侧连接水平路面，右侧与一坡度为37斜坡连接。某车手驾车从左侧驶上土堆，经过土堆顶部时恰能离开，赛车飞行一段时间后恰沿与斜坡相同的方向进入斜坡，沿斜坡向下行驶。研究时将汽车视为质点，不计空气阻力。求：(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)(1)汽车经过土堆顶部的速度大小。(2)汽车落到斜坡上的位置与土堆顶部的水平距离。解析：(1)赛车在土堆顶部做圆周运动，且恰能离开，重力提供向心力，由牛顿第二定律mgm得v10 m/s(2)赛车离开土堆顶部后做平抛运动，落到斜坡上时速度与水平方向夹角为37，则有tan 37得t0.75 s则落到斜坡上距离坡顶的水平距离xvt7.5 m。答案：(1)10 m/s(2)7.5 m
