课堂新坐标2016_2017学年高中物理第2章圆周运动第2节向心力学业分层测评粤教版

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1、向心力(建议用时：45分钟)[学业达标]1．在水平面上转弯的汽车，向心力是(　　)A．重力和支持力的合力B．静摩擦力C．滑动摩擦力D．重力、支持力和牵引力的合力【解析】　水平面上转弯的汽车，重力和地面对汽车的支持力相平衡，向心力由指向圆心的静摩擦力提供，故B正确，A、C、D错误．【答案】　B2．(2016·玉溪高一检测)某高速公路弯道处设计为内侧低外侧高的圆弧弯道，使路面与水平面有一倾角α，弯道半径为R.当汽车在该弯道处沿侧向的摩擦力恰为零时，汽车转弯的速度v为(　　)A．v＝B．v＝C．v＝D．安全速度与汽车的质量有关【解析】　当汽车在该弯道处沿侧向的摩

2、擦力恰为零时，汽车转弯所需的向心力由重力和路面支持力的合力提供，即mgtanα＝m，则汽车的转弯速度为v＝，选项A正确．【答案】　A3．(多选)(2016·连云港高一检测)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关．下列说法正确的是(　　)A．v一定时，r越小则要求h越大B．v一定时，r越大则要求h越大C．r一定时，v越小则要求h越大D．r一定时，v越大则要求h越大【解析】　设轨道平面与水平方向的夹角为θ，由mgtanθ＝m，得tanθ＝，又因为tanθ≈sinθ＝，

3、所以＝.可见v一定时，r越大，h越小，故A正确，B错误；当r一定时，v越大，h越大，故C错误，D正确．【答案】　AD4.(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图2216所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则在该弯道处(　　)【导学号：35390028】图2216A．路面外侧高内侧低B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小【解析】　抓住临界点分析汽车转弯的受力特点及不侧滑的原因，结

4、合圆周运动规律可判断．汽车转弯时，恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，说明公路外侧高一些，支持力的水平分力刚好提供向心力，此时汽车不受静摩擦力的作用，与路面是否结冰无关，故选项A正确，选项D错误．当vvc时，支持力的水平分力小于所需向心力，汽车有向外侧滑动的趋势，在摩擦力大于最大静摩擦力前不会侧滑，故选项B错误，选项C正确．【答案】　AC5．如图2217所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法错误的是(　　)图2217

5、A．在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B．在竖直方向汽车可能只受两个力：重力和桥面的支持力C．在竖直方向汽车可能只受重力D．汽车对桥面的压力小于汽车的重力【解析】　一般情况下汽车受重力和支持力作用，且mg－N＝m，故支持力N＝mg－m，即支持力小于重力，A错，B、D对；当汽车的速度v＝时，汽车所受支持力为零，C正确．【答案】　A6．冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，其安全速度应为(　　)A．v＝k　　B．v≤C．v≥D．v≤【解析】　当处于临界状态时，有kmg＝m，得临界速度v＝.

6、故安全速度v≤.【答案】　B7.如图2218所示，用轻绳一端拴一小球，绕另一端O在竖直平面内做圆周运动．若绳子不够牢，则运动过程中绳子最易断的位置是小球运动到(　　)图2218A．最高点B．最低点C．两侧与圆心等高处D．无法确定【解析】　在最低点位置时，小球的速率最大，向心力方向又向上，拉力F＝mg＋m，此处绳子受到的拉力最大，故最易断．选项B正确．【答案】　B8.“东风”汽车公司在湖北某地有一试车场，其中有一检测汽车在极限状态下车速的试车道，该试车道呈碗状，如图2219所示．有一质量为m＝1t的小汽车在A车道上飞驰，已知该车道转弯半径R为150m，路面倾

7、斜角为θ＝45°(与水平面夹角)，路面与车胎摩擦因数μ为0.25，求汽车所能允许的最大车速．图2219【解析】　以汽车为研究对象，其极限状态下的受力分析如图所示．根据共点力平衡条件，在竖直方向上有FNsin45°－Ffcos45°－mg＝0；根据牛顿第二定律，在水平方向上有FNcos45°＋Ffsin45°＝m，将已知数据代入上面二式，解得v＝50m/s.即汽车所能允许的最大车速为50m/s.【答案】　50m/s[能力提升]9．(多选)如图2220所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是(　　)图2220A．小球通过最高点时的最

8、小速度是B．小球通过最高点时的最小速度为零C．小球通过最低点时对管