生活中的圆周运动-2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）期末计算练习word版含答案

人教2019版高一物理第二学期期末计算专题 生活中的圆周运动 1题．（2021·北京市怀柔区第二中学高一期中）如图所示，长度为L=0.4m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m=0.5kg，小球半径不计，g取10m/s2，求： (1)小球刚好通过最高点时的速度大小； (2)小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，绳的拉力大小； (3)若轻绳能承受的最大张力为45N，小球运动过程中速度大小的最大值。 2题．（2020·北京101中学高一期末）高速公路的高架桥如图所示，若高速公路上所建的高架桥的顶部可以看做是一个圆弧，圆弧半径为250m，g取10m/s2。求： （1）若一辆汽车的质量为m=3000kg，在圆弧顶部的速度为25m/s，汽车在该高速路圆弧顶部对路面的压力大小； （2）通过高架桥时，司机为了能够控制驾驶的汽车，汽车对地面的压力一定要大于零。则汽车经过该高架桥顶部时速度不能超过多大？ 3题．（2021·北京市怀柔区第二中学高一期中）有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。求：（1）若汽车到达桥顶时的速度为5m/s，求拱桥对汽车的支持力的大小； （2）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力； （3）请你从安全的角度对桥梁设计者或汽车驾驶员提出一条建议，并说明理由。 4题．（2021·全国高一单元测试）我们常常在公园和古村落中见到拱形桥，如图甲所示。一辆质量为1.2×103kg的小车，以10m/s的速度经过半径为40m的拱形桥最高点，如图乙所示，取g=10m/s2。求：(1)桥对小车支持力的大小；(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力； (3)如果拱桥的半径增大到地球半径R=6.4×103km，汽车要在桥面腾空，速度要多大？ 5题．（2021·北京市第四十三中学高一月考）如图甲所示，一质量m=1000kg的汽车驶上拱桥。汽车到达桥顶速度v=5m/s，桥面半径为r=50m，g取10m/s2。 (1)求汽车到达桥顶时，向心加速度大小a； (2)请推导说明：汽车到达桥顶的速度越大，它对桥顶的压力越小。 (3)如图乙所示，若把地球看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径R。如果汽车的速度足够大，它会在这个桥面上腾空（汽车对拱形桥的压力是0），不再落回地面，成为一颗“人造地球卫星”。取R=6400km，请估算：汽车不再落回地面的最小飞出速度。 6题．（2021·北京市怀柔区第二中学高一期中）汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示，一辆质量m=1.6×103kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶，速度大小v=10m/s，其轨迹可视为半径R=40m的圆弧。 （1）求这辆汽车转弯时需要的向心力大小F； （2）如果汽车与地面间的最大静摩擦力为1.5×104N，如果车速达到20m/s是否会发生侧滑，请写出必要文字说明并列公式进行计算； （3）在冬天如果路面出现结冰现象，为防止汽车侧滑而发生危险，请给汽车驾驶员提出一条驾驶建议。 7题．（2020·北京高一期末）长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，使小球在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆錐摆运动），如图所示，当摆线L与竖直方向的夹角为α时，求：(1)细线对小球的拉力F；(2)小球运动的线速度大小v：(3)小球运动的周期T。 答 案 1题【答案】(1)2m/s；(2)15N；(3)4m/s 【详解】(1)小球刚好通过最高点时，恰好只由重力完全提供向心力，故有 解得 (2)小球通过最高点时的速度大小为4 m/s时，拉力和重力的合力提供向心力，有 解得FT=15 N (3)分析可知小球通过最低点时绳张力最大，在最低点由牛顿第二定律得 将FT′=45 N代入解得即小球的速度不能超过。 2题【答案】（1）2.25×104N；（2）50m/s. 【详解】（1）根据牛顿第二定律可知 解得 根据牛顿第三定律可知，汽车在该高速路圆弧顶部对路面的压力大小。 ... ...