高中物理同步学习方略必修2课后巩固提升5-7

高中物理同步学习方略必修2课后巩固提升5-7

课 后 巩 固 提 升 巩 固 基 础 ‎1．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mg－FN＝m，‎ 得FN＝mg－m.‎ 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　B ‎2．下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动(　　)‎ A．汽车转弯时要限制速度 B．转速很高的砂轮半径不能做得太大 C．在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨 D．离心泵工作时 解析　‎ 汽车转弯时速度越大，则汽车所需的向心力越大，如果速度过大，则汽车所需向心力不足，汽车将发生侧滑，容易出现事故，所以汽车转弯时要限制速度；转速很高的砂轮如果半径很大，则在高速转动时，边缘部分需要的向心力就非常大，有可能导致砂轮解体，发生危险事故，故B选项正确；铁路转弯处的内侧铁轨低于外侧铁轨，是为了保障火车转弯时可提供足够大的向心力，防止火车出轨的事故发生，故选项C正确；离心泵工作时是利用了离心运动．‎ 答案　ABC ‎3．冰面对溜冰运动员的最大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，其安全速度为(　　)‎ A．v＝k B．v≤ C．v≤ D．v≤ 解析　水平冰面对运动员的摩擦力提供他做圆周运动的向心力，则运动员的安全速度v满足：kmg≥m.‎ ‎∴v≤.‎ 答案　B ‎4．一汽车通过拱形桥顶时速度为‎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(　　)‎ A．‎15 m/s B．‎20 m/s C．‎25 m/s D．‎30 m/s 解析　当N＝G时，因为G－N＝m，所以G＝m；‎ 当N＝0时，G＝m，所以v′＝2v＝‎20 m/s.‎ 答案　B ‎5．铁路转弯处的圆弧半径为R，内侧和外侧的高度差为h，L为两轨间的距离，且L>h.如果列车转弯速率大于，则(　　)‎ A．外侧铁轨与轮缘间产生挤压 B．铁轨与轮缘间无挤压 C．内侧铁轨与轮缘间产生挤压 D．内外侧铁轨与轮缘间均有挤压 解析　当v＝时，铁轨与轮缘间无挤压，当v>时，火车需要更大的向心力，所以挤压外轨．‎ 答案　A ‎6．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动．下列说法中正确的是(　　)‎ A．可以用天平测量飞船内物体的质量 B．可以用水银气压计测舱内气压 C．可以用弹簧测力计测拉力 D．在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为零，但重物仍受地球引力 解析　因为飞船内的物体处于完全失重状态，故放在天平上的物体对天平没有压力．因此，用天平不能称出物体的质量；水银气压计中水银柱也不会产生压力，故水银气压计无法测量气压；挂在弹簧测力计上的物体也不会对弹簧产生拉力，无论挂多重的物体，弹簧测力计的示数皆为零，但地球表面及其附近的物体都受重力，故A、B选项错误，D选项正确；弹簧测力计是根据胡克定律制成的．拉力的大小跟弹簧的伸长量成正比，故C选项正确．‎ 答案　CD ‎7．一辆卡车在丘陵地匀速行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是(　　)‎ A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 解析　卡车在a、c处行驶，向心加速度向下，处于失重状态，爆胎可能性较小，故A、C选项错误；卡车在b、d两处行驶，向心加速度向上，处于超重状态，又因FN－mg＝，得FN＝mg＋.由图可知rb>rd.所以FNb0.‎ 情况(1)当球通过最高点，拉力为零时，有 mg＝⇒v＝；‎ ‎(2)当0时，此时F为拉力，F＋mg＝，‎ 故选项D正确．‎ 答案　D ‎9．如图所示，OO′为竖直转轴，MN为固定在OO′上的水平光滑杆，有两个质量相等的金属小球A、B套在水平杆上，AC和BC为抗拉能力相同的两根细绳，C端固定在OO′上，当线拉直时，A、B两球转动半径比值为2:1，当转轴角速度逐渐增大时(　　)‎ A．AC线先断 B．BC线先断 C．两绳同时断 D．不能确定哪个线先断 解析　两小球具有相同的角速度，线的拉力的水平分量提供小球做圆周运动的向心力，如图所示，则有 FTA·cosα＝mrAω2，‎ FTB·cosβ＝mrBω2，‎ ＝＝.‎ 因为AC>BC，所以FTA>FTB，故AC线先断．‎ 答案　A ‎10．一根水平硬质杆以恒定角速度ω绕竖直轴OO′转动，两个质量均为m的小球能够沿杆无摩擦运动，两球间以劲度系数为k的轻弹簧连接，弹簧原长为L0，靠近转轴的A球与轴之间也用同样弹簧与轴相连，如图所示，求每根弹簧的长度．‎ 解析　设左右弹簧分别伸长x1与x2，则对A球有 kx1－kx2＝mω‎2L1，‎ 对B球有kx2＝mω2(L1＋L2)，‎ 又有L1＝L0＋x1，L2＝L0＋x2.‎ 联立以上各式，解得L1＝，‎ L2＝.‎ 答案　L1＝ L2＝ ‎11．如图所示，有一绳长为L，上端固定在滚轴A的轴上，下端挂一质量为m的物体，现滚轮和物体一起以速度v匀速向右运动，当滚轮碰到固定的挡板B，突然停止的瞬间，绳子的拉力为多大？‎ 解析　当滚轮碰到固定挡板突然停止时，物体m的速度仍为v ‎，绳子对物体的拉力突然变化，与重力的合力提供物体做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律可得F－mg＝，解得F＝＋mg.‎ 答案　＋mg ‎12．如图所示，在质量为M的电动机上，装有质量为m的偏心轮，飞轮转动的角速度为ω，当飞轮重心在转轴正上方时，电动机对地面的压力刚好为零．则飞轮重心离转轴的距离多大？在转动过程中，电动机对地面的最大压力多大？‎ 解析　设偏心轮的重心距转轴的距离为r，偏心轮等效为用一长为r的细杆固定质量为m(轮的质量)的质点，绕转轴转动．‎ 轮的重心在正上方时，电动机对地面的压力刚好为零，则此时偏心轮对电动机向上的作用力大小等于电动机的重力，即F＝Mg①‎ 根据牛顿第三定律，此时轴对偏心轮的作用力向下，大小为F＝Mg，其向心力为 F＋mg＝mω2r②‎ 由①②得偏心轮重心到转轴的距离为 r＝(m＋M)g/(mω2)③‎ 当偏心轮的重心到最低点时，电动机对地面的压力最大，对偏心轮有 F′－mg＝mω2r④‎ 对电动机，设它所受的支持力为FN FN＝F′＋Mg⑤‎ 由③、④、⑤解得FN＝2(M＋m)g 由牛顿第三定律得电动机对地面的最大压力为2(M＋m)g.‎ 答案　　2(M＋m)g ‎13．如图所示，匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放置两个用细线相连的质量均为m的小物体A、B，它们到圆盘转轴的距离分别为rA＝‎20 cm，rB＝‎30 cm.A、B与盘面的最大静摩擦力均为重力的0.4倍，试求(g＝‎10 m/s2)：‎ ‎(1)当细线开始出现张力时，圆盘的角速度；‎ ‎(2)当A开始滑动时，圆盘的角速度；‎ ‎(3)当A即将滑动时，烧断细线，A、B所处的状态怎样？‎ 解析　(1)由于rB>rA，当圆盘以角速度ω转动时，物体B所需向心力大，当ω增大到一定值时，细线开始被拉紧产生张力，因此，由向心力公式kmg＝mωrB ω1＝＝rad/s＝3.65 rad/s ‎(2)当A开始滑动时，对B满足kmg＋F＝mωrB 对A满足 kmg－F＝mωrA 联立得ω2＝ ＝ rad/s＝4 rad/s ‎(3)当A即将滑动时，将细线烧断，F突然消失，对B来说kmgFAN，由此可知B将做离心运动，A仍随圆盘做匀速圆周运动．‎ 答案　(1)3.65 rad/s ‎(2)4 rad/s ‎(3)见解析