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第八节 生活中的圆周运动

1. 关于铁道转弯处内外铁轨间有高度差，下列说法中正确的是（ ）
A. 可以使火车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的摩擦
B. 火车转弯时，火车的速度越小，车轮对内侧的铁轨测侧向压力越小
C. 火车转弯时，火车的速度越大，车轮对外侧的铁轨测侧向压力越大
D. 外铁轨略高于内铁轨，使得火车转弯时，由重力和支持力的合力提供了部分向心力
2. 如图1所示，在高速公路的拐弯处，路面筑得外高内低，即当车向左拐弯时，司机右侧的路面比左侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ。设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于0，θ应等于（ ）
图1
θ
A.   B.
C. D.
图2
O
C
A
B
O′
D
3. 如图2所示，OO′ 为竖直转动轴，MN为固定在OO′ 上的水平光滑杆。有两个质量相等的金属球A、B套在水平杆上，AC、BC为抗拉能力相同的两根细绳，C端固定在转动轴OO′ 上，当细绳拉直时，A、B两球转动半径之比恒为2∶1，当转轴转动角速度逐渐增大时，则（ ）
A．AC绳先断，A球做离心运动
B．BC绳先断，B球做离心运动
C．两绳同时断，A、B两球同时做离心运动
D．不能确定哪根绳先断

4.甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2 ，转动半径之比为1∶2 ，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为（ ）
A．1∶4 B．2∶3 C．4∶9 D．9∶16
（图3）
5.如图3所示，有一质量为M的大圆环，半径为R，被一轻杆固定后悬挂在O点，两个质量为m的小环（可视为质点），同时从大环两侧的对称位置由静止滑下。两小环同时滑到大环底部时，速度
都为v，则此时大环对轻杆的拉力大小为（ ）
A．（2m+2M）g B．Mg－2mv2/R
C．2m(g+v2/R)+Mg D．2m(v2/R－g)+Mg
6．水滴自高处由静止开始下落，至落地前的过程中遇到水平方向吹来的风，则（ ）
　 A．风速越大，水滴下落的时间越长　　
　 B．风速越大，水滴落地时的瞬时速度越大
C．水滴着地时的瞬时速度与风速无关　　　
D．水滴下落的时间与风速无关
7、汽车的速度是72km/h时通过凸形桥最高点，对桥的压力是车重的一半，则圆弧形桥面的半径为 ；当车速为 时，车对桥面最高点的压力恰好为零（g取10m/s2）。
图4
8、一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R。甲、乙两物体质量分别是M和m (M＞m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L (L＜R)的轻绳连在一起，如图4所示。若将甲物体放在转轴位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘间不发生相对滑动，则转盘旋转角速度的最大值不得超过______________。(两物体均看做质点)
9、一物体在水平面内沿半径 R = 20cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v = 0.2m/s ，那么，它的向心加速度为______m/s2 ，它的周期为______s 。
10．在一段半径为R = 15m的圆孤形水平弯道上，已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ = 0.70倍，则汽车拐弯时的最大速度是 m/s 。
（图5）
11．如图5所示，将质量为m的小球从倾角为θ的光滑斜面上A点以速度v0水平抛出（即v0∥CD），小球运动到B点，已知A点的高度h，则小球到达B点时的速度大小为______。

（图6）
12、如图6所示，是自行车传动结构的示意图，假设脚踏板每ｎ秒转一圈，要知道在这种情况下自行车的行驶速度，则
① 还须测量哪些物理量，在图中
标出并写出相应的物理意义　　　 　、
　 　　　、　 　　
② 自行车的行驶速度是 （用你假设的物理量表示）

13、在如图7所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L ，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ ，试求小球做圆周运动的周期。
（图7）

图8
H
R
O
14、如图8所示，在圆柱形屋顶中心天花板上的O点，挂一根L＝3m的细绳，绳的下端挂一个质量为m＝0.5kg的小球，已知绳能承受的最大拉力为10N。小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球以v＝9m/s的速度落在墙边。求这个圆柱形屋顶的高度H和半径R。（g取10m/s2）

15、在一宽阔的马路上，司机驾驶着汽车匀速行驶，突然发现前方有一条很宽很长的河，试分析说明他是紧急刹车好还是转弯好？（设汽车转弯时做匀速圆周运动，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。）

16、如果高速公路转弯处弯道圆弧半径为100m，汽车轮胎与路面间的最大静摩擦力是车重的0.23倍，若路面是水平的，则汽车不发生径向滑动（离心现象）所允许的最大速度vm为多大？由此说明高速公路转弯处路面倾斜的道理。

17、如图6－5所示，内壁光滑的环行细圆管位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多），在细管中有两个直径与细管内径相同的小球（可视为质点）。A球的质量为m1，B球的质量为m2。它们沿环行细圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v0，设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球对圆管的合力为零，那么，m1、m2、R与v0应满足怎样的关系式?图6－5
A
B

【参考答案】
1、D；2、B；3、A；4、C 5、C 6、BD 7、80m，；8、
9．0.2 ；6.28 10． 10.2 11．v== 12、 ① 后轮半径R， 大齿轮半径ｒ1 ， 小齿轮半径ｒ2 ② 13、2π 14、H=3.3m，R=4.8m；15、刹车好 16、15m/s 17、；

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