高中 | 生活中的圆周运动 题目答案及解析

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必修2

第五章 曲线运动

5.7 生活中的圆周运动

生活中的圆周运动

生活中的很多现象往往都可从物理的角度进行解释。在下面的四幅图中,甲图展示的是正在跳伞的运动员,有风时,跳伞员在竖直方向的运动情况与无风时相同,乙图展示的是火车正在水平面内转弯,丙图展示的是儿童正在荡秋千,丁图展示的是摩托车骑手正在球形铁笼竖直面内沿内壁进行“飞车走壁”表演。下列对四幅图中有关现象的说法正确的是$(\qquad)$

["

甲图中有风时比无风时跳伞员落地时间长

","

乙图中外轨高于内轨,但是火车的轮缘可能对外轨产生侧向挤压

","

丙图中秋千摆至最低点时,儿童处于失重状态

","

丁图中在竖直面内做圆周运动的摩托车,在最高点时的速度可以为零

"]
[["B"]]

$\rm A$.跳伞的运动员,有风时,跳伞员在竖直方向的运动情况与无风时相同,根据分运动的等时性可知,有风时与无风时跳伞员落地时间相同,故$\rm A$错误;

$\rm B$.火车水平面内转弯,需要水平方向的向心力,因此需要轨道外高内低,让支持力在水平方向产生指向圆心的分力从而提供向心力,若火车速度超过规定速度,火车有做离心运动的趋势,此时火车的轮缘可能对外轨产生侧向挤压,故$\rm B$正确;

$\rm C$.秋千摆至最低点时,圆心在上方,加速度向上,因此儿童一定处于超重状态,故$\rm C$错误;

$\rm D$.在竖直面内做圆周运动的摩托车,在最高点时的最小速度满足$mg=m\dfrac{v^{\text{2}}}{r}$

$v=\sqrt{gr}$

所以在最高点速度一定不为零,故$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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