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1、【精品】2013人教版高中物理必修2全套课时训练解析版2013人教版高中物理必修2 全套课时训练解析版 目 录 高中物理必修2练习:5.1曲线运动 高中物理必修2练习:5.2平抛运动 高中物理必修2练习:5.3实验:研究平抛运动 高中物理必修2练习:5.4圆周运动 高中物理必修2练习:5.5向心加速度 高中物理必修2练习:5.6向心力 高中物理必修2练习:5.7生活中的圆周运动 高中物理必修2练习:过关检测五 高中物理必修2练习:6.1行星的运动 高中物理必修2练习:6.2太阳与行星间的引力 高中物理必修2练习:6.3万有引力定律 高中物理必修2练习:6.4万有引力理论的成就 高中物理必修2练
2、习:6.5宇宙航行 高中物理必修2练习:6.6经典力学的局限性 高中物理必修2练习:过关检测六 高中物理必修2练习:7.10能量守恒定律与能源 高中物理必修2练习:7.1追寻守恒量能量 功 高中物理必修2练习:7.3功率 高中物理必修2练习:7.4重力势能 高中物理必修2练习:7.5探究弹性势能的表达式 高中物理必修2练习:7.6实验:探究功与速度变化的关系 高中物理必修2练习:7.7动能和动能定理 高中物理必修2练习:7.8机械能守恒定律 高中物理必修2练习:7.9实验:验证机械能守恒定律 高中物理必修2练习:过关检测七 第五章 曲线运动 1.曲线运动 课时训练1 曲线运动 1.关于曲线运动
3、的理解,下列说法正确的是( )。 A.曲线运动一定是变速运动 B.曲线运动速度的方向不断地变化,但速度的大小可以不变 C.曲线运动的速度方向可能不变 D.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变 答案:AB 解析:对于曲线运动来说,在运动的过程中,物体速度方向始终在变化,所以曲线运动一定是变速运动,A对。在这个过程中,物体速度的大小是否发生变化,并不影响物体是否做曲线运动,因此,速度大小可能变化,也可能不变,但速度方向一定变化,B对,C、D错。 2.如图所示,由v、v、v为边长组成的四个三角形,且vvx,两球不相碰,当v增大到恰好使得l=x时,两球g恰好落地时第一次相碰,当v增大到一定值会有 lt
4、 vt vv ababababC.tt vv D.tv abababab答案:A 解析:两球水平位移相等,即vt=vt,但由于hh,所以tt、vv,A项正确。 aabbababab3. 甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置,甲比乙高h,如图所示,将甲、乙两球分别以v、1v的速度沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是2( )。 A.同时抛出,且vv 1212C.甲早抛出,且vvD.甲早抛出,且vt,则需要vr,abc根据v=r可得v=vv,故A、C均错误;由于线速度是矢量,尽管a、b两点的线速度大小abc2相等,但方向不同,故B错误;由于=,r=rr,由a=r可知
5、,a、b两点的加速度大abcabc小相等,且大于c点的加速度,故D正确。 5.某品牌电动车的铭牌如下: 车型:20英寸 电池规格:36 V 12 Ah(蓄电池) (车轮直径:508 mm) 整车质量:40 kg 额定转速:210 r/min 外形尺寸:L 1 800 mm 充电时间:28 h W 650 mmH 1 100 mm 电机:后轮驱动、直流永磁式电机 额定工作电压/电流:36 V/5 A 根据此铭牌中的有关数据,可知该车的额定时速约为( )。 A.15 km/h B.18 km/h C.20 km/h D.25 km/h 答案:C 2107解析:由题意可知车轮半径为R=254 mm=
6、0.254 m,车轮额定转速为n=210 r/min= r/s= 260r/s,故车轮转动的角速度=2n,则车轮轮缘上的点线速度为7v=R=2nR=23.140.2543.6 km/h=20 km/h。 26.如图是自行车传动结构的示意图,其中?是半径为r的大齿轮,?是半径为r的小齿轮,?12是半径为r的后轮,假设脚踏板的转速为n r/s,则自行车前进的速度为( )。 3nrrnrr1323A. B. rr212nrr2nrr1323C. D. rr12答案:C 解析:前进速度即为?轮的线速度,由同一个轮上的角速度相等,同一条线上的线速度相等可2nrr13得:r=r,=,再由=2n,v=r,所
7、以v=,C项正确。 112232133r27. 一半径为R的雨伞绕伞柄以角速度匀速旋转,如图所示,伞边缘距地面高h,甩出的雨滴在地面上形成一个圆,求此圆的半径为多少? 22h,答案:R 1，g21解析:雨滴飞出时的速度大小为v=R。雨滴飞出后做平抛运动,在竖直方向上有h=gt,水2平方向上有l=vt。画出俯视平面示意图如图所示,由几何关系知此圆的半径为22h,22r=R。 Rl，1，g8. (2012?山东曲阜高一检测)如图所示为一个半径为5 m的圆盘,正绕其圆心做匀速转动,当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候,在其圆心正上方20 m的高度有一小球正在2向边缘的A点以一定的速度水平抛出,
8、g取10 m/s,要使得小球正好落在A点,则: (1)小球平抛的初速度为多少? (2)圆盘的角速度应满足什么条件? 答案:(1)2.5 m/s (2)=k rad/s(k=1,2,3,) 解析:(1)对小球,由平抛运动知识得: 21h=gt? 2x=R=vt? 0联立?得v=2.5 m/s,t=2 s。 0(2)对圆盘上的A点,在小球运动的时间内,转过的必定是整数圈,即t=2k 2k所以=k rad/s(k=1,2,3,)。 t5.向心加速度 课时训练5 向心加速度 1.关于向心加速度,下列说法正确的是( )。 A.向心加速度是描述线速度变化快慢的物理量 B.向心加速度只改变线速度的方向,不改
9、变线速度的大小 C.向心加速度大小恒定,方向时刻改变 vv,t0D.向心加速度的大小也可用s=来计算 t答案:B 解析:加速度是描述速度变化快慢的物理量,向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理vv,t0量,因此A错,B对。只有匀速圆周运动的向心加速度大小才恒定,C错。公式a=适用t于匀变速运动,圆周运动是非匀变速运动,D错。 2. 如图所示,A、B是地球表面上两点,它们随地球一起转动的( )。 A.角速度相同 B.线速度相同 C.周期相同 D.向心加速度相同 答案:AC 解析:地球上各点都绕地轴做圆周运动,角速度和周期都相等;但A、B两点旋转半径不同,则线速度、向心加速度大小不等,方向也不同
10、。 3.关于向心加速度的下列说法正确的是( )。 A.向心加速度越大,物体速率变化得越快 B.向心加速度的大小与运动半径成反比 C.向心加速度的方向始终与速度方向垂直 D.在匀速圆周运动中向心加速度是恒量 答案:C 22v解析:向心加速度只改变速度方向,故A不正确。向心加速度可用a=或a=r表示,不nnr知线速度和角速度的变化情况,无法确定向心加速度a与轨道半径的关系,故B不正确。向心加速度的方向始终与线速度方向垂直,在圆周运动中始终指向圆心,方向在不断变化,不是恒量,故匀速圆周运动不是匀变速运动,而是变加速运动,故C正确,D错误。 4.一质点做匀速圆周运动,轨道半径为R,向心加速度为a,则质
11、点( )。 aA.在时间t内绕圆心转过的角度=?t RaB.在时间t内走过的路程x=?t RC.运动的线速度v= RaaD.运动的周期T=2 R答案:AC 22vaa解析:由公式a=r得=,在时间t内转过的角度=t=?t,故A项正确;由a=nnrRR得v=,在时间t内通过的路程(弧长)x=vt=?t,故B项错误,C项正确;由aRaR2224rR4R2a=r?()=得T=2,故D项错误。 n2TTaa5.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,转动半径之比为3?4,在相同的时间里甲转过60圈,乙转过45圈,则它们的向心加速度之比为( )。 A.3?4 B.4?3 C.4?9 D.9?4 答案:B 22a
12、r,2ttT甲甲乙解析:根据公式a=r及=知,而T=,T=,所以甲乙,，26045tTarT乙乙甲2a3604甲,B项正确。 ,，,2a4453乙6. (2012?济南高三模拟)如图所示,长为l的悬线一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小l球,在O点正下方处钉有一长钉P。现将悬线拉至水平后无初速度释放,当悬线碰到钉子的2瞬间( )。 A.小球的线速度突然增大 B.小球的向心加速度突然增大 C.小球的角速度突然增大 D.小球的向心加速度大小不变 答案:BC 解析:当悬线碰到钉子的瞬间,小球的线速度还未来得及改变,但小球做圆周运动的圆心由O2v变为P,半径减小,由v=r知,A错,C正确;由a=知,
13、向心加速度a变大,故B正确,D错。 r7. 如图所示,压路机大轮的半径R是小轮半径r的2倍。压路机匀速行驶时,大轮边缘上A点2的向心加速度是12 cm/s,那么小轮边缘上B点的向心加速度是多少?大轮上距轴心距离为R的C点的向心加速度大小是多少? 322答案:24 cm/s 4 cm/s 解析:大轮边缘上A点的线速度大小与小轮边缘上B点的线速度大小相等。 222vvR由a=和a=得:a=a=24 cm/s ABBArRrC点和A点同在大轴上,角速度相同, 222aRA由a=R和a=?得:a=4 cm/s。 ACC338.(2012?江苏扬州高一检测)某物体以10 m/s的速率沿周长为40 m的圆
14、做匀速圆周运动,求: (1)运动2 s内的位移和速度变化大小; (2)运动4 s内的位移和速度变化大小; (3)物体的向心加速度大小。 2答案:(1)12.7 m 20 m/s (2)0 0 (3)15.7 m/s 解析:(1)经2 s的时间,物体通过的路程s=102 m=20 m,即物体通过了半个圆周,此时物体40的位置与原出发位置关于圆心对称,故其位移大小x=2r= m=12.7 m,物体的速度变化大小v=2v=20 m/s。 (2)经4 s的时间,物体又回到出发位置,位移为零,速度变化为零。 2222v10(3)物体的向心加速度大小a= m/s=15.7 m/s。 ,40r26.向心力
15、课时训练6 向心力 1.物体做匀速圆周运动时,以下说法中正确的是( )。 A.必须受到恒力的作用 B.物体所受合力必须等于零 C.物体所受合力大小可能变化 D.物体所受合力大小不变,方向不断改变 答案:D 解析:物体做匀速圆周运动所受合外力全部用来提供向心力,向心力始终沿半径指向圆心,大小不变,方向时刻变化。故A、B、C项错误,D项正确。 2.在光滑的水平面上,用长为l的细线拴一质量为m的小球,以角速度做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )。 A.l、不变,m越大,线越易被拉断 B.m、不变,l越小,线越易被拉断 C.m、l不变,越大,线越易被拉断 D.m不变,l减半且角速度加倍时,线的拉力
16、不变 答案:AC 2解析:线上拉力越大,线越容易断。由向心力表达式F=ml可知,A、C项正确,B错误;m向l减半而角速度加倍时,线的拉力加倍,D项错误。 不变,3.半径为r的圆筒绕竖直中心轴OO转动时,小物块a靠在圆筒的内壁上,它与圆筒间的动摩擦因数为(可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),现在使a不下落,则圆筒转动的角速度至少为( )。 ,gA. B. ,grggC. D. rr,答案:D 解析:本题的关键是弹力提供向心力,设圆筒转动的角速度为时,其内壁对a的弹力为F,N2要使物体a不下落,应满足F?mg。又物体在水平面内做匀速圆周运动,则F=mr,联立NNg解得?。 r,4.(2012?广东
17、佛山高一检测)质量为m的飞机,以速度v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,空气对飞机作用力的大小等于( )。 22vv22A.m B.m g，()RR2v22C.m D.mg (),gR答案:A 解析:首先对飞机在水平面内的受力情况进行分析,其受力情况如图所示,飞机受到重力mg、空气对飞机的作用力为F,两力的合力为F,方向沿水平方向指向圆心。由题意可知,重力向22vv2222mg与F垂直,故F=,又F=m,代入上式,得F=m,故正确选项向向()mgF，g，()向RR为A。 5.如图所示,在双人花样滑冰运动中,有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面,目测体重为G的
18、女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30?,重力加速度为g,估算该女运动员( )。 A.受到的拉力为G 3B.受到的拉力为2G C.向心加速度为g 3D.向心加速度为2g 答案:BC 解析:设女运动员受到的拉力大小为F,分析女运动员受力情况可知,Fsin 30?=G,Fcos 30?=ma,可得:F=2G,a=g,故B、C正确。 3向向6. 如图所示,在光滑杆上穿着两个小球m、m,且m=2m,用细线把两球连起来,当盘架匀速转1212动时,两小球刚好能与杆保持无相对滑动,此时两小球到转轴的距离r与r之比为( )。 12A.1?1 B.1? 2C.2?1 D.1?2 答案:D 22解析:两球
19、转动的向心力由绳的拉力提供,对m球,有F=mr,对m球,有F=mr,因1111222222rm112为F=F,所以mr=mr,故,故D项正确。 121122,rm2217. 如图所示,有一质量为m的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动,轨道平面在水平面内。已知小球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为,半球形碗的半径为R,求小球做圆周运动的速度及碗壁对小球的弹力。 gRmg答案:?sin cos,cos解析:小球受力如图所示, 2mvmgtan = rr=Rsin Fcos =mg N解以上三式得 gRv=?sin cos,mgF=。 Ncos,. 8(2012?郑州高一检测)如图所示,两
20、绳系一个质量为m=0.1 kg的小球。上面绳长l=2 m,两2绳都拉直时与转轴的夹角分别为30?与45?,g取10 m/s。问球的角速度满足什么条件,两绳始终张紧? 答案:2.4 rad/s?3.16 rad/s 解析:分析两绳始终张紧的临界条件:当由零逐渐增大时可能出现两个临界值: 其一:BC恰好拉直,但不受力,此时设AC绳的拉力为F,有: T1Fcos 30?=mg T12Fsin 30?=mr ,T111r=lsin 30? 1联立可得 =2.4 rad/s。 1其二:AC仍然拉直,但不受力,此时设BC绳的拉力为F,有: T2Fcos 45?=mg T22Fsin 45?=mr T22,
21、2r=lsin 30? 2联立解得 =3.16 rad/s 2所以要使两绳始终张紧,必须满足的条件是: .4 rad/s?3.16 rad/s。 27.生活中的圆周运动 课时训练7 生活中的圆周运动 1.以下属于离心现象应用的是( )。 A.离心分离器 B.标枪运动员掷出的标枪 C.家用洗衣机的脱水筒用于干燥衣物 D.转动伞柄可将雨伞上的水甩出 答案:ACD 解析:离心分离器是利用水中悬浮微粒和水的密度不同,转动时所需要的向心力不同而发生分离;当洗衣机脱水筒转速增大时,脱水筒内衣服对水的附着力不足以提供水滴所需要的向心力时,水就会和衣物分离;转动伞柄将雨伞上的水甩出,也是利用了离心现象。标枪运
22、动员掷出的标枪是利用了标枪的惯性。所以答案选A、C、D。 2.汽车在水平路面上转弯,地面的摩擦力已达到最大,当汽车的速率增大为原来的2倍时,则汽车转弯的轨道半径必须( )。 A.至少增大到原来的4倍 B.至少增大到原来的2倍 C.至少增大到原来的倍 21 D.减小到原来的2答案:A 解析:汽车在水平路面上转弯时,地面对汽车的摩擦力提供汽车转弯时所需的向心力,根据牛2v顿第二定律可得:F=m,当汽车转弯时的速率增大为原来的2倍时,要保证向心力不变,则fR汽车转弯的轨道半径至少增大为原来的4倍,答案为A。 3.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
23、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 答案:AD 22vv解析:设轨道平面与水平方向的夹角为,由mgtan =m,得tan =。可见v一定时,r越rgr大,tan 越小,内外轨道的高度差h越小,故A正确,B错误;当r一定时,v越大,tan 越大,内外轨道的高度差越大,故C错误,D正确。 4.(2012?长沙高一检测)如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点。则杆对球的作用力可能是( )。 A.a处为拉力,b处为拉力 B.a处为拉力,b处为推力 C.a处为推力,b处为拉力 D.a处