圓周運(yùn)動(dòng)受力分析-老師版

1、 圓周運(yùn)動(dòng)受力分析1月3日訓(xùn)練1:勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力分析l質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的線懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方2處有一光滑的釘子O，,把小球拉到與O,在同一水平面的位置，擺線被釘子攔住，如圖所示.將小球從靜止釋放.當(dāng)球第一次通過(guò)最低點(diǎn)P時(shí)，（）.小球速率突然減小小球加速度突然減小小球的向心加速度突然減小擺線上的張力突然減小提示】注意運(yùn)動(dòng)方向上沒(méi)有力的作用，所以不用考慮速度的變化，最后根據(jù)速度不變，推導(dǎo)向心力變小，拉力變小?！敬鸢浮緽CD個(gè)小狗拉雪橇在水平面內(nèi)圓弧軌道勻速行駛，如圖所示畫出了雪橇受到的牽引力尸和摩擦力f之間的可能的方向關(guān)系示意圖，其中正確的是：（）0【解析】摩擦力方向和運(yùn)動(dòng)方向相

2、反，所以沿著切線，排除BC要有力提供向心力，所以選D答案】D圓錐擺如右圖所示，質(zhì)量為m的小球通過(guò)細(xì)繩掛著，在水平平面內(nèi)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)繩與豎直方向夾角為0，懸掛點(diǎn)到小球所在水平面距離為h，繩子長(zhǎng)度1小球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T，下列說(shuō)法正確的是：（）質(zhì)量增加，別的不變，則h變大；轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增加，貝90增大；角速度增加，則h增大；轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T跟m無(wú)關(guān)；【解析】如圖所示穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的時(shí)候繩子的拉力和重力的合力提供向心力mw2htan0=mgtan0化簡(jiǎn)得到w2h=g可見(jiàn)h和質(zhì)量無(wú)關(guān)和角速度反相關(guān)；所以排除A，hC.角速度增加，h變小，繩子長(zhǎng)度不變，cos9=-所以9增大，B正確；l2兀T=只跟h,g有關(guān)，跟質(zhì)

3、量無(wú)關(guān)，所以D也正確.【答案】BD4.如圖所示，半徑為r的圓筒，繞豎直中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為卩.現(xiàn)要使a不下滑，則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度應(yīng)至少為（A）C解析】水平方向上N=mrw2mg答案】D5.如圖所示，兩個(gè)用同種材料制成的靠摩擦傳動(dòng)的輪A和B水平放置，兩輪半徑Ra=2Rb當(dāng)主動(dòng)輪A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在A輪邊緣上放置的小木塊恰能相對(duì)靜止在A輪邊緣上，若將小木塊放在B輪上，欲使木塊相對(duì)B輪也靜止，則木塊距B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為（）AR/4BR/3CBB【解析】?jī)奢嗊吘壣系木€速度相等，由v=oR得，了=嚴(yán)=2BADRB.小木塊恰能靜止在A輪邊緣，最大靜摩擦力提供向心力，

4、Rmg=mRo2.設(shè)放在B輪上能使木塊相對(duì)靜止的距B轉(zhuǎn)軸的最A(yù)A大距離為r，則Rmgm=r選項(xiàng)C正確.o2.由以上兩式得Ro2=ro2，所以r=-R=x2R=R.故BAABo2A4B2BB答案】C6.如圖所示，OO為豎直軸，MN為固定在上的水平光滑桿，有兩個(gè)質(zhì)量相同的金屬球A、B套在水平桿上，AC和BC是抗拉能力相同的兩根細(xì)線，C端固定在轉(zhuǎn)軸OO上。當(dāng)繩拉直時(shí)，A、B兩球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為2:1，則當(dāng)轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時(shí)AAC先斷BBC先斷C.兩線同時(shí)斷D.不能確定哪段線先斷解析】Fcosa=mro2AAFcos卩=mro2BBIr=ACcosa又有|r=BCcospB可由ACBC解出FFAB答

5、案】A7.如圖所示，小物體A與水平轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力fm=5N，A與轉(zhuǎn)盤圓心間/的距離為0-5m，A的質(zhì)量m=1kg，且和一端固定在圓心的彈簧相連，彈簧（自然長(zhǎng)度lo=-4m，勁度系數(shù)k=100N/m.如果要二者保持相對(duì)靜止地一起TOC o 1-5 h z轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度的范圍是多大？_【解析】設(shè)較大，A物剛要向外滑動(dòng)時(shí)，有也x+f=mw2r，得w=V30rad/s.設(shè)較小，Ammaxmax HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 物剛要向圓心滑動(dòng)時(shí)，有kAx-f=mw2rw八I5rad/sAwmminmin應(yīng)為x10rad/sWwW30rad/s8

6、./.對(duì)A有T-T=mlw2，對(duì)B有12質(zhì)量相等的小球A、B分別固定在輕桿的中點(diǎn)及端點(diǎn)，當(dāng)桿在光滑水平面上繞點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如圖所示，則桿的OA段及AB段對(duì)球的拉力之比為【解析】設(shè)A、B轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為w，兩段桿的長(zhǎng)度均為T3T=m-2lw2由以上兩式得出，廠.2T22答案】3:29.如圖所示，質(zhì)量為m=0.1kg的小球和A、B兩根細(xì)繩相連，兩繩固定在細(xì)桿的A、B兩點(diǎn)，其中A繩長(zhǎng)L=2m，當(dāng)兩繩都拉直時(shí)，A、B兩繩和細(xì)桿的夾角9=30。，A19=45。，g=10m/s2。求：2當(dāng)細(xì)桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度w在什么范圍內(nèi)，A、B兩繩始終張緊？當(dāng)w=3rad/s時(shí)，A、B兩繩的拉力分別為多大？【解析】當(dāng)B繩恰好

7、拉直，但T=0時(shí)，細(xì)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為w，有：B1Tcos30。=mgATsin30。=mw2Lsin30。A1A解得：w=2.4rad/s1當(dāng)A繩恰好拉直，但T=0時(shí)，細(xì)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為w，有：A2Tcos45。=mgBTsin45。=mw2Lsin30。B2A解得：w=3.15rad/s2要使兩繩都拉緊2.4rad/swm，過(guò)桿的中心有水平光滑的固定軸，桿可繞這一水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為w，A球正好位于上端，B球位于下端，則桿作用于固定軸的力的方向一定向上的條件是什么?【解析】?jī)尚∏虻慕撬俣认嗤?，m受桿的拉力T，方向向下，mg+T=mLw2m受桿11的拉力t2

8、，方向向上，T-mg=mLw2.若桿作用在軸上的力一定向上，必有22（m+m（）gT氣，即mLw2-mgmg+mLw2，故w（肌_血,）乙，即為所滿足的條件.4.一輛汽車始終勻速v=10m/s行駛，車中的人用彈簧秤拉一個(gè)B質(zhì)量為m=5kg的重物.車經(jīng)過(guò)的路徑如圖所示：A，B點(diǎn)、/的圓弧半徑都為R=25m.問(wèn)彈簧秤在A，B，C三處的示數(shù)？（g=10m/s2）【解析】關(guān)鍵要分析清楚向心力是重力G和彈簧秤對(duì)物體拉力G的合力而彈簧秤的示數(shù)取決于這個(gè)拉力G.看清向心力F的方向.答案】TOC o 1-5 h zmv25x102向心力F=20NR25看起來(lái)的“重力”G=mg+F=70N；G、=mg-F=30N；G、=mg=50NABC所以彈簧秤的示數(shù)分別為7kg,3kg,5kg.5.載人飛船在起飛階段，宇航員的血液處于超重狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生墨視，甚至危及生命.（1）假設(shè)飛船起飛時(shí)的加速度大小為a=60m/s2，方向豎起向上，宇航員躺在飛船內(nèi)的水平躺椅上，則躺椅對(duì)他的作用力約為他重力的多少倍？（g取10m/s2）（2）為使宇航員適應(yīng)上述情況，必須進(jìn)行專門訓(xùn)練，若訓(xùn)練時(shí)宇航員