高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第六節(jié) 向心力學(xué)案(新人教版)必修2

1、第六節(jié)向心力 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解向心力是一種效果力，其效果是產(chǎn)生向心加速度，方向總是指向圓心2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來進(jìn)行計(jì)算3.知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力為合力沿半徑方向的分力學(xué)生用書P26一、向心力(閱讀教材P23P24)1定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的指向圓心方向的合力叫向心力2方向：始終沿半徑指向圓心3計(jì)算式：(1)Fnm；(2)Fnm2r.拓展延伸(解疑難)1向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是它們的合力，還可以是某個(gè)力的分力，受力分析時(shí)不能添加向心力2向心力的作用效果是產(chǎn)生向心加速度，即只改變線速度的方向，不改變線速度的大

2、小3物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件：合外力大小不變，方向始終與線速度方向垂直且指向圓心1.(1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力是恒力()(2)向心力和重力、彈力一樣，都是根據(jù)性質(zhì)命名的()(3)向心力可以是物體受到的某一個(gè)力，也可以是物體受到的合力()提示：(1)(2)(3)二、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)(閱讀教材P24P25)1變速圓周運(yùn)動(dòng)：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)2一般的曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法一般的曲線運(yùn)動(dòng)，可以把曲線分割成許多極短的小段，每一小段可看做一小段圓弧研究質(zhì)點(diǎn)在每一小段的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理拓展延伸(解疑難)變速圓周運(yùn)動(dòng)的受力分析做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體

3、所受的合力并不指向圓心這一力F可以分解為互相垂直的兩個(gè)力：跟圓周相切的分力Ft和指向圓心方向的分力Fn.物體做加速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力方向與速度方向夾角小于90，如圖甲所示，其中Ft使v增大，F(xiàn)n使v改變方向同理，F(xiàn)與v夾角大于90時(shí)，F(xiàn)t使v減小，F(xiàn)n改變v的方向，如圖乙所示2.(1)變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力并不指向圓心()(2)變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小改變()(3)做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力的大小和方向都改變()提示：(1)(2)(3)向心力來源的分析學(xué)生用書P27 物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力由物體所受力中沿半徑方向的力提供幾種常見的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例如下：實(shí)例受力分析力的分解滿足的方程不需分解F

4、NmgFfm2rFcos mgFsin m2lsin FNcos mgFNsin m2rF升cos mgF升sin m2rFNMgFTmgM2r(自選例題，啟迪思維)(2015撫順高一檢測(cè))如圖，小物體m與圓盤保持相對(duì)靜止，隨盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則物體的受力情況是()A受重力、支持力、靜摩擦力和向心力的作用B摩擦力的方向始終指向圓心OC重力和支持力是一對(duì)平衡力D摩擦力是使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力思路點(diǎn)撥(1)向心力是效果力，受力分析時(shí)不考慮向心力(2)向心力的方向始終指向圓心解析物體隨水平圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力G和圓盤對(duì)它的支持力FN，是一對(duì)平衡力，不能提供向心力，因此充當(dāng)向心力的

5、只能是圓盤對(duì)物體的靜摩擦力，方向指向圓心，故B、C、D正確A選項(xiàng)中多加了一個(gè)向心力，應(yīng)明確這里的向心力就是靜摩擦力，故A錯(cuò)誤答案BCD(2015安慶高一檢測(cè))在水平面上，小猴拉著小滑塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為圓心，能正確地表示小滑塊受到的牽引力及摩擦力Ff的圖是()解析滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，故滑動(dòng)摩擦力的方向沿圓周的切線方向，B、D錯(cuò)誤；小滑塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其合外力提供向心力，故A正確，C錯(cuò)誤答案A如圖所示，一小球用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，將其拉離豎直位置一個(gè)角度后釋放，則小球以O(shè)點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中小球所需的向心力是()A繩的拉力B重力和繩拉力的合力C重力和繩拉力的合力沿繩方向

6、的分力D繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力解析如圖所示，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，它受重力和繩子拉力的作用，向心力是指向圓心方向的合力因此，可以說是小球所受合力沿繩方向的分力，也可以說是各力沿繩方向的分力的合力，選項(xiàng)C、D正確答案CD借題發(fā)揮小球做變速圓周運(yùn)動(dòng)，繩的拉力與重力的合力不是向心力(在最低點(diǎn)除外)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的處理方法學(xué)生用書P28 1分析思路凡是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定需要向心力，而物體所受外力的合力充當(dāng)向心力，這是處理該類問題的理論基礎(chǔ)2解題步驟(1)明確研究對(duì)象，分析運(yùn)動(dòng)情況，確定運(yùn)動(dòng)的平面、圓心和半徑；(2)受力分析，畫出受力示意圖；(3)將物體所受外力通過力的正交分解將其分解在兩個(gè)

7、方向上，其中一個(gè)方向沿半徑指向圓心；(4)列方程：沿半徑方向滿足F合mm2r，垂直半徑方向合力為零；(5)解方程求出結(jié)果(自選例題，啟迪思維)(2015濰坊高一檢測(cè))如圖所示的圓錐擺中，擺球A、B在同一水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于A、B球的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況，下列說法中正確的是()A擺球A受重力、拉力和向心力的作用B擺球A受重力和拉力的作用C擺球A、B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等D擺球A、B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期不相等解析設(shè)繩和豎直方向的夾角為，A、B球受重力、拉力，二者的合力提供向心力，故B正確；小球所受合力的大小為mgtan ，根據(jù)mgtan mLsin 2，得；兩小球Lcos 相等，所以角速度

8、相等，根據(jù)T知周期相等，故C正確故選BC.答案BC如圖所示，一個(gè)豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊求：(1)當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊靜止在筒壁A點(diǎn)受到的摩擦力和支持力的大??；(2)當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其受到的摩擦力為0時(shí)，筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度解析(1)當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊靜止在筒壁A點(diǎn)時(shí)受到重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡(如圖甲所示)，由平衡條件得，摩擦力的大小Ffmgsin mg，支持力的大小FNmgcos mg .甲乙(2)當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨圓錐筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其所受到的摩擦力為0時(shí)，物塊在筒壁A

9、點(diǎn)時(shí)受到重力和支持力作用(如圖乙所示)，它們的合力提供向心力，設(shè)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，有mgtan m2，由幾何關(guān)系得tan ，解得.答案見解析長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩，一端拴一質(zhì)量為m的小球，另一端固定于O點(diǎn)，讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圓錐擺)，擺線L與豎直方向的夾角為，求：(1)細(xì)線的拉力F；(2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大?。?3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度及周期思路探究(1)小球在豎直方向上處于_狀態(tài)(2)小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為_(3)小球受到_力和_力，向心力由_來提供解析做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球受力如圖所示，小球受重力mg和細(xì)繩的拉力F的作用(1)因?yàn)樾∏蛟谒矫鎯?nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以小球受到的合力沿水

10、平方向指向圓心O.由平行四邊形定則得小球受到的合力大小為mgtan ，細(xì)繩對(duì)小球的拉力大小為F.(2)由牛頓第二定律得mgtan 由幾何關(guān)系得rLsin 所以，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的大小為v.(3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度小球運(yùn)動(dòng)的周期T2.答案(1)(2)(3)2名師點(diǎn)評(píng)圓錐擺模型問題特點(diǎn)：(1)物體只受重力和彈力兩個(gè)力作用(2)物體在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(3)在豎直方向上重力與彈力的豎直分力相等(4)在水平方向上彈力的水平分力提供向心力變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的求解學(xué)生用書P28 1變速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度和向心力的大小和方向都變化2變速圓周運(yùn)動(dòng)中，某一點(diǎn)的向心加速度和向心力均可用an

11、、anr2和Fnm、Fnmr2公式求解，只不過v、都是指該點(diǎn)的瞬時(shí)值3一般曲線運(yùn)動(dòng)的求解：把曲線上的每一小段看成某個(gè)圓周的一部分，對(duì)每一部分均可用Fnmmr2求解只是不同部分對(duì)應(yīng)的“圓周運(yùn)動(dòng)”的“圓心”和“半徑”不同(自選例題，啟迪思維)如圖所示，一質(zhì)量為m的木塊從光滑的半球形的碗邊開始下滑，在木塊下滑過程中()A它的加速度方向指向球心B它所受合力就是向心力C它所受向心力不斷增大D它對(duì)碗的壓力不斷減小解析下滑過程中木塊沿弧線切線和法線方向均有加速度，合加速度不指向球心(底端除外)，A錯(cuò)誤；物體所受合力的法向分量是向心力，且是變化的，B錯(cuò)誤；下滑過程中速度加快，由F向m，向心力增大，C正確；而向

12、心力是由支持力和重力法向分力的合力提供，設(shè)重力與沿半徑方向成夾角，則FNmgcos m，由于減小，而合力在增大，因此支持力在增大，即可推出物體對(duì)碗壓力增大，D錯(cuò)誤答案C一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替如圖所示，曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為：通過A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑叫做A點(diǎn)的曲率半徑現(xiàn)將一物體沿與水平面成角的方向以速度v0拋出，如圖所示則在其軌跡最高點(diǎn)P處的曲率半徑是()A.B.C. D.解析物體在最高點(diǎn)時(shí)速度沿水平方向，曲率圓的P點(diǎn)可看成與該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的豎直平面

13、內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，由牛頓第二定律及圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律知mg，解得.故選項(xiàng)C正確答案C名師點(diǎn)評(píng)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由物體所受合力沿半徑方向的分力提供的，求解非勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題，前提是正確地對(duì)物體進(jìn)行受力分析學(xué)生用書P29規(guī)范答題水平圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題范例(11分)如圖所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量為M0.6 kg的物體，靜止在水平面上另一端通過光滑小孔O吊著質(zhì)量m0.3 kg的物體，M的中點(diǎn)與圓孔距離為0.2 m，已知M和水平面的最大靜摩擦力為2 N現(xiàn)使此平面繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)問角速度在什么范圍內(nèi)m處于靜止?fàn)顟B(tài)？(g取10 m/s2)思路點(diǎn)撥(1)M恰好不向圓心滑動(dòng)時(shí)，所受摩擦力的方向背離圓心，此時(shí)角速度最

14、小(2)M恰好不向外滑動(dòng)時(shí)，所受摩擦力的方向指向圓心，此時(shí)角速度最大解析設(shè)物體M和水平面保持相對(duì)靜止，當(dāng)具有最小值時(shí)，M有向著圓心O運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故水平面對(duì)M的摩擦力方向背離圓心，且等于最大靜摩擦力Fm2 N.對(duì)M有FTFmMr.(3分)則1 rad/s2.9 rad/s.(2分)當(dāng)具有最大值時(shí)，M有離開圓心O的趨勢(shì)，水平面對(duì)M摩擦力的方向指向圓心，F(xiàn)m2 N.對(duì)M有FTFmMr.(3分)則2 rad/s6.5 rad/s.(2分)故的范圍為2.9 rad/s6.5 rad/s.(1分)答案2.9 rad/s6.5 rad/s名師點(diǎn)評(píng)關(guān)于水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題，要特別注意分析物體做圓周運(yùn)

15、動(dòng)的向心力來源，考慮達(dá)到臨界條件時(shí)物體所處的狀態(tài)，即臨界速度、臨界角速度，然后分析該狀態(tài)下物體的受力特點(diǎn)，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，列方程求解通常碰到較多的是涉及如下三種力的作用：(1)與繩的彈力有關(guān)的臨界條件：繩彈力恰好為0.(2)與支持面彈力有關(guān)的臨界條件：支持力恰好為0.(3)因靜摩擦力而產(chǎn)生的臨界問題：靜摩擦力達(dá)到最大值如圖所示，半徑為r的圓柱形轉(zhuǎn)筒，繞其豎直中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，小物體a靠在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，要使小物體不下落，圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度至少為()A. B.C. D.解析：選C.當(dāng)圓筒的角速度為時(shí)，其內(nèi)壁對(duì)物體a的彈力為FN，要使物體a不下落，應(yīng)滿足FNmg，又因?yàn)槲矬w

16、在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則FNmr2，聯(lián)立兩式解得，則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度至少為0.學(xué)生用書P30隨堂達(dá)標(biāo)1下列關(guān)于向心力的說法中正確的是()A物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生向心力B向心力不改變做圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度大小C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力是不變的D做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受各力的合力一定是向心力解析：選B.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，因?yàn)橛邢蛐牧ξ矬w才做圓周運(yùn)動(dòng)，而不是因?yàn)樽鰣A周運(yùn)動(dòng)才產(chǎn)生向心力，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤向心力只改變物體運(yùn)動(dòng)的方向，不改變物體速度的大小，故選項(xiàng)B正確物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力方向永遠(yuǎn)指向圓心，其大小不變，方向時(shí)刻改變，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤只有勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合力提供向心力，而非勻速圓周

17、運(yùn)動(dòng)中向心力并非物體所受的合力，而是合力指向圓心的分力提供向心力，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤2.如圖所示，輕質(zhì)且不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在天花板上的O點(diǎn)則小球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)的過程中，以下說法正確的是()A小球在擺動(dòng)過程中受到的外力的合力即為向心力B在最高點(diǎn)A、B，因小球的速度為0，所以小球受到的合力為0C小球在最低點(diǎn)C所受的合力，即為向心力D小球在擺動(dòng)過程中使其速率發(fā)生變化的力為繩子的拉力解析：選C.小球以懸點(diǎn)O為圓心做變速圓周運(yùn)動(dòng)，在擺動(dòng)過程中，其所受外力的合力并不指向圓心沿半徑方向的合力提供向心力，重力沿圓弧切向的分力提供切向加速度，改變小球運(yùn)動(dòng)速度的大小在A、B兩點(diǎn)，小球的速

18、度雖然為0，但有切向加速度，故其所受合力不為0；在最低點(diǎn)C，小球只受重力和繩的拉力，其合力提供向心力由以上分析可知，選項(xiàng)C正確3在光滑的水平面上，用長(zhǎng)為l的細(xì)線拴一質(zhì)量為m的小球，使小球以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)下列說法中正確的是()Al、不變，m越大線越易被拉斷Bm、不變，l越小線越易被拉斷Cm、l不變，越大線越易被拉斷Dm不變，l減半且角速度加倍時(shí)，線的拉力不變解析：選AC.在光滑的水平面上細(xì)線對(duì)小球的拉力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由Fnm2r知，在角速度不變時(shí)，F(xiàn)n與小球的質(zhì)量m、半徑l都成正比，A正確，B錯(cuò)誤；質(zhì)量m不變時(shí)，F(xiàn)n又與l和2成正比，C正確，D錯(cuò)誤4A、B、C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓

19、臺(tái)上，動(dòng)摩擦因數(shù)均為，A的質(zhì)量為2m，B、C質(zhì)量均為m，A、B離軸為R，C離軸為2R，則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)(設(shè)A、B、C都沒有滑動(dòng)，如圖所示)，則()AC的向心加速度最大BB受到的靜摩擦力最小C當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C比A先滑動(dòng)D當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，B比A先滑動(dòng)解析：選ABC.三者角速度一樣，由a2r可知C物體的向心加速度最大，A正確；三物體都靠靜摩擦力提供向心力，由Fm2r可知A、B之間B物體向心力小，同時(shí)可知B、C之間還是B物體向心力小，因此B受靜摩擦力最小，B正確；當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，A、C所需向心力同步增加，且保持相等，但因C的最大靜摩擦力小，C比A先滑動(dòng)，C正確；當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，A、B所需向心力也都增加

20、，且保持21關(guān)系，但因A、B最大靜摩擦力也滿足21關(guān)系，因此A、B會(huì)同時(shí)滑動(dòng)5.(選做題)有一種叫“飛椅”的游樂項(xiàng)目，示意圖如圖所示長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為.不計(jì)鋼繩的重力，求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與夾角的關(guān)系解析：對(duì)座椅進(jìn)行受力分析，由向心力公式Fm2r得mgtan m2(rLsin )則 .答案： 課時(shí)作業(yè)一、選擇題1.如圖所示，一圓盤可繞一通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放一塊橡皮，橡皮塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視為逆時(shí)針)某段時(shí)間圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大，但橡

21、皮塊仍相對(duì)圓盤靜止，在這段時(shí)間內(nèi)，關(guān)于橡皮塊所受合力F的方向的四種表示(俯視圖)中，正確的是()解析：選C. 橡皮塊做加速圓周運(yùn)動(dòng)，合力不指向圓心，但一定指向圓周的內(nèi)側(cè)；合力的徑向分力提供向心力，切線分力產(chǎn)生切向加速度由于做加速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速不斷增加，故合力與速度的夾角小于90；故選C.2.(2015汕尾高一檢測(cè))如圖所示，有一貼著圓錐面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的光滑小球，那么，它()A一定受到重力、彈力、細(xì)線拉力三個(gè)力的作用B一定受到重力、彈力、細(xì)線拉力和向心力四個(gè)力的作用C可能受到重力、細(xì)線拉力和向心力三個(gè)力的作用D可能受到重力、細(xì)線拉力兩個(gè)力的作用解析：選D.小球繞圓錐轉(zhuǎn)速較小時(shí)，小球受重力、彈力

22、和細(xì)線拉力三個(gè)力，轉(zhuǎn)速較大時(shí)，小球會(huì)離開圓錐表面，此時(shí)小球只受重力和拉力兩個(gè)力，A錯(cuò)，D對(duì)；向心力是效果力，由其他力或其他力的合力(分力)提供，實(shí)際物體不單獨(dú)受向心力，B、C錯(cuò)3.(2015高考天津卷)未來的星際航行中，宇航員長(zhǎng)期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖所示當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力為達(dá)到上述目的，下列說法正確的是()A旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D宇航員質(zhì)量

23、越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小解析：選B.旋轉(zhuǎn)艙對(duì)宇航員的支持力提供宇航員做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即mgm2r，解得 ，即旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，角速度越小，而且與宇航員的質(zhì)量無關(guān)，選項(xiàng)B正確4.(2015成都高一檢測(cè))質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿P插在桌面上，桿端套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，今使小球沿水平方向做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度為，如圖所示，則桿的上端受到的作用力大小為()Am2RB.C.D不能確定解析：選C.小球在重力和桿的作用力下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力，如圖所示用力的合成法可得桿對(duì)小球的作用力：F，根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)U的上端的反作用力FF，C正確5.如圖所示，“旋轉(zhuǎn)秋千”裝置中

24、的兩個(gè)座椅A、B質(zhì)量相等，通過相同長(zhǎng)度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上不考慮空氣阻力的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()AA的速度比B的大BA與B的向心加速度大小相等C懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等D懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小解析：選D.當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，二者的角速度相等，由vr可知，A的速度比B的小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤由a2r可知，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，由于二者加速度不相等，懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小，選項(xiàng)D正確6.如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.當(dāng)滑塊從A滑到B的過程中，受到的摩擦力的

25、最大值為F，則()AFmgBFmgD無法確定F與mg的大小關(guān)系解析：選C.滑塊下滑，到達(dá)水平面之前做圓周運(yùn)動(dòng)，在圓軌道的最低點(diǎn)，彈力大于重力，故摩擦力的最大值Fmg.7如圖所示，M能在水平光滑桿上自由滑動(dòng)，光滑桿連架裝在轉(zhuǎn)盤上M用繩跨過在圓心處的光滑滑輪與另一質(zhì)量為m的物體相連當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，M離軸距離為r，且恰能保持穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速增至原來的2倍，調(diào)整r使之達(dá)到新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，則滑塊M()A所受向心力變?yōu)樵瓉淼?倍B線速度變?yōu)樵瓉淼腃半徑r變?yōu)樵瓉淼腄M的角速度變?yōu)樵瓉淼慕馕觯哼xB.轉(zhuǎn)速增加，再次穩(wěn)定時(shí)，M做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m的重力，所以向心力不變，故A錯(cuò)

26、誤轉(zhuǎn)速增至原來的2倍，則角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)Fmr2，向心力不變，則r變?yōu)樵瓉淼?根據(jù)vr，線速度變?yōu)樵瓉淼模蔅正確，C、D錯(cuò)誤8.如圖所示，固定的錐形漏斗內(nèi)壁是光滑的，內(nèi)壁上有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下物理量大小關(guān)系正確的是()A速度vAvBB角速度ABC向心力FAFBD向心加速度aAaB解析：選A.設(shè)漏斗的頂角為2，則小球的合力為F合，由FnF合m2rmma，知向心力FAFB，向心加速度aAaB，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；因rArB，又由于v和知vAvB、AB，故A對(duì)，B錯(cuò)9.如圖，放于豎直面內(nèi)的光滑金屬圓環(huán)半徑為R，質(zhì)量為m的帶孔小球穿于環(huán)上，同時(shí)有一

27、長(zhǎng)也為R的細(xì)繩一端系于球上，另一端系于圓環(huán)最低點(diǎn)當(dāng)圓環(huán)以角速度繞豎直直徑轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繩被拉直且小球受兩個(gè)力作用則為()A.B. C. D. 解析：選D.小球受重力和圓環(huán)的彈力，兩個(gè)力的合力垂直于轉(zhuǎn)軸，提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有：F合mgcot 30mRcos 302，解得.故D正確，A、B、C錯(cuò)誤10.(多選)(2014高考新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l，木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，用表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說法正確的是()Ab一定比a先開始滑動(dòng)Ba、b所受的