20xx教科版高中物理必修2第二章第2節(jié)勻速圓周運動的向心力和向心加速度課時作業(yè)-資料下載頁
2025-11-19 18:25本頁面
【導(dǎo)讀】第2節(jié)勻速圓周運動的向心力和向心加速度。1．物體做勻速圓周運動時所受合力方向始終指向圓心，這個指向圓心的力叫做向心力，________，只改變速度的________．。2．向心力的表達(dá)式F＝________＝________.3．做勻速圓周運動的物體，在向心力的作用下，必然要產(chǎn)生______________，其方向。5．勻速圓周運動中加速度的大小不變而方向時刻在改變，勻速圓周運動是加速度方向。用細(xì)繩拴一小球在光滑桌面上繞一鐵釘做勻速圓周運動，關(guān)于小球的受力，8．關(guān)于勻速圓周運動及向心加速度，下列說法中正確的是(). A．勻速圓周運動是一種勻速運動。B．小強隨圓盤做勻速圓周運動，其重力和支持力充當(dāng)向心力。7．一只質(zhì)量為m的老鷹，以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，則空氣對。2．在水平冰面上，狗拉著雪橇做勻速圓周運動，O點為圓心．能正確地表示雪橇受到。6．汽車甲和汽車乙的質(zhì)量相等，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運動，甲車
【正文】 即方向時刻變化，故 A、 B、 C錯， D對． ] 2． C [由于雪橇在冰面上滑動，故滑動摩擦力方向必與運動方向相反，即方 向應(yīng)為圓的切線方向，因做勻速圓周運動，合外力一定指向圓心，由此可知 C正確． ] 3． BD [做勻速圓周運動的物體，速度的大小不變，但方向時刻改變，所以必有加速度，且加速度大小不變，方向時刻指向圓心，加速度不恒定，因此勻速圓周運動既不是勻速運動，也不是勻變速運動，故 A、 C錯誤， B、 D正確． ] 4． D [物體做加速曲線運動，合力不為零， A 錯；物體做速度大小變化的圓周運動，合力不指向圓心，合力沿半徑方向的分力提供向心力，合力沿切線方向的分力使物體速度變大，即除在最低點外，物體的速度方向與合外力方向間的夾角為銳角，合 力方向與速度方向不垂直， B、 C錯， D對． ] 5． D [要使 a恰不下滑，則 a 受筒的最大靜摩擦力作用，此力與重力平衡，筒壁給 a的支持力提供向心力，則 N＝ mrω 2，而 fm＝ mg＝ μN ，所以 mg＝ μmrω 2，故 ω ＝ gμr .所以 A、 B、 C均錯誤， D正確． ] 6． A [兩車做圓周運動的向心力均由摩擦力提供，由于甲車在乙車的外側(cè)，故 r 甲 r 乙 ，而兩車的質(zhì)量和速率均相等，根據(jù) f＝ mv2r可得選項 A正確． ] 7． A [突然停止時， A、 B 兩物體速度相同，做圓周運動， T－ mg＝ mv2/L，故 T＝ mg＋mv2/L， LaLB，所以 TATBmg.] 8． AC 9． 3∶ 2 解析 本題所考查的內(nèi)容是向心力和向心加速度的應(yīng)用，設(shè)桿的 OA和 AB段對小球的拉力分別為 FOA和 FAB. OA＝ AB＝ r 依據(jù)牛頓第二定律可得： 對小球 A有： FOA－ FAB＝ mrω 2 ① 對小球 B有： FAB＝ m2rω 2 ② 由 ①② 得 FOA∶ FAB＝ 3∶ 2 即桿的 OA段和 AB段對小球的拉力之比為 3∶ 2. 10． (1)16 N 壓力 (2)44 N 拉力 解析 本題考查圓周運動臨界條件的應(yīng)用．設(shè)小球受到桿的作用力 N向上，如圖所示，則： (1)F 向 ＝ mv21L，即 mg－ N1＝ mv21L N1＝ mg－ mv21L＝ 210 N － 212 N＝ 16 N 根據(jù)牛頓第三定律：桿受到的是壓力， N1′ ＝ 16 N，方向豎直向下． (2)F 向 ＝ mv22L，即 mg－ N2＝ mv22L N2＝ mg－ mv22L＝ 210 N － 242 N＝－ 44 N 負(fù)號說明 N2與規(guī)定的正方向相反，故小球受到桿的作用力 N2＝ 44 N，方向應(yīng)豎直向下． 根據(jù)牛頓第三定律：桿受到的是拉力， N2′ ＝ 44 N，方向豎直向上． 11． (1)45 N (2)5 m/s (3)2 m 解析 (1)小球在光滑桌面上做 勻速圓周運動時受三個力作用，重力 mg、桌面彈力 N和線的拉力 mg 和彈力 N平衡．線的拉力提供向心力， F 向 ＝ F＝ mω 為 ω 0，線上的拉力是 F0，加快后的角速度為 ω ，線斷時的拉力是 F1∶ F0＝ ω 2∶ ω 20＝9∶ 1. 又 F1＝ F0＋ 40 N，所以 F0＝ 5 N，則線斷時 F1＝ 45 N. (2)設(shè)線斷時小球的速度為 v， 由 F1＝ mv2r 得 v＝F1rm ＝45 m/s＝ 5 m/s. (3)由平拋運動規(guī)律得小球在空中運動的時間 t＝ 2hg＝ 2 s＝ s．小球落地處離桌面的水平距離 x＝ vt＝ 5 m ＝ 2 m.
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