圓周運動——向心力專項練習(xí)doc-在線瀏覽
2024-08-28 00:48本頁面
【正文】 不是物體所受到的力． 9．（2017?普陀區(qū)一模）如圖所示，小物體P放在水平圓盤上隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，下列關(guān)于小物體所受摩擦力f的敘述正確的是（ ?。〢．f的方向總是指向圓心B．圓盤勻速轉(zhuǎn)動時f=0C．在物體與軸O的距離一定的條件下，f跟圓盤轉(zhuǎn)動的角速度成正比D．在轉(zhuǎn)速一定的條件下，f跟物體到軸O的距離成正比【分析】木塊P隨圓盤一起繞過O點的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，做勻速圓周運動，P受到的靜摩擦力提供向心力，根據(jù)向心力公式研究靜摩擦力方向，及大小與半徑、角速度的關(guān)系．【解答】解：A、P放在水平圓盤上隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，若圓盤勻速轉(zhuǎn)動，P受到的靜摩擦力f提供向心力，沿PO方向指向圓心．若圓盤變速運動，f不指向圓心，故A錯誤．B、木塊P隨圓盤一起繞過O點的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，做勻速圓周運動，P受到的靜摩擦力提供向心力，P受到的靜摩擦力不可能為零．故B錯誤．C、由f=mω2r得，在P點到O點的距離一定的條件下，P受到的靜摩擦力的大小跟圓盤勻速轉(zhuǎn)動的角速度的平方成正比．故C錯誤．D、根據(jù)向心力公式得到f=m（2πn）2r，轉(zhuǎn)速n一定時，f與r成正比，即P受到的靜摩擦力的大小跟P點到O點的距離成正比．故D正確．故選：D【點評】本題中由靜摩擦力提供木塊所需要的向心力，運用控制變量法研究f與其他量的關(guān)系． 10．（2017?甘肅一模）利用雙線可以穩(wěn)固小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動而不易偏離豎直面，如圖，用兩根長為L的細線系一質(zhì)量為m的小球，兩線上端系于水平橫桿上，A、B兩點相距也為L，若小球恰能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動，則小球運動到最低點時，每根線承受的張力為（ ）A．2mg B．3mg C． D．mg【分析】小球恰能過最高點的臨界情況是重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出最小速度，再根據(jù)動能定理求出最低點的速度，根據(jù)牛頓第二定律求出繩子的張力．【解答】解：小球恰好過最高點時有：mg=m解得：①根據(jù)動能定理得，mg?L=②由牛頓第二定律得：T﹣mg=m③聯(lián)立①②③得，T=2mg故A正確，B、C、D錯誤．故選：A．【點評】本題綜合運用了動能定理和牛頓第二定律，知道細線拉著小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，最高點和最低點靠豎直方向上的合力提供向心力． 11．（2017?臨渭區(qū)一模）如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動，有兩個質(zhì)量相等的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則以下說法中正確的是（ ?。〢．A球的角速度等于B球的角速度B．A球的線速度大于B球的線速度C．A球的運動周期小于B球的運動周期D．A球?qū)ν脖诘膲毫Υ笥贐球?qū)ν脖诘膲毫Α痉治觥糠謩e對AB受力分析，可以發(fā)現(xiàn)它們都是重力和斜面的支持力的合力作為向心力，并且它們的質(zhì)量相等，所以向心力的大小也相等，再根據(jù)線速度、加速度和周期的公式可以做出判斷．【解答】解：A、如右圖所示，小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在水平面內(nèi)做勻速圓周運動． 由于A和B的質(zhì)量相同，小球A和B在兩處的合力相同，即它們做圓周運動時的向心力是相同的．根據(jù)F=mω2r可知，由于球A運動的半徑大于B球的半徑，F(xiàn)和m相同時，半徑大的角速度小，故A錯誤； B、再由向心力的計算公式F=m，由于球A運動的半徑大于B球的半徑，F(xiàn)和m相同時，半徑大的線速度大，所以B正確．C、由周期公式T=，所以球A的運動周期大于球B的運動周期，故C錯誤．D、由A的分析可知，球A對筒壁的壓力等于球B對筒壁的壓力，所以D錯誤．故選：B．【點評】對物體受力分析是解題的關(guān)鍵，通過對AB的受力分析可以找到AB的內(nèi)在的關(guān)系，它們的質(zhì)量相同，向心力的大小也相同，本題能很好的考查學(xué)生分析問題的能力，是道好題． 12．（2017?河北一模）兩個質(zhì)量分別為2m和m的小木塊a和b（可視為質(zhì)點）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，a、b之間用長為L的強度足夠大的輕繩相連，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，開始時輕繩剛好伸直但無張力，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是（ ）A．a(chǎn)比b先達到最大靜摩擦力B．a(chǎn)、b所受的摩擦力始終相等C．ω=是b開始滑動的臨界角速度D．當ω=時，a所受摩擦力的大小為【分析】木塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，靜摩擦力提供向心力，而所需要的向心力大小由物體的質(zhì)量、半徑和角速度決定．當圓盤轉(zhuǎn)速增大時，提供的靜摩擦力隨之而增大．當需要的向心力大于最大靜摩擦力時，物體開始滑動．因此是否滑動與質(zhì)量無關(guān)，是由半徑大小決定．【解答】解：A、木塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，靜摩擦力提供向心力，由牛頓第二定律得：木塊所受的靜摩擦力f=mω2r，m、ω相等
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