圓周運(yùn)動(dòng)——向心力專項(xiàng)練習(xí)doc-閱讀頁
2024-08-06 00:48本頁面
【正文】 ，f∝r，所以當(dāng)圓盤的角速度增大時(shí)b的靜摩擦力先達(dá)到最大值，故A錯(cuò)誤；B、在B的摩擦力沒有達(dá)到最大前，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，a和b的質(zhì)量分別是2m和m，而a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為L，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2L，所以開始時(shí)a和b受到的摩擦力是相等的．當(dāng)b受到的靜摩擦力達(dá)到最大后，b受到的摩擦力與繩子的拉力的和提供向心力，即：kmg+F=mω2?2L…①而a的受力：f′﹣F=2mω2L…②聯(lián)立得：f′=4mω2L﹣kmg…③可知二者受到的摩擦力不一定相等．故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)b剛要滑動(dòng)時(shí)，有2kmg+kmg=2mω2L+mω2?2L，解得：ω=，故C錯(cuò)誤；D、當(dāng)ω=時(shí)，a所受摩擦力的大小為：=．故D正確．故選：D【點(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵是正確分析木塊的受力，明確木塊做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力提供向心力，把握住臨界條件：靜摩擦力達(dá)到最大，由牛頓第二定律分析解答． 13．（2017?浙江模擬）如圖所示，摩天輪是日常生活中典型的勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例，若將摩天輪箱體及其中乘客視作質(zhì)點(diǎn)，則下列說法正確的是（ ）A．某時(shí)刻所有乘客運(yùn)動(dòng)的線速度都相同B．某時(shí)刻所有乘客運(yùn)動(dòng)的加速度都相同C．某一乘客分別經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，所受的合外力大小相等D．某一乘客分別經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，受到箱體作用力大小相等【分析】線速度、加速度、向心力、角速度都是矢量，據(jù)此可 判斷AB選項(xiàng)，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中合外力提供向心力，根據(jù)向心力公式可解答CD選項(xiàng)．【解答】解：A、線速度是矢量，摩天輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度的方向時(shí)刻改變，每一時(shí)刻的線速度都不相同，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B、加速度是矢量，摩天輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，加速度時(shí)刻在改變，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C、摩天輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力提供向心力，由知，R、V不變，向心力不變，合外力不變，故C選項(xiàng)正確；D、箱體所受作用力等于箱體對(duì)乘客的彈力，在最高點(diǎn)箱體所受彈力：，在最低點(diǎn)箱體所受彈力：．所以乘客分別經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，受到箱體作用力大小不相等，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．故選：C．【點(diǎn)評(píng)】了解標(biāo)量和矢量的區(qū)別，即矢量既有大小也有方向，標(biāo)量只有大小沒有方向，理清一對(duì)作用力和反作用力的關(guān)系，明確向心力的來源并正確受力分析是解答此題的關(guān)鍵． 14．（2017?道里區(qū)校級(jí)一模）“水流星”是在一根彩繩一端，系一只玻璃碗，內(nèi)盛彩色水，演員甩繩舞弄，晶瑩的玻璃碗飛快的旋轉(zhuǎn)飛舞，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，而碗中之水不灑點(diǎn)滴；下列說法正確的是（ ?。〢．水流星到最高點(diǎn)時(shí)，水對(duì)碗底的壓力一定為零B．水流星到最高點(diǎn)時(shí)，水流星的速度可以為零C．若水流星轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能經(jīng)過圓周最高點(diǎn)，則在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)繩子對(duì)碗拉力之差隨轉(zhuǎn)動(dòng)線速度增大而增大D．若水流星轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能經(jīng)過圓周最高點(diǎn)，則在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)碗對(duì)水彈力之差與繩長無關(guān)【分析】當(dāng)在最高點(diǎn)水對(duì)桶底無壓力時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求出臨界的最小速度，最小速度為；在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)根據(jù)向心力公式求出最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的繩子拉力，再根據(jù)動(dòng)能定理得出最低點(diǎn)和最高點(diǎn)速度關(guān)系，即可求出拉力差．【解答】解：A、水流星到最高點(diǎn)時(shí)，水對(duì)碗底的壓力大于或等于0，當(dāng)時(shí)，水對(duì)碗底的壓力為0；當(dāng)時(shí)，水對(duì)碗底的壓力大于0，故A錯(cuò)誤；B、水流星在最高點(diǎn)的最小速度為，故B錯(cuò)誤；CD、設(shè)最低點(diǎn)速度為，最高點(diǎn)速度為根據(jù)向心力公式，有：最低點(diǎn)：①最高點(diǎn)：②根據(jù)動(dòng)能定理，有：③聯(lián)立①②③得：△F=6mg，與繩長無關(guān)，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：D【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵搞清做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來源，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解． 15．（2017?自貢模擬）如圖所示，半徑為R，內(nèi)徑很小的光滑半圓管道豎直放置，質(zhì)量為m的小球以某一速度進(jìn)入管內(nèi)，小球通過最高點(diǎn)P時(shí)，則（ ）A．小球從管口飛出時(shí)的速率一定為B．小球從管口飛出時(shí)的速率一定為C．小球落地點(diǎn)到P點(diǎn)的水平距離可能為RD．小球落地點(diǎn)到P點(diǎn)的水平距離可能為【分析】（1）對(duì)管壁的壓力分為對(duì)上壁和下壁的壓力兩種情況，根據(jù)向心力公式即可求得小球從管口飛出時(shí)的速率；（2）小球從管口飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律即可求解．【解答】解：A、當(dāng)小球?qū)芟卤谟袎毫r(shí)，則有：mg﹣=m解得：v1=當(dāng)小球?qū)苌媳谟袎毫r(shí)，則有：mg+=m解得：v2=，故AB錯(cuò)誤；C、小球從管口飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向上：2R=gt2解得：t=2x1=v1t=Rx2=v2t=R；故C錯(cuò)誤，D正確．故選：D．【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式及平拋運(yùn)動(dòng)基本公式的直接應(yīng)用，要注意物體在最高點(diǎn)可能是對(duì)上端有壓力，也可能是對(duì)下端有壓力，要全面考慮． 第21頁（共21頁）。
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