20xx粵教版高中物理必修2第二章第二節(jié)向心力-閱讀頁
2024-12-29 13:31本頁面
【正文】 B． b處 C． c處 D． d處 解析：在 a、 c兩處有 mg－ N＝ mv2r ，在 b、 d兩處有 N′－ mg＝mv2r ，因 v 一定，在 d 處r最小 N′最大，故選項(xiàng) D正確． 7．如圖 2－ 2－ 14所示，水平放置的圓盤轉(zhuǎn)軸 MN勻速轉(zhuǎn)動，圓盤上放置質(zhì)量分別為 mA、mB的小物塊 A、 B，且 mA∶ mB＝ 2∶ 1， A、 B到圓心 O 的距離 rA∶ rB＝ 1∶ 2， A、 B 隨圓盤一起運(yùn)動，設(shè) A、 B兩物塊的向心加速度分別為 aA、 aB，靜摩擦力分別為 fA、 fB，則下列說法正確的是 ( B ) 圖 2－ 2－ 14 A． aA∶ aB＝ 1∶ 2， fA∶ fB＝ 1∶ 2 B． aA∶ aB＝ 1∶ 2， fA∶ fB＝ 1∶ 1 C． aA∶ aB＝ 1∶ 1， fA∶ fB＝ 2∶ 1 D． aA∶ aB＝ 2∶ 1， fA∶ fB＝ 2∶ 1 解析：由題意知 ω A＝ ω B，由 a＝ ω 2r， F＝ mω 2r，可知 aA∶ aB＝ 1∶ 2， FA∶ FB＝ 1∶ 1，又因?yàn)槲飰K是由靜摩擦力提供向心力，故選項(xiàng) B正確． 二、雙項(xiàng)選擇題 8．以下關(guān)于勻速圓周運(yùn)動的理解中正確的是 ( CD ) A．勻速圓周運(yùn)動是一種勻速運(yùn)動 B．勻速圓周運(yùn)動是一種勻變速運(yùn)動 C．勻速圓周運(yùn)動是一種變加速運(yùn)動 D．由于向心力與速度的方向垂直，故它只改變速度的方向 解析：勻速圓周運(yùn)動的速度方向時刻改變，故它是一種變速運(yùn)動， A錯；它的加速度方向時刻 指向圓心，故它是一種變加速運(yùn)動， B錯、 C對；由于向心力與速度的方向垂直，故它不改變速度的大小，只改變速度的方向， D對。 12．如圖 2－ 2－ 16所示，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過 O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動，現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動．圖中 a、 b 分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)．則桿對球的作用力可能是 ( AB ) 圖 2－ 2－ 16 A． a處為拉力， b處為拉力 B． a處為拉力， b處為推力 C． a處為推力， b處為拉力 D． a處為推力， b處為推力 解 析：由題意“給小球一初速度，使小球做圓周運(yùn)動”，則小球上升到 b處的速度大小未知，當(dāng) vb gr時， b處為拉力；當(dāng) 0≤ vb gr時， b處桿對小球作用力為推力，而在 a處一定為拉力． 13．如圖 2－ 2－ 17 所示為 A、 B 兩物體做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度隨半徑變化的圖象，其中 A為雙曲線的一分支，由圖可知 ( AD ) 圖 2－ 2－ 17 A． A物體運(yùn)動的線速度不變 B． A物體運(yùn)動的角速度不變 C． B物體運(yùn)動的線速度不 變 D． B物體運(yùn)動的角速度不變 解析：由圖可知 A物體 a∝ 1r， B物體的 a∝ r，由 a＝ v2r＝ ω2r，可知選項(xiàng) A、 D正確． 14．如圖 2－ 2－ 18所示，輕繩一端固定在 O點(diǎn)，繩長為 L，另一端懸掛一質(zhì)量為 m的小球，在水平面上做圓錐擺運(yùn)動，圓錐角為 θ ，角速度為 ω ，繩的張力為 F，則下列表達(dá)式正確的是 (g為重力加速度 )( BC ) 圖 2－ 2－ 18 A． F＝ mgcos θ B． F＝ mgcosθ2 C． F＝ mω 2L D． F＝ mω 2Lsinθ2 解析：對小球受分析可知小球受重力和張力作用，在豎直方向合外力為 0，則有 Fcosθ2 ＝ mg，即 F＝ mgcosθ2；在水平方向有 Fsin θ2 ＝ mω 2Lsinθ2 ，則 F＝ mω 2L. 三、非選擇題 15．兒童樂園中，一個質(zhì)量為 20 kg 的小孩騎在木馬上隨木馬一起在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動．已知轉(zhuǎn)軸距木馬 5 m遠(yuǎn)，每 10 s轉(zhuǎn) 1圈， 把小孩的轉(zhuǎn)動看做勻速圓周運(yùn)動，求： (1)小孩轉(zhuǎn)動的角速度； (2)小孩轉(zhuǎn)動的線速度； (3)小孩轉(zhuǎn)動的向心力． 解： (1)小孩轉(zhuǎn)動的角速度 ω ＝ 2πT ＝ 2π10 rad/s＝ rad/s (2)小孩轉(zhuǎn)動的線速度 v＝ ω r＝ 5 m/s＝ m/s (3)小孩轉(zhuǎn)動的向心力 F＝ mv2r＝ 205 N＝ N. 16．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)棒在光滑的水平面上繞 O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動，如圖 2－ 2－ 19所示，求 A、 B兩球所受的拉力之比． 圖 2－ 2－ 19 解：對 B有 FB＝ mBω 2BrB，對 A有 FA＝ mAω 2ArA 因?yàn)?mA＝ mB， rB＝ 2rA， ω A＝ ω B 所以 FA∶ FB＝ 1∶ 2. 17．如圖 2－ 2－ 20 所示，長度為 L＝ m的繩子，拴著一質(zhì)量 m＝ 1 kg的小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，小球半徑不計(jì)，已知繩子能夠承受的最大張力為 74 N，圓心離地面高度 H＝ 6 m， 運(yùn)動過程中繩子始終處于繃緊狀態(tài)． (g＝ 10 m/s2)求： (1)分析繩子在何處最易斷，求出繩子斷時小球的線速度； (2)繩子斷后，小球做平拋運(yùn)動的時間及落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平距離． 圖 2－ 2－ 20 解： (1)在最低點(diǎn)時繩子上的拉力最大，繩子最易斷．根據(jù)牛頓第二定律得 F－ mg＝ mv2L解得 v＝ 8 m/s (2)小球從最低點(diǎn)開始平拋， v0＝ v＝ 8 m/ 水平方向 x＝ v0t 豎直方向 H－ L＝ 12gt2 聯(lián)立上述兩式解得落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平距離 x＝ 8 m.
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