43向心力的实例分析每课一练18（鲁科版必修2）

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1、4.3向心力的实例分析每课一练1（鲁科版必修2）1.关于在公路上行驶的汽车转弯，下列说法屮正确的是（）・A.在内外侧等高的公路上转弯时的向心力由静摩擦力提供B.在内外侧等高的公路上转弯时的向心力由滑动摩擦力提供C.在内侧低、外侧高的公路上转弯吋的向心力可能由重力和支持力的合力提供D.在内侧低、外侧高的公路上转弯时的向心力可能由重力、摩擦力和支持力的合力提供解析汽车在内外侧等髙的公路上转弯时，竖直方向受到重力和支持力是一对平衡力，运动方向有牵引力和阻力，因有沿半径向外运动的趋势，所以有侧向的静摩擦力充当向心力.答案ACD2.冰面对溜冰运动员

2、的最大静摩擦力为运动员的重力的幺倍，在水平冰面上沿半径为尸的圆周滑行的运动员，其安全速度为（）.A.v^/c[rgB.C.D.22解析由F向=研7知伽g=^■故故安全速度0应小于或等于B正确.答案B3.一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶，如图4—3—9所示,由于轮胎过热，容易爆胎.爆胎可能性最大的地段是()•C.C处D.Z)处解析在/、B、C、D各点均由重力与支持力的合力提供向心力，爆胎可能性最大的地段为轮胎与地面的挤压力最大处.在A.C两点有mg—F=nr^,则F=mg_nr^

3、^>mg,且R越小，F越大，故Fd最大,即处最容易爆胎.答案D4.半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，如图4—3—10所一-%示.顶部有一物体A,现给它一个水平初速度Vo=y[gR,则物体将（）•A.沿球面下滑至M点图4一3—10B.沿球面下滑至某一点N,便离开球面做斜下抛运动C.按半径大于R的新的圆弧轨道做圆周运动D.立即离开半圆球做平抛运动解析设在顶部物体/受到半圆球对它的作用力为F,由牛顿第二定律得mg_F=聽,把v（）=y[gR代入得F=0.说明物体只受重力作用，又因为物体有水平初速度％,故物体做平抛运动，D正确.答案D1.在光滑

4、平面上，有一转轴垂直于此平面.交点O的上方刀处固定一细绳的一端，绳的另一端固定一质量为〃？的小球3,绳长AB=l>h,小球可随转轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图4—3—11所示.要使球不离开水平面，转轴的转速最大值是（）.图4—3—11B.丽C-^fiD.2n解析以小球为研究对象，小球受三个力作用，重力G、水平面支持力N、绳子拉力7：2在竖直方向合力为零，在水平方向所需向心力为罕故得Tcos27sine==mra）=4ainmr=4nn~mhXan0由①②得N=mg—4ti2n2mh,当球即将离开水平面时N=0,转速"有最大值M

5、=2T/i或A正确.答案A2.如图4-3-12所示，M是竖直平面内的四分之一圆弧形光滑轨道，下端B与水平直轨道相切.一个小物块自/点由静止开始图4—3—12沿轨道下滑，己知轨道半径7?=0.2m,小物块的质量加=0.1kg,小物块与水平面间的动摩擦因数“=0.5,収g=10m/s2.求：(1)小物块在B点时受到的圆弧轨道的支持力大小；(2)小物块在水平面上滑动的最大距离.解析(1)从/点运动到B点，小物块机械能守恒，得mgR=^niVB.在3点有N_mg=遵,联立以上两式得支持力N=3〃?g=3X0」X10N=3N.(2)设小物块在水平

6、面上滑动的最大距离为s,对整个过程由动能定理得得尸7=05m=0.4m.答案(1)3N(2)0.4m7.在质量为M的电动机飞轮上，固定着一质量为加的重物，重物到转轴的距离为尸，如图4—3—13所示.为了使电动机不从地面上跳起，电动机飞轮的转动角速度不能超过().A・mrg图4_3—13解析当重物转动到最高点时，对电动机向上的拉力最大，要使电动机不从地面上跳起,重物对电动机的拉力的最大值T=Mg.对重物来说，随飞轮一起做圆周运动所需的向心力是由重力和飞轮对重物的拉力厂的合力提供的，厂和卩是一对作用力和反作用力.由牛顿第二定律得r+mg=mr

7、co2f代入数值得血=^g,故B正确.答案B8.质量加=2.0X10°kg的汽车以不变的速率先后驶过凹桥面和凸桥面，两桥面的圆弧半径均为20m.如图4—3—14所示，如果桥面承受的压力不得超过3.0X10*,贝9：图4一3—14(1)汽车允许的最大速率是多少？⑵若以所求速率行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(取g=10m/s2)解析(1)汽车驶至凹桥面的底部时，合外力向上，此时汽车对桥面的压力最大；当汽车驶至凸桥面的顶部时，合外力向下，此时汽车对桥面的压力最小.在最低点由牛顿第二定律得N、—mg=徵,其中支持力最大为2Vmax=3.OXI

8、O5N,代入数值得pmax=10m/s.2(1)同理，在最髙点有加g—M=加赞，代入数值得^2=1.0X105N・答案(1)10m/s(2)1.0X105N