2012高中物理 4.3向心力的实例分析2每课一练 鲁科版必修2.doc

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1、4.3《向心力的实例分析》每课一练21.一辆赛车在经过凸形桥的最高点时，若速度v=，此时关闭发动机.如图4-3-3所示，则赛车将（）图4-3-3A.沿桥面下滑到M点B.按半径大于R的新圆弧轨道运动C.先沿桥面滑到某点N，再离开桥面做斜下抛运动D.立即离开桥顶做平抛运动分钟训练1.解析：当赛车运动到最高点时，有赛车的重力和凸形桥的支持力提供赛车做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得：mg-FN=m，将速度v=代入上式可得：FN=0，说明此时赛车受到的凸形桥对它的弹力正好为零，只受重力作用，离开轨道

2、后，赛车立即离开桥顶做平抛运动，正确选项为D.答案：D2.上海锦江乐园的“摩天转轮”可在竖直平面内转动，其直径达98m，世界排名第五.游人乘坐时转轮始终不停地匀速转动，每转动一周用时25min，则（）A.每时每刻，每个人受到的合力都不等于零B.每个乘客都在做加速度为零的匀速运动C.乘客在乘坐过程中，对座位的压力始终不变D.乘客在乘坐过程中的机械能始终不变解析：转轴匀速转动，其上的人随着做匀速圆周运动，而匀速圆周运动属于变速运动，有加速度（向心加速度)，故人所受合力不为零；人在竖直平面内做匀速圆周

3、运动，向心力的方向随时改变，因此，人对座位的压力必定要发生变化(最高点与最低点明显不同).另外，乘客随转轮做匀速圆周运动，其动能不变，但乘客的重力势能发生变化，故机械能发生变化.答案：A3.如图4-3-4所示，用一本书托着黑板擦在竖直平面内做匀速圆周运动(平动)，先后经过A、B、C、D四点，A、B和C、D处于过圆心的水平线和竖直线上，设书受到的压力为FN，对黑板擦的静摩擦力为F静，则（）图4-3-4A.从C到D，F静减小，FN增大4用心爱心专心B.从D到A，F静增大，FN减小C.在A、C两个位置

4、，F静最大，FN=mgD.在A、D两个位置，FN有最大值解析：因为黑板擦在竖直平面内做匀速圆周运动，在A、C两点时，书对黑板擦的摩擦力提供黑板擦做圆周运动的向心力，所以说在A、C两点时，黑板擦受到的摩擦力最大，而在竖直方向上，黑板擦的重力和书对黑板擦的支持力保持平衡，即FN=mg，C选项正确.在A到D的过程中，黑板擦受到的摩擦力不断减小，支持力不断增大，在D点，支持力达到最大值，B正确，D错误.同理从C到D的过程中，F静减小，FN增大，A正确.答案：ABC4.如图4-3-5所示，在内壁光滑的平底

5、试管内放一个质量为m的小球，试管的开口端加盖与水平轴O连接.试管底与O相距r，试管在转轴带动下沿竖直平面做匀速圆周运动(g取10m/s2)，则（1）转轴的角速度为____________时，试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍.（2）转轴的角速度为___________时，会出现小球与试管底脱离接触的情况.图4-3-5解析：（1）根据题意，当试管转至竖直下方时，小球对试管底部的压力最大，压力大小Fmax=F向+mg=mrω2+mg；当试管转至竖直上方时，小球对试管底部的压力最小，压力大小Fmi

6、n=mg-F向=mg-mrω2，由Fmax=3Fmin可得ω=.（2）这种情况发生在当试管转至竖直上方时，此时试管底部对小球没有压力，只由重力提供小球的向心力，mg=mrω2，ω=.答案：5.如图4-3-6所示，内壁光滑的导管弯成圆轨道竖直放置，轨道半径为r，连同底座质量为2m.小球质量为m，在管内滚动，当小球运动到最高点时，装置刚好要离开地面，此时小球速度是多大?图4-3-6解析：根据题意，小球经过最高点时，装置受重力和小球的向上的弹力，两者大小相等2mg=F.小球受重力和管道的向下的弹力，两

7、者提供向心力,mg+F=m，与上式结合得v=4用心爱心专心.答案：v=6.如图4-3-7所示，质量为m的小球和A、B两根细绳相连，两绳固定在细杆的A、B两点，其中AC绳长L=2m，当两绳都拉直时，两绳和细杆的夹角为θ1=30°，θ2=45°，问：当细杆转动的角速度在什么范围内，A、B两绳始终张紧？图4-3-7解析：若角速度太小，则BC松弛，设角速度为ω1时，BC绳刚好伸直，则有：mgtan30°=mrω12，r=Lsin30°得：ω1=角速度大于ω2时，AC绳就要松弛，则有：mgtan45°=m

8、rω22，ω2=.答案：≤ω≤7.如图4-3-8所示，一轿车以30m/s的速率沿半径为60m的圆形跑道行驶，当轿车从A运动到B时，轿车和圆心的连线转过的角度为90°，求：图4-3-8(1)此过程中轿车的位移大小；(2)此过程中轿车通过的路程；(3)轿车运动的向心加速度大小.解析：由题中条件可知：v＝30m/s，r＝60m，θ=90°=.(1)轿车的位移为从初位置A到末位置B的有向线段的长度x=r=×60m≈85m.(2)路程等于弧长l=rθ=60×m≈94.2m.(3)向心加速度大小a=m/s2