《圆周运动向心力.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《圆周运动向心力.（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、圆周运动向心力一选择题（共5小题）1如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧，有质量相同的两个小玻璃球A、B，沿锥面在水平面内作匀速圆周运动，关于A、B两球的角速度、线速度和向心加速度正确的说法是（）A它们的角速度相等A=BB它们的线速度ABC它们的向心加速度相等DA球的向心加速度大于B球的向心加速度2如图所示，汽车通过拱形桥时的运动可看做圆周运动质量为m的汽车以速率v通过拱形桥最高点时，若桥面的圆弧半径为R，则此时汽车对桥面的压力大小为（）AmgB2mgCD3如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动，小球运动的线速度为，小球运动的角速度为，则绳的拉力大小为（）
2、AmBmrCmDm2r4一辆卡车如果在如图所示凹凸不平的路面上以一定速率行驶，下列说法正确的是（）A在a点在于容易飞离地面B在b点在于容易飞离地面C在c点最容易爆胎D在d点最容易爆胎5如图所示，两个质量相同的小球a、b用长度不等的细线拴在天花板上的同一点，并在空中同一水平面内做匀速圆周运动，则a、b两小球具有相同的（）A角速度的大小B线速度的大小C向心力的大小D向心加速度的大小二解答题（共9小题）6如图所示，让摆球从图中的A位置由静止开始下摆，正好摆到最低点B位置时线被拉断设摆线长l=1.6m，摆球的质量为0.5kg，摆球承受的最大拉力为25N，悬点到地面的竖直高度为H=3.4m，不计空气阻力
3、，g=10m/s2，tan37=0.75求：（1）摆球到达B点时的速度（2）落地点D到C点的距离7如图所示，质量是1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在O点，O点距地面高度为1m，如果使小球绕OO轴在水平面内做圆周运动，若细线最大承受拉力为12.5N，求：（1）当小球的角速度为多大时，线将断裂（2）断裂后小球落地点与悬点的水平距离（g=10m/s2）8如图所示，长为L的细绳一端与一质量为m的小球（可看成质点）相连，可绕过O点的水平转轴在竖直面内无摩擦地转动在最低点a处给一个初速度，使小球恰好能通过最高点完成完整的圆周运动，求：（1）小球过b点时的速度大小；（2）初速度v0的大小；（3）最低点处
4、绳中的拉力大小9如图所示，半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内，轨道的B端切线水平，且距水平地面高度为h=1.25m，现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放，滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平飞出（g取10m/s2）求：（1）小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小；（2）小滑块着地时的速度大小和方向10如图所示，有一质量为m的小球P与穿过光滑水平板上小孔O的轻绳相连，用手拉着绳子另一端，使小球在水平板上绕O点做半径为a、角速度为的匀速圆周运动求：（1）此时绳上的拉力有多大？（2）若将绳子从此状态迅速放松，后又拉直，使小球绕O做半径为b的匀速圆周运动从放松到拉
5、直这段过程经历了多长时间？（3）小球做半径为b的匀速圆周运动时，绳子上的拉力又是多大？11如图所示，质量m=0.1kg的小球在细绳的拉力作用下在竖直面内做半径为r=0.2m的圆周运动，已知小球在最高点的速率为v1=2m/s，在最低点的速率为v2=2m/sg取10m/s2，试求：（1）小球在最高点时的细绳的拉力T1=？（2）小球在最低点时的细绳的拉力T2=？12如图所示，用细绳的一端系着质量为M=0.6kg的物体A（静止在水平转盘上），细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B，A的重心到O点的距离为0.2m若A与转盘问的最大静摩擦力为Ff=2N，为使小球B保持静止，求转
6、盘绕中心O旋转的角速度的取值范围（取g=10m/s2）13如图所示，小球A质量为m，固定在轻细直杆L的一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动如果小球经过最高位置时，杆对球的作用力为拉力，拉力大小等于球的重力求：（1）球的速度大小（2）当小球经过最低点时速度为，杆对球的作用力大小和球的向心加速度大小14用长为L的细杆拉着质量为m的小球在竖直平面内作圆周运动，小球运动到最高点时，速率等于2，求：杆在最高点所受的力是压力还是拉力？大小是多少？圆周运动参考答案与试题解析一选择题（共5小题）1如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧，有质量相同的两个小玻璃球A、B，沿锥面在水平面内作匀速圆周运动，
7、关于A、B两球的角速度、线速度和向心加速度正确的说法是（） A它们的角速度相等A=BB它们的线速度ABC它们的向心加速度相等DA球的向心加速度大于B球的向心加速度分析：对两小球分别受力分析，求出合力，根据向心力公式和牛顿第二定律列式求解，可得向心加速度、线速度和角速度解答解：对A、B两球分别受力分析，如图由图可知 F合=F合=mgtan根据向心力公式有 mgtan=ma=m2R=m解得 a=gtan v= =由于A球转动半径较大，故向心加速度一样大，A球的线速度较大，角速度较小；故选C2如图所示，汽车通过拱形桥时的运动可看做圆周运动质量为m的汽车以速率v通过拱形桥最高点时，若桥面的圆弧半径为R
8、，则此时汽车对桥面的压力大小为（）AmgB2mgCD分析：对汽车受力分析，受重力和支持力，由于汽车做圆周运动，故合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可解答：解：根据牛顿第二定律，汽车对桥的压力等于桥对汽车的支持力对汽车受力分析，受重力和支持力，由于汽车做圆周运动，故合力提供向心力，有mgFN=m解得FN=mgm故选C3如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动，小球运动的线速度为，小球运动的角速度为，则绳的拉力大小为（）AmBmrCmDm2r分析：小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，靠拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求出绳子的拉力大小解答：解：根据
9、牛顿第二定律得，拉力提供向心力，有F=m又v=r，得：F=m2r；故选：CD4一辆卡车如果在如图所示凹凸不平的路面上以一定速率行驶，下列说法正确的是（）A在a点在于容易飞离地面B在b点在于容易飞离地面C在c点最容易爆胎D在d点最容易爆胎分析：以车为研究对象，在这些点由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，研究支持力与半径的关系，确定何处支持力最大，何处最小即可判断解答：解：在坡顶mgFN=，解得：FN=mg， FNmg，半径越小，FN越小，越容易飞离地面，所以c点容易容易飞离地面，在坡谷 FNmg=， FN=mg+， FNmg，r越小，FN越大而d点半径比b点小，则d点最容易爆胎故选
10、：D5如图所示，两个质量相同的小球a、b用长度不等的细线拴在天花板上的同一点，并在空中同一水平面内做匀速圆周运动，则a、b两小球具有相同的（）A角速度的大小B线速度的大小C向心力的大小D向心加速度的大小分析：两个小球均做匀速圆周运动，对它们受力分析，找出向心力来源，可先求出角速度，再由角速度与线速度、周期、向心加速度、向心力的关系公式求解解答：解：A、对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtan ；由向心力公式得到，F=m2r ；设球与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=hta
11、n ；由三式得，=，与绳子的长度和转动半径无关，则两小球具有相同的角速度，故A正确；B、由v=r，两球转动半径不等，线速度不等，故B错误；C、由F=m2r，两球转动半径不等，向心力不等，故C错误；D、由a=2r，两球转动半径不等，向心加速度不等，故D错误；故选：A二解答题（共9小题）6如图所示，让摆球从图中的A位置由静止开始下摆，正好摆到最低点B位置时线被拉断设摆线长l=1.6m，摆球的质量为0.5kg，摆球承受的最大拉力为25N，悬点到地面的竖直高度为H=3.4m，不计空气阻力，g=10m/s2，tan37=0.75求：（1）摆球到达B点时的速度（2）落地点D到C点的距离 分析：（1）根据小
12、球在最低点的最大拉力，结合牛顿第二定律求出摆球到达B点时的速度大小（2）根据高度求出平抛运动的时间，结合初速度和时间求出平抛运动的水平位移解答：解：（1）对小球受力分析如图，根据牛顿第二定律得整理，代入数据得v0=8m/s（2）小球自B点开始做自由落体运动，竖直方向有水平方向有x=v0t，由以上两式，整理代入数据，x=4.8m答：（1）摆球到达B点时的速度为8m/s（2）落地点D到C点的距离为4.8m7如图所示，质量是1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在O点，O点距地面高度为1m，如果使小球绕OO轴在水平面内做圆周运动，若细线最大承受拉力为12.5N，求：（1）当小球的角速度为多大时，线将断
13、裂（2）断裂后小球落地点与悬点的水平距离（g=10m/s2）分析：（1）小球靠拉力和重力的合力提供向心力，根据几何关系求出最大向心力，根据向心力公式求出最大角速度；（2）绳断裂后，小球做平抛运动，根据平抛运动的基本公式即可求解解答：解：（1）小球在水平面内做圆周运动时，由重力G和拉力F的合力提供向心力，当绳子拉力为12.5N时，向心力最大，则有：F合=7.5N根据几何关系得：r=L=0.3m根据向心力公式得：F合=m2L 解得：=5rad/s（2）绳断裂后，小球做平抛运动，初速度v=r=1.5m/s竖直方向下落的高度h=10.5=0.6m所以t=s=s， 水平位移为x0=vt=m，则x=0.6m答：（1）当小球的角速度为5rad/s时，线将断裂（2）断裂后小球落地点与悬点的水平距离为0.6m8如图所示，长为L的细绳一端与一质量为m的小球（可看成质点）相连，可绕过O点的水平转轴在竖直面内无摩擦地转动在最低点a处给一个初速度，使小球恰好能通过最高点完成完整的圆周运动，求：（1）小球过b点时的速度大小；（2）初速度v0的大小；（3）最低点处绳中的拉力大小分析：（1）小球恰好能通过最高点完成完整的圆周运动，知在最高点靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出小球过b点时的速度（2）根据机械能守恒定律求出小球初速度的大小（3）在最低点，靠重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最
