高一物理圆周运动经典例题

合集下载

高一物理匀速圆周运动试题答案及解析

高一物理匀速圆周运动试题答案及解析

高一物理匀速圆周运动试题答案及解析1.如图所示,把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。

小球的向心力由以下哪个力提供A.重力B.支持力C.重力和支持力的合力D.重力、支持力和摩擦力的合力【答案】C【解析】小球受到重力和支持力,由于小球在水平面内做匀速圆周运动,所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供,故C正确.【考点】考查了向心力2.图中所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则()A.ab两点的线速度大小相等B.ab两点的角速度大小相等C.ac两点的线速度大小相等D.ad两点的向心加速度大小相等【答案】CD【解析】由图可看出,a点的线速度等于c点的线速度,而c点的线速度大于b点的线速度,故a点的线速度大于b点的线速度,选项A错误,C正确;设c点的线速度为v,则a点的角速度为,b点的角速度,选项B错误;a点的向心加速度,d点的向心加速度,选项D正确。

【考点】线速度、角速度及向心加速度。

3.如图所示,A、B是两个摩擦传动轮(不打滑),两轮半径大小关系为RA =2RB,则两轮边缘上的( )A.角速度之比ωA :ωB=2:1B.周期之比TA :TB=2:1C.转速之比nA :nB=2:1D.向心加速度之比aA :aB=2:1【答案】B【解析】A、B两轮边缘线速度相同,由公式ɷ=得ωA :ωB=rB:rA=1:2,故选项A错误;由公式T=得,TA :TB=ωB:ωA=2:1,故B正确;由公式n=知,nA:nB=TB:TA=1:2,故选项C错误;由加速度公式a==知aA :aB=rB:rA=1:2,故选项D错误。

【考点】匀速圆周运动的公式4.如图所示,一个圆盘绕轴心O在水平面内匀速转动,圆盘半径R= 0.4m,转动角速度=15rad/s。

高一物理圆周运动试题

高一物理圆周运动试题

高一物理圆周运动试题1.物体做圆周运动,关于向心加速度,以下说法中正确的是 ()A.向心加速度的方向始终与速度方向垂直B.向心加速度的方向保持不变C.物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D.物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心【答案】AD【解析】曲线运动中速度的方向沿曲线上某点的切线方向,而向心加速度的方向始终指向圆心,所以向心加速度的方向始终与速度方向垂直,故A正确;物体做圆周运动的向心加速度的方向始终指向圆心,任意两时刻的方向都不相同,所以时刻在改变,故B错误;物体做匀速圆周运动时合外力充当向心力,加速度的方向始终指向圆心,物体做非匀速圆周运动时,线速度大小、方向都在改变,物体所受的合力沿半径方向的分力充当向心力,产生指圆心的向心加速度,改变线速度的方向,沿切向方向的分力产生切向加速度,改变线速度的大小,所以物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心,物体做非匀速圆周运动时的加速度方向不是始终指向圆心,故C错误,D正确。

所以选AD。

【考点】本题考查向心力、向心加速度、牛顿第二定律,意在考查考生的理解能力。

2.如图所示是一个玩具陀螺,a、b和c是陀螺上的三个点。

当陀螺垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是A.a的角速度比b的大B.a、b的角速度比c的大C.a、c的周期相等D.c的线速度比a、b的大【答案】 C【解析】试题分析: a、b、c三点共轴转动,角速度大小相等,则周期相等,a的半径和b的半径相等,根据v=rω知,a、b的线速度大小相等.故A错误,B错误,C正确;c的半径小,根据v=rω知,c的线速度比a、b的线速度小.故D错误。

【考点】线速度、角速度和周期3.在匀速转动的水平转盘上,有一个相对盘静止的物体随盘一起转动,关于它的受力情况,下列说法中正确的是()A.只受到重力和盘面的支持力的作用B.只受到重力、支持力和静摩擦力的作用C.因为两者是相对静止的,转盘与物体之间无摩擦力D.受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用【答案】B【解析】物体受到重力、支持力和静摩擦力的作用,三个力的合力提供向心力,B正确。

高一物理匀速圆周运动试题

高一物理匀速圆周运动试题

高一物理匀速圆周运动试题1.如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力F作用下作匀速圆周运动。

若小球运动到P点时,拉力F发生变化,关于小球运动情况的说法正确的是A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa作离心运动B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pa作离心运动C.若拉力突然变大,小球将沿轨迹Pb作离心运动D.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pc作离心运动【答案】A【解析】在水平面上,细绳的拉力提供m所需的向心力,当拉力消失,物体受力合为零,将沿切线方向做匀速直线运动,故A正确.当拉力减小时,将沿pb轨道做离心运动,故BD错误;当拉力增大时,将沿pc轨道做近心运动,故C错误.【考点】考查了离心现象2.如图所示,两轮用皮带传动,皮带不打滑,图中有A、B、C三点,这三点所在处半径rA>r B =rC,则这三点的向心加速度aA、aB、aC的关系是A.aA =aB=aCB.aC>aA>aBC.aC<aA<aBD.aC=aB>aA【答案】C【解析】由皮带传动规律知,A、B两点的线速度相同,A、C两点的角速度相同,由得:aA <aB,aC<aA,则aC<aA<aB,C正确。

【考点】本题考查皮带传动规律。

3.物体在做匀速圆周运动的过程中,保持不变的物理量为()A.线速度B.角速度C.向心力D.向心加速度【答案】 B【解析】物体在做匀速圆周运动时,速度方向改变,线速度变,向心力和向心加速度指向圆心,方向时刻改变,所以本题选择B。

【考点】匀速圆周运动4.如图所示,物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动,物体B在水平方向所受的作用力有( ) A.圆盘对B及A对B的摩擦力,两力都指向圆心B.圆盘对B的摩擦力指向圆心,A对B的摩擦力背离圆心C.圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力D.圆盘对B的摩擦力和向心力【答案】B【解析】据题意,A、B两个物体均做匀速转动,对A物体,其转动的向心力由B对A的静摩擦力提供,据相互作用力关系,B物体一定受到A物体给的静摩擦力,其方向向外,在水平方向B 物体还受到圆盘给的指向圆心的摩擦力,故选项B正确。

人教版高一物理下册 圆周运动专题练习(解析版)

人教版高一物理下册 圆周运动专题练习(解析版)

一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,在水平圆盘上放有质量分别为m 、m 、2m 的可视为质点的三个物体A 、B 、C ,圆盘可绕垂直圆盘的中心轴OO '转动.三个物体与圆盘的动摩擦因数均为0.1μ=,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力.三个物体与轴O 共线且OA =OB =BC =r =0.2 m ,现将三个物体用轻质细线相连,保持细线伸直且恰无张力.若圆盘从静止开始转动,角速度极其缓慢地增大,已知重力加速度为g =10 m/s 2,则对于这个过程,下列说法正确的是( )A .A 、B 两个物体同时达到最大静摩擦力 B .B 、C 两个物体的静摩擦力先增大后不变 C .当5/rad s ω>时整体会发生滑动D 2/5/rad s rad s ω<<时,在ω增大的过程中B 、C 间的拉力不断增大 【答案】BC 【解析】ABC 、当圆盘转速增大时,由静摩擦力提供向心力.三个物体的角速度相等,由2F m r ω=可知,因为C 的半径最大,质量最大,故C 所需要的向心力增加最快,最先达到最大静摩擦力,此时2122C mg m r μω= ,计算得出:112.5/20.4grad s rμω=== ,当C 的摩擦力达到最大静摩擦力之后,BC 开始提供拉力,B 的摩擦力增大,达最大静摩擦力后,AB 之间绳开始有力的作用,随着角速度增大,A 的摩擦力将减小到零然后反向增大,当A 与B 的摩擦力也达到最大时,且BC 的拉力大于AB 整体的摩擦力时物体将会出现相对滑动,此时A 与B 还受到绳的拉力,对C可得:22222T mg m r μω+= ,对AB 整体可得:2T mg μ= ,计算得出:2grμω=当15/0.2grad s rμω>== 时整体会发生滑动,故A 错误,BC 正确; D 、 2.5rad/s 5rad/s?ω<<时,在ω增大的过程中B 、C 间的拉力逐渐增大,故D 错误; 故选BC2.如图所示,一个竖直放置半径为R 的光滑圆管,圆管内径很小,有一小球在圆管内做圆周运动,下列叙述中正确的是( )A.小球在最高点时速度v的最小值为gRB.小球在最高点时速度v由零逐渐增大,圆管壁对小球的弹力先逐渐减小,后逐渐增大C.当小球在水平直径上方运动时,小球对圆管内壁一定有压力D.当小球在水平直径下方运动时,小球对圆管外壁一定有压力【答案】BD【解析】【分析】【详解】A.小球恰好通过最高点时,小球在最高点的速度为零,选项A错误;<,轨道对小球的作用力方向向上,有B.在最高点时,若v gR2v-=mg N mR可知速度越大,管壁对球的作用力越小;>,轨道对小球的作用力方向向下,有若v gR2v+=N mg mR可知速度越大,管壁对球的弹力越大。

高一物理匀速圆周运动试题

高一物理匀速圆周运动试题

高一物理匀速圆周运动试题1.某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在原子核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动的A.半径越大,加速度越大B.半径越小,周期越大C.半径越大,角速度越小D.半径越小,线速度越小【答案】A【解析】根据原子核对电子的库仑力提供向心力,由牛顿第二定律得,可得,,,;半径越大,加速度越小,故A错误;半径越小,周期越小,故B错误;半径越大,角速度越小,故C正确;半径越小,线速度越大,故D错误。

【考点】库仑定律;匀速圆周运动.2.如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,它们的边缘有三个点A、B、C。

下列说法中正确的是()A.A、B的角速度相同 B.A、C的角速度相同C.B、C的线速度相同 D.B、C的角速度相同【答案】 D【解析】同一皮带轮上的线速度大小相同,同一轮上的角速度相同,所以D对;由可知C 错;AB的线速度大小相同,因半径不同,角速度不同,A错,B也错,所以本题选择D。

【考点】匀速圆周运动3.做匀速圆周运动的物体,下列不变的物理量是().A.速度B.速率C.角速度D.周期【答案】BCD【解析】物体做匀速圆周运动时,速度的大小虽然不变,但它的方向在不断变化,选项B、C、D 正确.4.关于做匀速圆周运动的物体,下列说法错误的是().A.相等的时间里通过的路程相等B.相等的时间里通过的弧长相等C.相等的时间里发生的位移相等D.相等的时间里转过的角度相等【答案】C【解析】匀速圆周运动是在相等的时间内转过的弧长相等的圆周运动,弧长即路程,但不等于位移大小.弧长相等,所对应的角度也相等.故A、B、D正确,C错误,应选C.5.如图所示,A、B是两个摩擦传动轮(不打滑),两轮半径大小关系为RA =2RB,则两轮边缘上的( )A.角速度之比ωA :ωB=2:1B.周期之比TA :TB=2:1C.转速之比nA :nB=2:1D.向心加速度之比aA :aB=2:1【答案】B【解析】A、B两轮边缘线速度相同,由公式ɷ=得ωA :ωB=rB:rA=1:2,故选项A错误;由公式T=得,TA :TB=ωB:ωA=2:1,故B正确;由公式n=知,nA:nB=TB:TA=1:2,故选项C错误;由加速度公式a==知aA :aB=rB:rA=1:2,故选项D错误。

(完整版)圆周运动典型例题及答案详解

(完整版)圆周运动典型例题及答案详解
解:圆筒转过的角为(π-θ),圆筒的角速为ω,子弹速度为v,穿筒的时间为t,则:π-θ=ωt,ω=2πn/60rad/s
[ ]
A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心
B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心
C.因为木块随圆盘一起运动,所以木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块的运动方向相同
D.因为摩擦力总是阻碍物体运动,所以木块所受圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反
E.因为二者是相对静止的,圆盘与木块之间无摩擦力
若细线能承受的最大张力Tm=7N,则从开始运动到细线断裂历时多长?
【说明】圆周运动的显著特点是它的周期性.通过对运动规律的研究,用递推法则写出解答结果的通式(一般表达式)有很重要的意义.对本题,还应该熟练掌握数列求和方法.
如果题中的细线始终不会断裂,有兴趣的同学还可计算一下,从小球开始运动到细线完全绕在A、B两钉子上,共需多少时间?
【例3】在一个水平转台上放有A、B、C三个物体,它们跟台面间的摩擦因数相同.A的质量为2m,B、C各为m.A、B离转轴均为r,C为2r.则
[ ]
A.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,A、C的向心加速度比B大
B.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,B所受的静摩擦力最小
C.当转台转速增加时,C最先发生滑动
另外光束与MN的夹角为45°时,光束正好射到小车上有两种情况(见分析)要考虑周全,不要丢解。
【例10】[分析]子弹穿过筒壁,子弹与筒壁发生相互作用,既影响筒的转速,又影响子弹飞行速度,因为这种影响忽略不讲,所以测出的子弹速度是近似值,子弹穿过圆的时间,可从圆筒的转速和转过的角度求了,为了求出子弹从A点穿入到从B点穿出时圆筒转过的角度,必须作出子弹穿筒过程中圆筒转动情景的图示,与孤长L对应的圆心角为θ,θ=L/R(rad)

高一物理圆周运动实例分析试题答案及解析

高一物理圆周运动实例分析试题答案及解析

高一物理圆周运动实例分析试题答案及解析1.当气车行驶在凸形桥时,为使通过桥顶时减小汽车对桥的压力,司机应()A.以尽可能小的速度通过桥顶B.增大速度通过桥顶C.使通过桥顶的向心加速度尽可能小D.和通过桥顶的速度无关【答案】B【解析】当汽车驶在凸形桥时,重力和前面对汽车的支持力提供向心力,则,解得:,根据牛顿第三定律可知:汽车对桥的压力等于桥顶对汽车的支持力,为使通过桥顶时减小汽车对桥的压力,可以增大速度通过桥顶,故B正确,A、C错误;向心加速度小,桥顶对汽车的支持力就大,故C错误。

【考点】考查了圆周运动实例分析2.如图所示,拱桥的外半径为40m。

问:(1)当重1t的汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时,车对桥顶的压力多少牛?(2)当汽车通过拱桥顶点的速度为多少时,车对桥顶刚好没有压力(g=10m/s2)【答案】(1)7500N(2)20m/s【解析】(1)小车受到的mg 和N的合力提供向心力-----------------------------------------------4分带入数据得: N=7500N-----------------------------------1分由牛顿第三定律得: 小车对桥的压力N’=N=7500N------1分(2)当重力完全充当向心力时,车对桥顶没哟偶作用力,即,解得20m/s-4分【考点】考查了圆周运动实例分析3.图示小物体A与圆盘保持相对静止跟着圆盘一起做匀速圆周运动,则A受力情况()A.重力、支持力、摩擦力B.重力、支持力、向心力C.重力、支持力D.重力、支持力、向心力、摩擦力【答案】A【解析】因为小物体A与圆盘保持相对静止跟着圆盘一起做匀速圆周运动,则在竖直方向,A受到重力和圆盘的支持力;水平方向受静摩擦力作用,用来提供做圆周运动的向心力,故答案A 正确.【考点】受力分析;向心力。

4.铁路转弯处的圆弧半径为R,内侧和外侧的高度差为h.L为两轨间的距离,且L>h.如果列车转弯速率大于,则( )A.外侧铁轨与轮缘间产生挤压B.铁轨与轮缘间无挤压C.内侧铁轨与轮缘间产生挤压D.内、外铁轨与轮缘间均有挤压【答案】A【解析】设轨道平面与水平面的夹角为θ,如果列车所受的重力和支持力恰好提供转弯的向心力,=mgtanθ,θ很小的情况下,sinθ≈tanθ,即则F向,如果列车转弯速率大于v,列车所受重力和支持力的合力将不足以提供所需的向心力,会挤压外轨,A正确,BCD错误。

高一物理《圆周运动》六套练习题附答案

高一物理《圆周运动》六套练习题附答案

高一物理《圆周运动》六套练习题附答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN- 2 -匀速圆周运动练习1.一质点做圆周运动,速度处处不为零,则:①任何时刻质点所受的合力一定不为零,②任何时刻质点的加速度一定不为零,③质点速度的大小一定不断变化,④质点速度的方向一定不断变化其中正确的是( )A .①②③B .①②④C .①③④D .②③④2.火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶速度为v ,则下列说法中正确的是( )①当以速度v 通过此弯路时,火车重力与轨道支持力的合力提供向心力 ②当以速度v 通过此弯路时,火车重力、轨道支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力 ③当速度大于v 时,轮缘挤压外轨 ④当速度小于v 时,轮缘挤压外轨A.①③B.①④C.②③D.②④3.如图所示,在皮带传动装置中,主动轮A 和从动轮B 半径不等,皮带与轮之间无相对滑动,则下列说法中正确的是( )A .两轮的角速度相等B .两轮边缘的线速度大小相等C .两轮边缘的向心加速度大小相等D .两轮转动的周期相同4.用细线拴着一个小球,在光滑水平面上作匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A .小球线速度大小一定时,线越长越容易断B .小球线速度大小一定时,线越短越容易断C .小球角速度一定时,线越长越容易断D .小球角速度一定时,线越短越容易断5.长度为0.5m 的轻质细杆OA ,A 端有一质量为3kg 的小球,以O 点为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,小球通过最高点时的速度为2m/s ,取g=10m/s 2,则此时轻杆OA 将( ) A .受到6.0N 的拉力 B .受到6.0N 的压力 C .受到24N 的拉力 D .受到24N 的压力6.滑块相对静止于转盘的水平面上,随盘一起旋转时所需向心力的来源是( )A .滑块的重力B .盘面对滑块的弹力AB- 3 -C .盘面对滑块的静摩擦力D .以上三个力的合力 7.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A 和B ,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )A.V A >V BB.ωA >ωBC.a A >a BD.压力N A >N B 8.一个电子钟的秒针角速度为( )A .πrad/sB .2πrad/sC .60πrad/s D .30πrad/s9.甲、乙、丙三个物体,甲放在广州,乙放在上海,丙放在北京.当它们随地球一起转动时,则( )A .甲的角速度最大、乙的线速度最小B .丙的角速度最小、甲的线速度最大C .三个物体的角速度、周期和线速度都相等D .三个物体的角速度、周期一样,丙的线速度最小10.如图所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O 点的水平轴自由转动,现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a 、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
4、如图39-3所示,物体P用两根长度相等、不可伸长的细线系于竖直杆上,它们随杆转动,若转动角速度为ω,则[ABC ]
A.ω只有超过某一值时,绳子AP才有拉力
B.绳子BP的拉力随ω的增大而增大
C.绳子BP的张力一定大于绳子AP的张力
D.当ω增大到一定程度时,绳AP的张力大于BP的张力
5、如图2所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细线连接的质量相等的两物体A和B,它们与盘间的摩擦因数相同.当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,烧断细线,则两物体的运动情况将是【】
⑴当v= 时,求绳对物体的拉力;
⑵当v= 时,求绳对物体的拉力。
解析:设小球刚好对锥面没有压力时的速率为 ,则有
解得
(1)当
(2)当 时,小球离开锥面,设绳与轴线夹角为 ,则
6、如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内作匀速圆周运动,则下列说法正确的是()
(3)建立坐标系,通常选取质点所在位置为坐标原点,其中一条轴与半径重合
(4)用牛顿第二定律和平衡条件建立方程求解.
3.火车转弯问题
由于火车的质量比较大,火车拐弯时所需的向心力就很大.如果铁轨内外侧一样高,则外侧轮缘所受的压力很大,容易损坏;实用中使外轨略高于内轨,从而重力和弹力的合力提供火车拐弯时所需的向心力.
课题
圆周运动典型例题
教学目的
1.掌握描述圆周运动的物理量及相关计算公式;
2.学会应用牛顿第二定律解决圆周运动问题
3.掌握分析、解决圆周运动动力学问题的基本方法和基本技能
4.会运用受力分析及向心力公式解决圆周运动的临界问题
重难点
会分析判断临界时的速度或受力特征;应用牛顿第二定律解决圆周运动的动力学问题
比较角速度时,选用 分析得r大, 一定小,B答案正确。
比较周期时,选用 分析得r大,T一定大,C答案不正确。
小球A和B受到的支持力 都等于 ,D答案不正确。
【重难点关联练习巩固与方法总结】
1、汽车通过拱桥颗顶点的速度为10 m/s时,车对桥的压力为车重的 。如果使汽车驶至桥顶时对桥恰无压力,则汽车的速度为( )
[解析](1)当B绳恰好拉直,但TB=0时,细杆的转动角速度为ω1,
有:TAcos30°=mg
解得:ω1=2.4 rad/s
当A绳
解得:ω2=3.15(rad/s)
要使两绳都拉紧2.4 rad/s≤ω≤3.15 rad/s
(2)当ω=3 rad/s时,两绳都紧.
16331230sin30cos230sin30cos30sin6120分解得分分有时????????mgmgtmgntlmntgl????????????tabcabtbc2mgmgmgmgnt2当023????gl时小球离开锥面设绳与轴线夹角为?则22230sinsin2cos2分解得分分????mgtlmtmgt??????6如图所示一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面圆锥筒固定不动有两个质量相同的小球a和b紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内作匀速圆周运动则下列说法正确的是a
(1)C球通过最低点时的线速度;
(2)杆AB段此时受到的拉力.
[解析](1)C球通过最低点时,受力如图且作圆周运动
F向=TBC-mg
即2mg-mg=
得c球通过最低点时的线速度为:vC=
(2)以最低点B球为研究对象,
其受力如图4-3-9所示,B球圆周运动的F向=TAB-mg-2mg
即TAB-3mg= ,且vB= vC
A、15 m/sB、20 m/sC、25 m/sD、30m/s
2、如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个小物块。A的质量为 ,离轴心 ,B的质量为 ,离轴心 ,A、B与盘面间相互作用的摩擦力最大值为其重力的0.5倍,试求
(1)当圆盘转动的角速度 为多少时,细线上开始出现张力?
教学内容
【基础知识网络总结】
1.变速圆周运动特点:
(1)速度大小变化——有切向加速度、速度方向改变——有向心加速度.
故合加速度不一定指向圆心.
(2)合外力不全部提供作为向心力,合外力不指向圆心.
2.处理圆周运动动力学问题般步骤
(1)确定研究对象,进行受力分析,画出运动草图
(2)标出已知量和需求的物理量
A.球A的线速度必定大于球B的线速度
B.球A的角速度必定小于球B的角速度
C.球A的运动周期必定小于球B的运动周期
D.球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力
解析:对小球A、B受力分析,两球的向心力都来源于重力mg和支持力 的合力,其合成如图4所示,故两球的向心力
比较线速度时,选用 分析得r大,v一定大,A答案正确。
A.沿球面下滑至M点
B.先沿球面下滑至某点N,然后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
7、长度为0.5m的轻质细杆OA,A端有一质量为3kg的木球,以O点为圆心,在竖直面内作圆周运动,如图所示,小球通过最高点的速度为2m/s,取g= 10 m/s2,则此时球对轻杆的力大小是,方向向。
1.如图所示,没有物体支撑的小球,在竖直面内作圆周运动通过最高点,弹力只可能向下,如绳拉球。这种情况下有 即 ,否则不能通过最高点。
①临界条件是绳子或轨道对小球没有力的作用,在最高点v= .②小球能通过最高点的条件是在最高点v> .③小球不能通过最高点的条件是在最高点v< .
2.弹力只可能向上,如车过桥。在这种情况下有: ,否则车将离开桥面,做平抛运动。
8、如图所示,木板B托着木块A在竖直平面内作匀速圆周运动,从与圆心相平的位置a运动到最高点b的过程中( )
A、B对A的支持力越来越大
B、B对A的支持力越来越小
C、B对A的摩擦力越来越大
D、B对A的摩擦力越来越小
9、如图所示,两根长度相同的细绳,连接着相同的两个小球让它们在光滑的水平面内做匀速圆周运动,其中O为圆心,两段绳子在同一直线上,此时,两段绳子受到的拉力之比T1∶T2为( )
A.两物体均沿切线方向滑动
B.两物体均沿半径方向滑动,离圆盘圆心越来越远
C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动
D.物体A仍随圆盘一起做匀速圆周运动,不会发生滑动;
物体B发生滑动,沿一条曲线向外运动,离圆盘圆心越来越远
6、半径为R的光滑半圆球固定在水平面上,如图所示.顶部有一小物体甲,今给它一个水平初速度v0= ,物体甲将
A、1∶1 B、2∶1
C、3∶2 D、3∶1
10、如图所示,小球M与穿过光滑水平板中央的小孔O的轻绳相连,用手拉着绳的另一端使M在水平板上作半径为a,角速度为ω1的匀速圆周运动,求:(1)此时M的速率.(2)若将绳子突然放松一段,小球运动t时间后又拉直,此后球绕O作半径为b的匀速圆周运动,求绳由放松到拉直的时间t .
(3)若绳子的抗断拉力为10N,根据牛顿第二定律
解得小球在最低点B的最大速度是vBM=6m/s
4、在一根长为L的不计质量的细杆中点和末端各连一质量为m的小球B和C,如图所示,杆可以在竖直平面内绕固定点A转动,将杆拉到某位置放开,末端C球摆到最低位置时,杆BC受到的拉力刚好等于C球重的2倍.求:(g=10m/s2)
铁轨拐弯处半径为R,内外轨高度差为H,两轨间距为L,火车总质量为M,则:
(1)火车在拐弯处运动的“规定速度”即内外轨均不受压的速度vP.
(2)若火车实际速度大于vP,则外轨将受到侧向压力.
(3)若火车实际速度小于vP,则内轨将受到侧向压力.
4.“水流星”问题
绳系装满水的杯子在竖直平面内做圆周运动,即使到了最高点杯子中的水也不会流出,这是因为水的重力提供水做圆周运动的向心力。
A.8 rad/sB.2 rad/sC. rad/s D. rad/s
〖解析〗木块在最低点时容易相对圆盘滑动,此时木块相对圆盘将要滑动,圆盘的角速度最大,则
μmgcos37°-mgsin37°=mω2r
ω=
= rad/s=2 rad/s
所以,选项B正确.
3、如图所示,在倾角为α=300的光滑斜面上,有一根长为L=0.8m的细绳,一端固定在O点,另一端系一质量为m=0.2kg的小球,沿斜面作圆周运动,试计算:
(1)杯子在最高点的最小速度vmin=(gL)1/2
(2)当杯子在最高点速度为v1>vmin时,杯子内的水对杯底有压力,若计算中求得杯子在最高点速度v2<vmin,则杯子不能到达最高点.
若“水流星”问题中杯子中水的质量为m,当在最高点速度为v2>vmin时,水对杯底的压力为多大?
5.斜面、悬绳弹力的水平分力提供加速度a=gtanα的问题
a.斜面体和光滑小球一起向右加速的共同加速度a=gtanα
因为F2=FNcosα=mg
F1=FNsinα=ma
所以a=gtanα
b.火车、汽车拐弯处把路面筑成外高内低的斜坡,向心加速度和α的关系仍为a=gtanα,再用tanα=h/L,a=v2/R解决问题.
c.加速小车中悬挂的小球、圆锥摆的向心加速度、光滑锥内不同位置的小球,都有a=gtanα的关系.
(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?( )
解析:(1) 较小时,A、B均由静摩擦力充当向心力, 增大, 可知,它们受到的静摩擦力也增大,而 ,所以A受到的静摩擦力先达到最大值。 再增大,AB间绳子开始受到拉力。
由 ,得:
(2) 达到 后, 再增加,B增大的向心力靠增加拉力及摩擦力共同来提供,A增大的向心力靠增加拉力来提供,由于A增大的向心力超过B增加的向心力, 再增加,B所受摩擦力逐渐减小,直到为零,如 再增加,B所受的摩擦力就反向,直到达最大静摩擦力。如 再增加,就不能维持匀速圆周运动了,A、B就在圆盘上滑动起来。设此时角速度为 ,绳中张力为 ,对A、B受力分析:
相关文档
最新文档