向心力向心加速度
高中物理向心力6个公式

高中物理向心力6个公式1. 向心加速度公式在物理学中,向心加速度是描述物体在圆周运动中受到的加速度。
它是一个向心力的度量,可以用来计算物体在圆周运动中的加速度。
向心加速度的公式为:a = v^2 / r其中,a代表向心加速度,v代表物体的线速度(即物体在圆周运动中的速度),r代表物体所处的圆周半径。
2. 向心力公式向心力是一个沿着物体运动方向指向圆心的力,它是使物体朝向圆心运动的力。
物体在圆周运动中,它的速度方向在不断改变,这是因为向心力在不断改变物体的速度方向。
向心力的公式为:F = m * a = m * v^2 / r其中,F代表向心力,m代表物体的质量,a代表向心加速度,v代表物体的线速度,r代表圆周半径。
3. 向心力与角速度的关系角速度是一个描述物体角运动的物理量,它指的是物体在单位时间内绕一个固定轴旋转的角度。
和向心力之间存在一定的关系。
向心力与角速度的关系公式为:F = m * ω^2 * r其中,F代表向心力,m代表物体的质量,ω代表角速度,r代表圆周半径。
4. 重力与向心力的关系在地球上,物体受到的向心力是由重力引起的。
当物体做圆周运动时,重力向心力平衡,使物体保持在圆周上运动。
重力与向心力的关系公式为:Fg = m * g = m * v^2 / r其中,Fg代表重力,m代表物体的质量,g代表重力加速度,v代表物体的线速度,r代表圆周半径。
5. 向心力与角频率的关系角频率是角速度的物理量之一,它指的是物体单位时间内绕一个固定轴旋转的圈数。
与向心力之间也存在一定的关系。
向心力与角频率的关系公式为:F = m * ω^2 * r其中,F代表向心力,m代表物体的质量,ω代表角频率,r代表圆周半径。
6. 向心力与转动惯量的关系转动惯量是一个描述物体转动惯性的物理量,它类似于物体的质量。
物体的转动惯量越大,其圆周运动时所受到的向心力也越大。
向心力与转动惯量的关系公式为:F = I * α,其中I代表物体的转动惯量,α代表物体的角加速度。
向心力,向心加速度说课稿

向心力,向心加速度说课稿向心力,向心加速度说课稿作为一位优秀的人民教师,时常需要用到说课稿,借助说课稿可以让教学工作更科学化。
怎样写说课稿才更能起到其作用呢?下面是小编帮大家整理的向心力,向心加速度说课稿,希望能够帮助到大家。
向心力,向心加速度说课稿篇1一、教材分析本节内容是高中物理教材第五章匀速圆周运动中的一节,在此之前,学生已经学习过匀速圆周运动的概念以及描述匀速圆周运动的物理量。
本节是本章的重点,学好这一节可以为学好本章应用部分以及万有引力知识作必要准备。
二、教学目标1.知识目标:理解什么是向心力,什么是向心加速度。
能运用向心力和向心加速度的公式解答有关问题。
2.能力目标:懂得用控制变量法研究物理问题,培养学生的实验能力、分析能力、解决实际问题的能力。
3.情感目标:学习科学研究方法和科学研究态度。
三、教学重点与难点1.重点:向心力大小与m、r、ω的关系2.难点:①理解向心力的概念②理解公式a=rw2和a=v2/r四、教学方法:由于学生刚刚步入高中,对高中物理学习还缺乏方法,习惯于硬套公式,而本节内容涉及公式较多,会给学生带来较大的困难,所以需要教师引导学生主动探究,自己归纳结论,理解记忆公式,从而达到能灵活运用的目的。
因此本课采用“引导探究”式教学法,该教学法以解决问题为中心,注重学生的独立钻研,着眼于创造思维的培养,充分发挥学生的主动性。
其主要程序是:提出问题→科学猜想→设计实验→探索研究→得出结论→指导实践。
它不仅重视知识的获得,而且更重视学生获取知识的过程及方法,更加突出了学生的主动学习。
学生活动约占课时的1/2,课堂气氛将比较活跃,能真正体现“以教为主导,以学为主体”的教学思想。
五、教学用具1.多媒体、录象短片、课件2.学生分组实验器材:弹簧秤,绳子,小球(若干个),圆珠笔杆套六、教学过程(一)向心力概念:复习上节内容,播放几个匀速圆周运动实例的录象短片,引导学生逐一进行受力分析,让学生发现,做匀速圆周运动的物体受到的合力总是指向轨迹圆心,从而得出向心力的`概念,理解向心力是做匀速圆周运动物体所受的合力,是按效果命名的,并理解它的方向和作用。
第4章:第2节 向心力与向心加速度

第2节向心力与向心加速度一、向心力及其方向阅读教材第71~73页“向心力”部分,知道向心力的概念及方向。
1.定义:做圆周运动的物体,受到的始终指向的效果力。
2.方向:始终指向,总是与运动方向。
3.作用效果:向心力只改变速度,不改变速度,因此向心力不做功。
4.来源:可能是、、或是它们的或分力。
做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体受到的,做非匀速圆周运动的物体,向心力不是物体所受到的合外力。
二、向心力的大小阅读教材第72~73页“向心力的大小”部分,知道向心力的表达式,并会简单应用。
1.实验探究2.公式:F=或F=。
思考判断(1)探究向心力大小与哪些因素有关应采用控制变量法。
()(2)做匀速圆周运动的物体线速度越大,所需向心力越大。
()(3)做匀速圆周运动的物体运动半径越大,所需向心力越大。
()三、向心加速度阅读教材第70页“向心加速度”部分,知道向心加速度的概念,知道向心加速度方向的变化特点。
了解向心加速度与线速度、角速度及半径的几个关系表达式。
1.定义:做圆周运动的物体受到向心力的作用,存在一个由产生的加速度。
2.大小:a=或a=。
3.方向:与的方向一致,始终指向。
4.匀速圆周运动的性质:匀速圆周运动是加速度大小、方向的变加速运动。
思维拓展(1)有人说:根据a=v2r可知,向心加速度与半径成反比,根据a=ω2r可知,向心加速度与半径成正比,这是矛盾的。
你认为呢?(2)试分析做变速圆周运动的物体,其加速度的方向是否指向圆心。
答案(1)不矛盾。
说向心加速度与半径成反比是在线速度一定的情况下;说向心加速度与半径成正比是在角速度一定的情况下,所以二者并不矛盾。
(2)做变速圆周运动的物体,加速度的方向并不指向圆心。
对匀速圆周运动向心力的理解与应用[要点归纳]1.向心力的特点(1)方向:方向时刻在变化,始终指向圆心,与线速度的方向垂直。
(2)大小:F=m v2r=mrω2=mωv=m4π2T2r。
在匀速圆周运动中,向心力大小不变;在非匀速圆周运动中,其大小随速率v的变化而变化。
向心力与向心加速度

手 推 档 板
向心力演示仪
保持r、ω一定 保持r、m一定 F与r的关系 保持m、ω一定 r越大,F越大
1、F与m的关系
M越大,F越大 —— 控制变量法
2、F与ω的关系
ω越大,F越大
Fn=mrω2
结论:精ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的实验表明:物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比,与半径成正比,与角速度的二次方成正比。即:
ω
O
A、B两球都做匀速圆周运动,A球质量为B球的3倍,A球在半径25cm的圆周上运动,B球在半径16cm的圆周上运动,A球转速为30r/min,B球转速为75r/min,求A球所受向心力与B球所受向心力之比?
线的一端系一个重物,手执线的另一端,使重物在光滑水平桌面上做匀速圆周运动。当转速(角速度)相同时,线长易断,还是线短易断?为什么?
关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) 匀速圆周运动是一种匀速运动 匀速圆周运动是一种匀变速运动 匀速圆周运动是一种变加速运动 物体做圆周运动时其向心力不改变线速度的大小
C D
课堂练习:
课堂练习:
2、质量为m=1kg的物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动的角速度ω=2rad/s,如果物体到转盘圆心的距离为R=0.5m,求物体做圆周运动的向心加速度及其受到的静摩擦力大小?
或:F=m
v2
r
F=mω2r
二、 向心加速度: ⑴ 大小: a =ω2r 或 a = V2/r ⑵ 方向: 沿半径指向圆心,方向不断 变化,是变加速运动。 ⑶ 物理意义: 表示速度方向变化快慢的物理量。
1、定义:
向心力
1
N
2
G
T
4
G
T
6
N
2-2向心力和向心加速度

分析向心力的步骤是首先确定圆周运动的圆周所在的平面, 其次找出圆心的位置,然后分析圆周运动物体所受的力, 并作出受力图,最后找出这些力在指向圆心方向的合力就 是向心力.
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
需要的向心力和提供的向心力的关系
(1)利用公式 Fn=mvr2=mω2r 得到的向心力是该条件下物 体做圆周运动需要的向心力. (2)对物体受力分析得到的指向圆心的力将提供向心力. (3)只有提供的向心力和需要的向心力相等时,物体才能 不脱离圆周轨道.
即 a1∶a2=nn122·rr12=64052×34=4∶3. 答案 4∶3
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
匀速圆周运动与变速圆周运动有何不同?
1.变速圆周运动的物体的受力特点
物体做变加速圆周运动时,合外力
方 向 与 速 度 方 向 的 夹 角 小 于 90° ,
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
(3)大小:an=mF=vr2= ω2r
4π2 = T2 r = 4π2f2r
= ωv .
(4)方向:总是沿着圆周的半径指向圆心,即方向始终与运动
方向垂直,方向时刻改变,所以匀速圆周运动一定是变加速
运动.
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
向心力和向心加速度的瞬时性 在向心力和向心加速度的公式中,Fn、an、v、ω分别指 做匀速圆周运动物体某一时刻或通过某位置时的向心力的 大小、向心加速度大小及线速度和角速度大小.公式中r 则为圆半径. 物体做变速圆周运动时,向心力和向心加速度的大小也是 变化的,以上有关向心力和向心加速度的公式虽然是从匀 速圆周运动中得出的,但它们对变速圆周运动仍然适 用.应用时要注意Fn、an、ω、v必须是同一时刻的瞬时 值. 在变速圆周运动中,求物体在某一点受到的向心力时,应 该使用该点的瞬时速度.
向心力与向心加速度

向心力与向心加速度引言在物理学中,向心力和向心加速度是研究物体在圆周运动中的重要概念。
它们直接关系到物体在环绕着某一中心点旋转时所受的力和加速度的大小与方向。
本文将对向心力和向心加速度进行详细的介绍和解释,并探讨它们在实际生活中的应用。
向心力向心力是指物体在圆周运动过程中受到的指向圆心的力。
也就是说,向心力是使物体沿着圆周运动的力。
在这种运动中,物体会不断改变方向,而向心力则起到了引导物体方向的作用。
向心力的大小可以通过以下公式来计算:其中,Fc是向心力,m是物体的质量,v是物体的速度,r是物体离中心的距离。
从上面的公式可以看出,向心力的大小与物体的质量、速度和离中心距离的平方成正比。
当物体的速度增大或者离中心距离减小时,向心力也会增大。
向心加速度向心加速度是指物体在圆周运动中产生的与向心力相对应的加速度。
它表示了物体在圆周运动过程中改变速度方向所需要的加速度大小。
向心加速度可以通过以下公式计算:其中,ac是向心加速度,v是物体的速度,r是物体离中心的距离。
根据这个公式,我们可以看到向心加速度的大小只与物体的速度和离中心距离有关。
当物体的速度增大或者离中心距离减小时,向心加速度也会增大。
应用实例向心力和向心加速度在实际生活中有着广泛的应用。
下面我们将介绍一些常见的应用实例。
1. 汽车在拐弯时的向心力当汽车在转弯时,会产生一个向心力,使车辆沿着转弯弯道运动。
这个向心力的大小取决于车辆的速度和转弯的半径。
如果车辆速度过快或者转弯半径过小,向心力就会增大,容易导致车辆失控。
因此,在驾驶汽车时,司机需要根据道路情况和速度合理选择转弯半径,以保证安全行驶。
2. 旋转式摩天轮的向心力旋转式摩天轮是一个经典的游乐项目,乘客可以坐在摩天轮的车厢中,沿着一个巨大的轮盘旋转。
在旋转过程中,乘客会感受到一种向心力的作用,使他们始终保持在轮盘上。
这种向心力是通过车厢沿着圆周运动所产生的,为乘客提供了一种垂直向内的加速度体验。
第四章 第2节 向心力与向心加速度
1.未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力 状态,为缓解这种状态带来的不适,有人 设想在未来的航天器上加装一段圆柱形 “旋转舱”,如图 424 所示。当旋转舱绕其
4.方向 总是指向 圆心。所以,不论 a 的大小是否变化,它都是一 个变化的量。
1.自主思考——判一判 (1)做匀速圆周运动的物体所受到的向心力是恒力。 (2)向心力和重力、弹力、摩擦力一样,是性质力。 (3)向心力可以由某种性质的力来充当,是效果力。 (4)匀速圆周运动是加速度不变的运动。 (5)向心加速度描述线速度大小变化的快慢。 (6)匀速圆周运动的物体所受合外力一定指向圆心。 (× ) (× ) (√ ) ( ×) ( ×) ( √)
用细线拴住的小球 在竖直面内转动至 最高点时
实
例
向心力 线的拉力提供向心 力,F=T 转盘对物体的静摩 擦力提供向心力, F=f
示意图
用细线拴住小球在 光滑水平面内做匀 速圆周运动 物体随转盘做匀速 圆周运动,且相对 转盘静止
小球在细线作用下, 重力和细线的拉力 在水平面内做圆周 的合力提供向心力, 运动 F=F合
图 425
解析:(1)木马受骑在木马上的儿童和钢杆对它的作用力做匀 速圆周运动。木马受到的向心力由钢杆提供;儿童受到木马 对他的作用力和重力作用,向心力由木马提供。 (2)儿童所受向心力由木马提供且指向圆心,由 v2 F= m r 得 62 F=40× 3 N=480 N。 答案:(1)钢杆 木马 (2)480 N
[典例]
(多选)关于北京和广州随地球自转的向心加速度, ( )
下列说法中正确的是 A.它们的方向都是沿半径指向地心 B.它们的方向都在平行于赤道的平面内指向地轴 C.北京的向心加速度比广州的向心加速度大 D.北京的向心加速度比广州的向心加速度小
圆周运动向心加速度与向心力
向心力与向心加速度的关系
总结词
向心力的大小与向心加速度的大小成正比,方向始终指向圆心。
详细描述
在圆周运动中,向心力的大小与向心加速度的大小成正比,方向始终指向圆心。当物体 受到的向心力增大或减小时,其向心加速度也相应增大或减小,使物体始终沿着圆周路
径运动。
04 圆周运动的实例分析
匀速圆周运动的向心力
物体沿着圆周轨迹运动,速度大小保持不变, 方向时刻变化。例如:旋转木马、钟表指针 等。
在匀速圆周运动中,向心加速度的大小恒定, 方向始终指向圆心,向心力的大小也恒定, 方向始终指向圆心。
变速圆周运动的实例
要点一
变速圆周运动
物体沿着圆周轨迹运动,速度大小或方向发生变化。例如 :过山车、赛车等。
详细描述
向心加速度的大小与线速度的平方成正比,与圆周运动的半 径成反比。当线速度一定时,半径越小,向心加速度越大; 当半径一定时,线速度越大,向心加速度越大。
向心加速度的方向判断
总结词
向心加速度的方向始终指向圆心,可以通过右手定则或左手定则来判断。
详细描述
右手定则:将右手手掌伸直,四指并拢且与线速度方向一致,大拇指与四指垂直,此时若手掌心向下,则向心加 速度方向垂直于掌心指向上;左手定则:将左手手掌伸直,四指并拢且与线速度方向一致,大拇指与四指垂直, 此时若手掌心向下,则向心加速度方向垂直于掌心指向下。
感谢您的观看
向心加速度的求解方法
求解向心加速度的方法有多种,可以通过牛顿第二定律、 运动学公式等求解。
05 圆周运动的应用与拓展
圆周运动在生活中的应用
车辆转弯
车辆在转弯时,由于向心 力的作用,外侧车轮的轮 缘会受到向内的挤压力, 使车辆顺利转弯。
向心力 向心加速度
向心力向心加速度1. 引言在物理学中,向心力和向心加速度是描述物体在进行圆周运动时受到的力和加速度。
向心力是一个沿着半径方向的力,使物体向圆心靠拢;向心加速度则是物体在圆周运动中加速度的大小。
本文将从向心力和向心加速度的定义、计算公式以及示例应用等方面进行详细介绍。
2. 向心力向心力是指物体在做圆周运动时受到的沿着半径方向的力。
向心力的大小与物体的质量、圆周运动的角速度以及物体与圆心的距离有关。
根据牛顿第二定律,向心力与物体的质量乘以向心加速度之间存在以下关系:F_c = m * a_c其中 F_c 表示向心力,m 表示物体的质量,a_c 表示向心加速度。
3. 向心加速度向心加速度是物体在圆周运动中加速度的大小。
根据物体在圆周运动中的速度变化情况,可以推导出向心加速度的计算公式。
假设物体以恒定的角速度ω 绕圆心运动,其线速度的大小为 v,根据几何关系可得:v = ω * r其中 v 表示线速度,r 表示物体与圆心的距离。
假设物体的线速度发生了Δv 的变化,由于圆周运动的特性,线速度的变化会导致物体发生向心加速度 a_c,根据加速度的定义可得:a_c = Δv / Δt将Δv替换为ω * Δr,其中Δr 表示物体在Δt 时间内与圆心的距离变化,可得:a_c = (ω * Δr) / Δt当Δt 趋近于 0 时,上式变为微分形式:a_c = (dω * dr) / dt对上式进行进一步推导,可以得到向心加速度的计算公式:a_c = ω^2 * r4. 示例应用4.1 行星绕太阳的向心力和向心加速度行星绕太阳做椭圆轨道运动,其向心力和向心加速度的计算可以通过开普勒第二定律和牛顿定律得到。
根据开普勒第二定律,行星在其椭圆轨道上的扫面面积相等。
根据牛顿定律,向心力使得行星保持在轨道上。
当行星靠近太阳时,向心力增大;当行星离开太阳越远,向心力减小。
根据向心力的定义和计算公式,可以计算出行星绕太阳的向心力和向心加速度。
高中物理向心加速度公式
向心加速度公式
向心加速度的公式是a(n)=W·V,其中a(n)表示向心加速度,W表示物体圆周运动的角速度,V表示物体圆周运动的线速度(切向速度)。
向心加速度也叫法向加速度,表示的是质点作曲线运动时,指向圆心(曲率中心)的加速度。
向心加速度公式
an=Fn/m
=4π²R/T²=4π²f²R
=v²/R=ω²R=vω
上式中,an表示向心加速度,Fn表示向心力,m表示物体质量,v表示物体圆周运动的线速度(切向速度),ω表示物体圆周运动的角速度,T表示物体圆周运动的周期,f表示物体圆周运动的频率,R表示物体圆周运动的半径。
(ω=2π/T)
由牛顿第二定律,力的作用会使物体产生一个加速度。
合外力提供向心力,向心力产生的加速度就是向心加速度。
可能是实际加速度,也可能是物体实际加速度的一个分加速度。
法向加速度
法向加速度又称向心加速度,在匀速圆周运动中,法向加速度大小不变,方向可用右手螺旋定则确定。
质点作曲线运动时,所具有的沿轨道法线方向的加速度叫做法向加速度。
数值上等于速度v的平方除曲率半径r,即v²/r;或角
— 1 —
速度的平方与半径r的乘积,即ω²r。
其作用只改变物体速度的方向,但不改变速度的大小。
— 2 —。
- 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、"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、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)。
作业导航
1.理解向心力和向心加速度的概念.
2.知道向心力与哪些因素有关,理解公式的确切含义,并能用它进行计算.
一、选择题(每小题4分,共28分)
1.小球做匀速圆周运动,以下说法正确的是()
A.向心加速度与半径成反比,因为a=
B.向心加速度与半径成正比,因为a=ω2r
C.角速度与半径成反比,因为ω=
A.甲的线速度大于乙的线速度
B.甲的角速度比乙的角速度小
C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小
D.甲的速度方向比乙的速度方向变化得快
4.如图5-16所示,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的受力情况是()
图5-16
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C.受重力、支持力、向心力、摩擦力
答案:D
2.解析:匀速圆周运动中,速度和加速度方向时刻在变,故A、B错,C对;物体只有做匀速圆周运动时,其合力才垂直于速度,不改变线速度大小,D错.故C选项正确.
答案:C
3.解析:向心加速度不改变速度大小,只改变速度方向,所以,a1>a2意味着甲的速度方向比乙的速度方向变化得快.故D选项正确.
答案:D
D.以上均不正确
5.一物块沿着圆弧下滑,由于摩擦作用,它的速率恰好保持不变,那么在下滑过程中下列说法中正确的是()
A.物体的加速度为零,合外力为零
B.物块所受的合外力的大小越来越大
C.物块有大小不变的向心加速度
D.物块所受的摩擦力大小不变
6.汽车驶过一凸形桥,为使在通过桥顶时,减小车对桥的压力,汽车应()
Ff=μFN
由于汽车做匀速圆周运动通过最高点,故它在切线方向的合外力应为零,因此牵引力
F=Ff=μm(g- )
=0.5×4×103×(10- )
=1.9×103N
答案:1.9×103N
12.解析:对球进行受力分析,由牛顿第二定律可得:
D.角速度与转速成正比,因为ω=2πn
2.下列说法正确的是()
A.匀速圆周运动是一种匀速运动
B.匀速圆周运动是一种匀变速运动
C.匀速圆周运动是一种变加速运动
D.物体做圆周运动时,其合力垂直于速度方向,不改变线速度大小
3.做匀速圆周运动的两物体甲和乙,它们的向心加速度分别为a1和a2,且a1>a2,下列判断正确的是()
A.以较慢的速度通过桥顶
B.以较快的速度通过桥顶
C.以较大的加速度通过桥顶
D.以较小的加速度通过桥顶
7.一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上,当车厢突然制动时,则()
A.绳的拉力突然变小
B.绳的拉力突然变大
C.绳的拉力没有变化
D.无法判断拉力有何变化
二、非选择题(共32分)
8.(4分)一个做匀速圆周运动的物体,若保持其半径不变,角速度增加为原来的2倍时,所需要的向心力比原来增加了60 N,物体原来所需要的向心力是________N.
答案:μm(g+ )
10.解析:同一细线,OA、AB、BC各段线所承受的最大拉力是相等的,转速增大时,实际拉力大的先断,所以此题关键是求出OA、AB、BC各段的拉力与转速的关系.
对C:FC=mω2rc=m4π2( )2rc.
对B:FB-FC=mω2rB,
则FB=FC+mω2rB=m4π2( )2(rB+rC)
4.解析:物体A在水平台上,受重力G竖直向下,支持力FN竖直向上,且两力是一对平衡力,至于物体A是否受摩擦力,方向如何,由运动状态分析才知道,由于A随圆盘做圆周运动,所以必须受到向心力作用,G与FN不能提供向心力,只有A受摩擦力F′且指向圆心充当向心力,才能使物体有向心力而做匀速圆周运动.故B正确.
13.(7分)两个质量分别是m1和m2的光滑小球套在光滑水平杆上,用长为L的细线连接,水平杆随ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ架以角速度ω做匀速转动,两球在杆上相对静止,如图5-18所示,求两球离转动中心的距离R1和R2及细线的拉力.
图5-18
参考答案
一、选择题(每小题4分,共28分)
1.解析:A、B、C的说法不完整,缺少条件,故不正确,只有在v不变的条件下,才能说a与r成反比,ω与r成反比,在ω不变的条件下,a与r成反比.故D正确.
图5-17
11.(6分)质量为4t的汽车,以5 m/s的速率匀速通过半径为50 m的圆弧拱桥,桥面对汽车的动摩擦因数为μ=0.5,求汽车通过桥面最高点时汽车的牵引力.
12.(7分)质量为M的人抓住长L的轻绳,绳的另一端系着质量为m的小球,现让小球在竖直平面内做圆周运动,当球通过最高点时速率为v,则此时人对地面的压力是多大?
答案:B
5.解析:物块做匀速圆周运动时,具有大小不变的向心加速度和向心力,即合外力的大小不变,且指向圆弧的圆心,这个合力是由重力、弹力和摩擦力合成的,其中重力不变,弹力和摩擦力都相应地发生变化,故C正确.
答案:C
6.解析:汽车过凸形桥,在桥顶时汽车对桥的压力为:
F=mg-m
R为桥的曲率半径是固定的,可是v越大,F越小,所以为了减小车对桥的压力,应以较快的速度通过桥顶.
对A:FA-FB=mω2rA,
对FA=FB+mω2rA=m4π2( )2(rA+rB+rC)
显然,OA段所受的实际拉力最大,所以转速增大时,三段线中OA段最先断.
答案:OA
11.解析:汽车通过桥顶时受到重力G和支持力FN以及牵引力F及摩擦力Ff
在竖直方向:
mg-FN=m
所以FN=mg-m
桥面对汽车的摩擦力
答案:B
7.解析:车厢突然制动时,重球由于惯性,继续向前运动,而悬线欲使它改变运动方向则沿圆弧运动,所以拉力变大,即B正确.
答案:B
二、非选择题(共32分)
8.解析:由向心力公式F=mω2R得
解联立方程得:F=20 N
答案:20
9.解析:在最低点时FN-mg=m
FN=m(g+ )
所以Ff=μFN=μm(g+ )
9.(4分)一质量为m的小物体在竖直平面内沿半径为r的半圆状轨道运动,经过最低点时的速度是v.已知轨道与小物体间的动摩擦因数是μ,则此物体经过最低点时受到的滑动摩擦力大小为________.
10.(4分)一端固定在光滑平面O点的细线,A、B、C各处依次系着质量相同的小球A、B、C,如图5-17所示,现将它们排成一直线,并使细线拉直,让它们在桌面绕O点做圆周运动,如果增大转速,细线将在OA、AB、BC三段线中的________段先断掉.