－鲁科版必修2 4.3 向心力的实例分析 作业.docx

4.3 向心力的实例分析 作业1汽车驶向一凸形桥，为了在通过桥顶时，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适当增大速度通过桥顶c以任何速度匀速通过桥顶d使通过桥顶的向心加速度尽可能小2在某转弯处，规定火车行驶的速率为v0，则下列说法中正确的是()a当火车以速率v0行驶时，火车的重力与支持力的合力方向一定沿水平方向b当火车的速率vv0时，火车对外轨有向外的侧向压力c当火车的速率vv0时，火车对内轨有向内的挤压力d当火车的速率vv0时，火车对内轨有向内侧的压力3如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的是()a小球通过最高点时的最小速度是vb小球通过最高点时的最小速度为0c小球在水平线ab以下的管道中运动时内侧管壁对小球一定无作用力d小球在水平线ab以上的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力4、如图所示，在高速公路的拐弯处，路面筑得外高内低，即当车向左拐弯时，司机右侧的路面比左侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为。设拐弯路段是半径为r的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于0，应等于（ ）a. b. c. d. 5、汽车以速度v通过一半圆形式的拱桥顶端时，有关汽车受力的说法正确的是：( )a、汽车的向心力可能就是它的重力b、汽车的向心力可能是它所受的重力支持力的合力，方向指向圆心c、汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力作用d、以上均不正确6、如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴o，现给球一初速度，使球和杆一起绕o轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用f表示球到达最高点对小球的作用力则f ( )a一定是拉力b一定是推力c一定等于0d可能是拉力，也可能是推力，也可能等于07、如图所示，用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢里，当车厢突然制 动时（ ） a线的张力不变； b线的张力突然减小； c线的张力突然增大； d线的张力如何变化无法判断。8火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有_，需要_如果转弯时内外轨一样高，则由_提供向心力，这样，铁轨和车轮易受损如果转弯处外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力不再是竖直向上的，而是_，它与重力的合力指向_，为火车提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压修筑铁路时，要适当设计内外轨的高度差，使火车以规定的速度行驶时，转弯需要的向心力几乎完全由_提供 9如图所示，质量m2.0104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20m如果桥面承受的压力不得超过3.0105n，则：(1)汽车允许的最大速率是多少？(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10m/s2)10如图所示，链球运动员在将链球抛掷出手之前，总要双手拉着链条加速转动几圈，这样可以使链球速度尽量增大，抛掷出手后飞行得更远在运动员加速转动的过程中，能发现他手中与链球相连的链条与竖直方向的夹角将随着链球转速的增大而增大，试通过分析计算说明：为什么角随链球转速的增大而增大11修铁路时，两轨间距是1435mm，某处铁路转弯的半径是300m，若规定火车通过这里的速度是72km/h.请你运用学过的知识计算一下，要想使内外轨均不受轮缘的挤压，内外轨的高度差应是多大？12杂技演员在做“水流星”表演时，用一根细绳系着盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直面内做圆周运动如图5所示，杯内水的质量m0.5kg，绳长l60cm.求：(1)在最高点水不流出的最小速率(2)水在最高点速率v3m/s时，水对杯底的压力大小答案：1b2abd3bc小球沿管道做圆周运动的向心力由重力及管道对小球的支持力的合力沿半径方向的分力提供由于管道的内、外壁都可以提供支持力，因此过最高点的最小速度为0，a错误，b正确；小球在水平线ab以下受外侧管壁指向圆心的支持力作用，c正确；在ab线以上是否受外侧管壁的作用力由速度大小决定，d错误4、【答案】b【解析】：没有横向摩擦力即车速是v时车所需的向心力由重力和支持力的合力提供。有5、【答案】ab6、【答案】d7、【答案】c【解析】：本小球匀速，合外力为0，绳子拉力等于小球重力；突然制动时，小球将做圆周运动，绳子拉力减去重力是向心力，所以绳子拉力大于重力，绳子拉力变大了。8向心加速度向心力外轨对轮缘的弹力斜向弯道的内侧圆心重力g和支持力n的合力9(1)10m/s(2)105n解析(1)汽车在凹形桥底部时对桥面压力最大，由牛顿第二定律得：n1mgm.代入数据解得vmax10m/s.(2)汽车在凸形桥顶部时对桥面压力最小，由牛顿第二定律得：mgn2.代入数据解得n2105n.由牛顿第三定律知汽车对桥面的最小压力等于105n.10见解析解析如图所示，设链球的绳长为l，绳对球的拉力为f，链球重力为mg，由正交分解得fcosmg，fsinm2r，rlsin联立三式解得cos.由此式可以看出转速增大，增大，cos值减小，变大，所以角随链球转速的增大而增大110.195m解析火车在转弯时所需的向心力由火车所受的重力和轨道对火车支持力的合力提供的，如图所示，图中h为两轨高度差，d为两轨间距，mgtanm，tan，又由于轨道平面和水平面间的夹角一般较小，可近似认为：tansin.因此：，则hm0.195m.12(1)2.42m/s(2)2.6n解析(1)在最高点水不流出的条件是水的重力不大于水做圆周运动所需要的向心力，即mgm，则所求最小速率v0m