高中物理向心力来源问题.doc

向心力来源问题一、重力提供心力例1：所示，“时空之旅”飞车表演时，演员驾着摩托车，在球形金属网内壁上下盘旋，令人惊叹不已，摩托车沿图示竖直执道做圆周运动的过程中，若摩托车的速率为v0=20m/s时，刚好通过最高点A，设摩托车车身的长不计，取g=10m/s2，则竖直圆轨道的半径为A.10m B.20m C.30m D.40m答案：D二、弹力提供向心力例2洗衣机的甩干桶竖直放置桶的内径为20厘米，工作被甩的衣物贴在桶壁上，衣物与桶壁的动摩擦因数为0.025若不使衣物滑落下去，甩干桶的转数至少多大？答案：600r/min三、摩擦力提供向心力例3如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动现测得转台半径R=0.8m，离水平地面的高度H=0.2m，物块平抛落地过程水平位移的大小为s=0.4m设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：（1）物块做平抛运动的初速度大小v0；（2）物块与转台间的动摩擦因数答案：（1）物块做平抛运动的初速度大小为2m/s；（2）物块与转台间的动摩擦因数为0.5四、万有引力提供向心力例4一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（）A向心加速度大小之比为4：1 B角速度大小之比为2：1 C周期之比为1：8 D轨道半径之比为1：2答案C五、库仑力提供向心力例5氢原子中质子不动，电子绕质子做匀速圆周运动的半径为r，电子动量大小mv与半径r的乘积mvr等于，h为普朗克常量如果把电子换成子绕质子做匀速圆周运动，产子带电量与电子相同、质量约为电子的210倍，子动量大小与半径的乘积也等于，求子的轨道半径。答案：六、洛伦兹力提供向心力例6如图，与水平面成45角的平面MN将空间分成和两个区域质量为m、电量为q的粒子以速度v0从平面MN上的P0点水平右射入I区粒子在区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E；在区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里粒子的重力可以忽略求：（1）粒子首次离开区时的位置p1到p0的距离l1以及粒子在p1点的速率v（2）粒子首次从区离开时的位置p2到p1的距离l2七、重力与拉力提供向心力例7某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘上，绳子下端连接座椅，人坐在飞椅上随转盘旋转而在空中飞旋若将人看成质点，则可简化为如图所示的物理模型其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO转动，设轻绳长L=10m，人的质量m=60kg，转盘静止时人与转轴之间的距离d=4m转盘慢慢加速运动，经过一段时间后转速保持稳定，此时人与转轴之间的距离变为D=10m且保持不变不计空气阻力，绳子不可伸长，取g=10m/s2求：（1）最后转盘匀速转动时的角速度大约为多少？（2）若转盘稳定转动后，一位游客随身带的手机突然滑下来，此时座椅离地面H=5米，在地面上的管理员发现这一情况后，跑过来接，如果管理员在转轴中心处，问他至少应该跑多远才行八、重力与阻力提供向心力例8质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋（如图所示），其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则此时空气对飞机的作用力大小为？答案：九、多种合力提供向心力例9如图所示，细绳一端系着质量为M=0.6 kg的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑小孔O吊着质量m= 0.3 kg的物体，M的中点与圆孔距离为0.2 m，已知M和水平面的最大静摩擦力为2 N现使此平面绕中心轴转动，问角速度在什么范围内m处于静止状态？（取g= 10 m/s2）答案：2.9 rad/s6.5 rad/s.