圆周运动受力分析-老师版

1、 圆周运动受力分析1月3日训练1:匀速圆周运动向心力分析l质量为m的小球，用长为l的线悬挂在O点，在O点正下方2处有一光滑的钉子O，,把小球拉到与O,在同一水平面的位置，摆线被钉子拦住，如图所示.将小球从静止释放.当球第一次通过最低点P时，（）.小球速率突然减小小球加速度突然减小小球的向心加速度突然减小摆线上的张力突然减小提示】注意运动方向上没有力的作用，所以不用考虑速度的变化，最后根据速度不变，推导向心力变小，拉力变小。【答案】BCD个小狗拉雪橇在水平面内圆弧轨道匀速行驶，如图所示画出了雪橇受到的牵引力尸和摩擦力f之间的可能的方向关系示意图，其中正确的是：（）0【解析】摩擦力方向和运动方向相

2、反，所以沿着切线，排除BC要有力提供向心力，所以选D答案】D圆锥摆如右图所示，质量为m的小球通过细绳挂着，在水平平面内以角速度转动，细绳与竖直方向夹角为0，悬挂点到小球所在水平面距离为h，绳子长度1小球转动的周期为T，下列说法正确的是：（）质量增加，别的不变，则h变大；转动的角速度增加，贝90增大；角速度增加，则h增大；转动的周期T跟m无关；【解析】如图所示稳定运动的时候绳子的拉力和重力的合力提供向心力mw2htan0=mgtan0化简得到w2h=g可见h和质量无关和角速度反相关；所以排除A，hC.角速度增加，h变小，绳子长度不变，cos9=-所以9增大，B正确；l2兀T=只跟h,g有关，跟质

3、量无关，所以D也正确.【答案】BD4.如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO转动，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒的摩擦因数为卩.现要使a不下滑，则圆筒转动的角速度应至少为（A）C解析】水平方向上N=mrw2mg答案】D5.如图所示，两个用同种材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径Ra=2Rb当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上，若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转轴的最大距离为（）AR/4BR/3CBB【解析】两轮边缘上的线速度相等，由v=oR得，了=严=2BADRB.小木块恰能静止在A轮边缘，最大静摩擦力提供向心力，

4、Rmg=mRo2.设放在B轮上能使木块相对静止的距B转轴的最AA大距离为r，则Rmgm=r选项C正确.o2.由以上两式得Ro2=ro2，所以r=-R=x2R=R.故BAABo2A4B2BB答案】C6.如图所示，OO为竖直轴，MN为固定在上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上，AC和BC是抗拉能力相同的两根细线，C端固定在转轴OO上。当绳拉直时，A、B两球转动半径之比为2:1，则当转轴的角速度逐渐增大时AAC先断BBC先断C.两线同时断D.不能确定哪段线先断解析】Fcosa=mro2AAFcos卩=mro2BBIr=ACcosa又有|r=BCcospB可由ACBC解出FFAB答

5、案】A7.如图所示，小物体A与水平转盘间的最大静摩擦力fm=5N，A与转盘圆心间/的距离为0-5m，A的质量m=1kg，且和一端固定在圆心的弹簧相连，弹簧（自然长度lo=-4m，劲度系数k=100N/m.如果要二者保持相对静止地一起TOC o 1-5 h z转动，其角速度的范围是多大？_【解析】设较大，A物刚要向外滑动时，有也x+f=mw2r，得w=V30rad/s.设较小，Ammaxmax HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 物刚要向圆心滑动时，有kAx-f=mw2rw八I5rad/sAwmminmin应为x10rad/sWwW30rad/s8

6、./.对A有T-T=mlw2，对B有12质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点，当杆在光滑水平面上绕点匀速转动时，如图所示，则杆的OA段及AB段对球的拉力之比为【解析】设A、B转动的角速度为w，两段杆的长度均为T3T=m-2lw2由以上两式得出，厂.2T22答案】3:29.如图所示，质量为m=0.1kg的小球和A、B两根细绳相连，两绳固定在细杆的A、B两点，其中A绳长L=2m，当两绳都拉直时，A、B两绳和细杆的夹角9=30。，A19=45。，g=10m/s2。求：2当细杆转动的角速度w在什么范围内，A、B两绳始终张紧？当w=3rad/s时，A、B两绳的拉力分别为多大？【解析】当B绳恰好

7、拉直，但T=0时，细杆的转动角速度为w，有：B1Tcos30。=mgATsin30。=mw2Lsin30。A1A解得：w=2.4rad/s1当A绳恰好拉直，但T=0时，细杆的转动角速度为w，有：A2Tcos45。=mgBTsin45。=mw2Lsin30。B2A解得：w=3.15rad/s2要使两绳都拉紧2.4rad/swm，过杆的中心有水平光滑的固定轴，杆可绕这一水平轴在竖直平面内转动.当杆转到竖直位置时，转动角速度为w，A球正好位于上端，B球位于下端，则杆作用于固定轴的力的方向一定向上的条件是什么?【解析】两小球的角速度相同，m受杆的拉力T，方向向下，mg+T=mLw2m受杆11的拉力t2

8、，方向向上，T-mg=mLw2.若杆作用在轴上的力一定向上，必有22（m+m（）gT气，即mLw2-mgmg+mLw2，故w（肌_血,）乙，即为所满足的条件.4.一辆汽车始终匀速v=10m/s行驶，车中的人用弹簧秤拉一个B质量为m=5kg的重物.车经过的路径如图所示：A，B点、/的圆弧半径都为R=25m.问弹簧秤在A，B，C三处的示数？（g=10m/s2）【解析】关键要分析清楚向心力是重力G和弹簧秤对物体拉力G的合力而弹簧秤的示数取决于这个拉力G.看清向心力F的方向.答案】TOC o 1-5 h zmv25x102向心力F=20NR25看起来的“重力”G=mg+F=70N；G、=mg-F=30N；G、=mg=50NABC所以弹簧秤的示数分别为7kg,3kg,5kg.5.载人飞船在起飞阶段，宇航员的血液处于超重状态，严重时会发生墨视，甚至危及生命.（1）假设飞船起飞时的加速度大小为a=60m/s2，方向竖起向上，宇航员躺在飞船内的水平躺椅上，则躺椅对他的作用力约为他重力的多少倍？（g取10m/s2）（2）为使宇航员适应上述情况，必须进行专门训练，若训练时宇航员