魯科版必修2 4.3 向心力的實例分析 作業(yè).doc

第3節(jié)向心力的實例分析 作業(yè)學校：_ 班級：_ 學生：_1市內(nèi)公共汽車在到達路口轉(zhuǎn)彎前，車內(nèi)廣播中就要播放錄音：“乘客們請注意，前面車輛轉(zhuǎn)彎，請拉好扶手”這樣可以()a提醒包括坐著和站著的全體乘客均拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時可能向前傾倒b提醒包括坐著和站著的全體乘客均拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時可能向后傾倒c主要是提醒站著的乘客拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時可能向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒d主要是提醒站著的乘客拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時可能向轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)傾倒2汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運動，甲車在乙車的外側(cè)兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為f甲和f乙以下說法正確的是()af甲f乙 bf甲f乙cf甲f乙 df甲和f乙大小均與汽車速率無關(guān)3關(guān)于鐵路轉(zhuǎn)彎處內(nèi)軌和外軌間的高度關(guān)系，下列說法中正確的是()a內(nèi)軌和外軌一樣高，以防列車傾倒b因為列車在轉(zhuǎn)彎處有向內(nèi)傾倒的可能，故一般使內(nèi)軌高于外軌，以防列車傾倒c外軌比內(nèi)軌略高，這樣可以使列車順利轉(zhuǎn)彎，減少車輪與鐵軌間的擠壓d以上說法都不對4在高速公路的拐彎處，路面建造得外高內(nèi)低，即當車向右拐彎時，司機左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些，路面與水平面間的夾角為，設拐彎路段是半徑為r的圓弧，要使車速為v時車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進方向)摩擦力等于零，應等于()asin btan csin 2 dtan 5游客乘坐過山車，在圓弧軌道最低點處獲得的向心加速度達20 m/s2，g取10 m/s2，那么此位置的座椅對游客的作用力相當于游客重力的()a1倍 b2倍 c3倍 d4倍6. 雜技演員表演“水流星”，在長為1.6 m的細繩的一端，系一個與水的總質(zhì)量為m0.5 kg的盛水容器，以繩的另一端為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖所示，若“水流星”通過最高點時的速率為 4 m/s，則下列說法正確的是(g10 m/s2)()a“水流星”通過最高點時，有水從容器中流出b“水流星”通過最高點時，繩的張力及容器底部受到的壓力均為零c“水流星”通過最高點時，處于完全失重狀態(tài)，不受力的作用d“水流星”通過最高點時，繩子的拉力大小為5 n7. 如圖所示，半徑為r的光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體，現(xiàn)給小物體一個水平初速度v0，則物體將()a沿球面滑至m點b按半徑大于r的新圓弧軌道運動c立即離開球面做平拋運動d先沿球面滑至某點n再離開球面做斜下拋運動8.長l0.5 m質(zhì)量可忽略的桿其下端固定于o點，上端連有質(zhì)量m2 kg的小球，它繞o點在豎直平面內(nèi)做圓周運動當通過最高點時，如圖所示，求下列情況下桿受到的力(計算出大小，并說明是拉力還是壓力)(g取10 m/s2)(1)當v1 m/s時，桿受到的力為多少，是什么力？(2)當v4 m/s時，桿受到的力為多少，是什么力？9一輛質(zhì)量為800 kg的汽車在圓弧半徑為50 m的拱橋上行駛(g取10 m/s2)(1)若汽車到達橋頂時速度為v15 m/s，汽車對橋面的壓力是多大？(2)汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時，恰好對橋面沒有壓力？(3)汽車對橋面的壓力過小是不安全的，因此汽車過橋時的速度不能過大對于同樣的車速，拱橋圓弧的半徑大些比較安全，還是小些比較安全？(4)如果拱橋的半徑增大到與地球半徑一樣大，汽車要在橋面上騰空，速度至少為多大？(已知地球半徑為6400 km)答案：1c2a摩擦力分別提供兩車轉(zhuǎn)彎所需的向心力，則f甲，f乙，因r甲r乙，故f甲f乙，a正確3c列車轉(zhuǎn)彎時實際是在做圓周運動，若內(nèi)軌和外軌一樣高，則列車做圓周運動的向心力由外軌對輪緣的彈力提供，但由于列車質(zhì)量太大，輪緣與外軌間的彈力太大，鐵軌與車輪極易受損，可能造成翻車事故；若轉(zhuǎn)彎處外軌比內(nèi)軌略高，此時列車轉(zhuǎn)彎所需的向心力可由列車的重力和鐵軌的支持力的合力提供故選項c正確4b當車輪與路面的橫向摩擦力等于零時，汽車受力如圖所示，則有：nsin m，ncos mg，解得：tan ，故b正確5c游客乘坐過山車在圓弧軌道最低點的受力如圖所示由牛頓第二定律得nmgma2mg，則nmg2mg3mg，3.6b水流星在最高點的臨界速度v4 m/s，由此知繩的拉力恰為零，且水恰不流出故選b.7. c 在半圓球的頂部，當v0時，物體做圓周運動所需要的向心力fmmg，即重力mg剛好提供向心力，物體與球之間無相互作用力假設物體能沿球面下滑，因為重力的作用，物體速度將增大，其做圓周運動所需要的向心力也增大，而此時向心力只是由重力指向圓心方向的分力與球面對物體的彈力的合力(小于重力mg)提供，不能滿足需要，物體將做離心運動而離開球面，所以物體不可能沿球面下滑，而是立即離開球面做平拋運動，故選項c正確8.(1)16 n壓力(2)44 n拉力解析小球通過最高點時，受到重力和輕桿的彈力作用，重力和彈力的合力提供向心力設豎直向下為正方向(1)根據(jù)牛頓第二定律可得：mgn1m則n1mmg16 n根據(jù)牛頓第三定律可得：小球?qū)p桿的作用力為n1n116 n，方向豎直向下，是壓力(2)根據(jù)牛頓第二定律可得：mgn2m則n2mmg44 n根據(jù)牛頓第三定律可得：小球?qū)p桿的作用力為n2n244 n，方向豎直向上，是拉力9(1)7 600 n (2)22.4 m/s (3)半徑大些比較安全 (4)8 000 m/s解析如圖所示，汽車到達橋頂時，受到重力mg和橋面對它的支持力n的作用(1)汽車對橋面的壓力大小等于橋面對汽車的支持力n.汽車過橋時做圓周運動，重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有mgnm所以nmgm7 600 n故汽車對橋面的壓力為7 600 n.(2)汽車經(jīng)過橋頂時恰好對橋面沒有壓力，則n0，即汽車做圓周運動的向心力完全由其自身重力提供，所以有mgm解得v22.