2022高中物理43向心力的實(shí)例分析16每課一練魯科版必修2

《向心力的實(shí)例剖析》每課一練1對(duì)于在公路上行駛的汽車正常轉(zhuǎn)彎時(shí)，下列說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是（）在內(nèi)外側(cè)等高的公路上轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力由靜摩擦力提供在內(nèi)外側(cè)等高的公路上轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力由滑動(dòng)摩擦力提供C在內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高的公路上轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力可能由重力和支持力的協(xié)力提供D在內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高的公路上轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力可能由重力、摩擦力和支持力的協(xié)力提供解析：汽車內(nèi)外側(cè)等高的水平公路上拐彎時(shí)，受重力、支持力和摩擦力重力和支持力均在豎直方向，不能夠提供向心力；向心力由摩擦力提供，由于輪胎與地面沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，所以應(yīng)為靜摩擦力在內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高的公路上轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于支持力向內(nèi)傾斜，所以能夠由重力和支持力的協(xié)力提供向心力；若這二者的協(xié)力不能夠恰巧提供向心力，則需要借助摩擦力來(lái)共同提供向心力答案:ACD2火車軌道在轉(zhuǎn)彎處外軌高于內(nèi)軌，，則下列說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是（）①當(dāng)以速度v經(jīng)過(guò)此彎路時(shí)，火車重力與軌道支持力的協(xié)力提供向心力②當(dāng)以速度v經(jīng)過(guò)此彎路時(shí)，火車重力、軌道支持力和外軌對(duì)輪緣彈力的協(xié)力提供向心力③當(dāng)速度大于v時(shí)，輪緣擠壓外軌④當(dāng)速度小于v時(shí)，輪緣擠壓外軌A①③B①④C②③D②④解析：規(guī)定速度是僅由重力和支持力的協(xié)力來(lái)恰巧提供向心力時(shí)火車的速度若火車的速度大于規(guī)定速度的時(shí)候，若只是由重力和支持力的協(xié)力來(lái)提供向心力是不夠的，火車會(huì)有往外偏離軌道的趨勢(shì)，這時(shí)就需要外軌道來(lái)阻攔，即由重力、支持力和外軌道向內(nèi)的彈力共同提供向心力同理，若火車的速度小于規(guī)定速度的時(shí)候，重力和支持力的協(xié)力就會(huì)大于其所需的向心力，火車會(huì)有往內(nèi)側(cè)偏離軌道的趨勢(shì)，這時(shí)就需要內(nèi)軌道來(lái)阻攔，即由重力、支持力和內(nèi)軌道向外的彈力共同提供向心力答案:A3汽車以一定速率經(jīng)過(guò)拱橋時(shí)，下列說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是（）在最高點(diǎn)汽車對(duì)橋的壓力大于汽車的重力在最高點(diǎn)汽車對(duì)橋的壓力等于汽車的重力C在最高點(diǎn)汽車對(duì)橋的壓力小于汽車的重力D汽車以恒定的速率過(guò)橋時(shí)，汽車所受的協(xié)力為零解析：汽車的運(yùn)動(dòng)當(dāng)作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力提供向心力，不等于零當(dāng)位于拱橋的最高點(diǎn)時(shí)向心力（合外力）向下，所以支持力小于重力，處于失重狀態(tài)答案:C4經(jīng)典回放如圖2-3-8所示，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)給小球一初速度，使它在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對(duì)球的作使勁可能是（）圖

2-3-8處為拉力，b處為拉力處為拉力，b處為推力處為推力，b處為拉力處為推力，b處為推力解析：，向心力是桿對(duì)小球的拉力與小球重力的協(xié)力，而重力方向豎直向下，故桿必然給球向上的拉力小球在最高點(diǎn)時(shí)若桿恰巧對(duì)球沒(méi)有作使勁，即小球的重力恰巧提供向心力，

設(shè)此時(shí)小球速度為vc，則mg＝m·vc2/R，當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度v＞vc時(shí)，所需向心力桿對(duì)小球有向下的拉力；若小球的速度v＜vc，桿對(duì)小球有向上的推力，故正確選項(xiàng)為

F＞mg，A、B答案:AB5（經(jīng)典回放）如圖2-3-9在固定的圓錐形漏斗的圓滑內(nèi)壁上，有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球

A和B，它們分別緊貼漏斗的內(nèi)壁，在不同的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)則以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是（）圖2-3-9的線速度大于B的線速度的角速度大于B的角速度對(duì)漏斗內(nèi)壁的壓力大于B對(duì)漏斗內(nèi)壁的壓力的周期大于B的周期解析：重力、支持力的協(xié)力提供向心力，方向水平由圖可知，兩個(gè)小球的受力情況同樣N=mg，所以兩者所受內(nèi)壁的支持力是相等的，即兩者對(duì)內(nèi)壁的壓力相等F向=mgcotθ,asinr向=gtanθ=v2=rω2=4π2T2,由于兩者的軌道半徑不等，所以兩者的線速度、角速度、周期r不等答案:AD6如圖2-3-10所示，用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的物體，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，圓周半徑為R則下列說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）圖2-3-10小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩子張力能夠?yàn)榱阈∏蜻^(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零D小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩子對(duì)小球的作使勁能夠與球所受的重力方向相反解析:如下圖，小球在最高點(diǎn)時(shí)，受重力mg、繩子豎直向下的拉力F（注意:繩子不能產(chǎn)生豎直向上的支持力）向心力為Fn=mgF根據(jù)牛頓第二定律得v2mgF=mRv2可見(jiàn)，v越大，F(xiàn)越大;v越小，=0時(shí)，F(xiàn)n=mg=m得v最小=Rg因此，正確選項(xiàng)為ACR答案:AC的凸形橋的頂部與凹形橋的底部，兩橋面各受的壓力之比為F凸∶F凹=____________解析：由受力剖析可知：F凸=mg-mv2mv2，F(xiàn)凹=mgrrgrv2答案:v2gr8如圖2-3-11所示，兩個(gè)完全相同的小球A、B用長(zhǎng)為=0.8m的細(xì)繩懸于以v=4m/向右勻速運(yùn)動(dòng)的小車頂部，兩小球分別與小車的前后壁接觸由于某種原因，小車突然停止，此時(shí)懸線中的張力之比為_(kāi)____________圖2-3-11解析：當(dāng)車突然停止后，B將隨之停止，根據(jù)受力平衡，繩對(duì)B物體的拉力T=將做圓周運(yùn)B2動(dòng)，繩對(duì)A的拉力TA=mgv/r，代入數(shù)據(jù)得出結(jié)果答案:1∶3行駛，駕駛員突然發(fā)現(xiàn)前方有一條橫溝，為了防止事故，駕駛員應(yīng)當(dāng)剎車好仍是轉(zhuǎn)彎好解析:不論剎車仍是轉(zhuǎn)彎，都是為了防止汽車駛?cè)霚现?，剎車時(shí)地面的摩擦力使車減速，轉(zhuǎn)彎時(shí)摩擦力則使車速改變方向剎車時(shí):μmg=mav2v2剎車距離為=2ug2av2轉(zhuǎn)彎時(shí):μmg=mr轉(zhuǎn)彎半徑為r=v2ug因?yàn)閞＞，所以剎車更易防止事故答案:應(yīng)當(dāng)剎車10如圖2-3-12所示是雙人花式溜冰運(yùn)動(dòng)中男運(yùn)動(dòng)員拉著女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面，若女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺時(shí)和豎直方向的夾角約為θ，女運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中女運(yùn)動(dòng)員的重心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，求：圖2-3-121）男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的拉力大小2）兩人轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度（3）如果男、女運(yùn)動(dòng)員手拉手均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知兩人質(zhì)量比為圓周運(yùn)動(dòng)