向心力_章节学习

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题型：填空题

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填空题

长为l=0.50m的轻质杆OA，A端有一质量m=3.0kg的小球，小球以D点为圆心在竖直平面内做圆周运动．如图所示，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，当小球运动到最低点时，杆对小球的拉力为______N．（g取10m/s2）

正确答案

174

解析

解：小球从最高点运动到最低点的过程中，根据动能定理得：

解得：v′=

小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，

根据合力提供向心力：FN-mg=

即：FN=mg+=30N+144N=174N

故答案为：174N．

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题型：简答题

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简答题

如图所示水平圆盘绕中心竖直轴OO′匀速转动，在圆盘上沿半径方向放置两个完全相同的小物体A和B，小物体间用平行于圆盘的细线连接，A距离轴的距离为R，线长为l，两小物体随圆盘一起匀速转动．已知两小物体与圆盘的最大静摩擦力均为其重力大小的µ倍，重力加速度g为已知量．试求：

（1）绳子即将出现拉力时，圆盘匀速转动的角速度ω1为多大？

（2）两物块随圆盘共同转动的最大角速度ω2为多大？

正确答案

解：（1）绳子即将出现拉力时，对物体B有

解得

（2）两物块随圆盘共同转动的最大角速度ω2满足：

解得：

答：（1）当细线上开始出现张力时，圆盘的角速度．

（2）两物块随圆盘共同转动的最大角速度．

解析

解：（1）绳子即将出现拉力时，对物体B有

解得

（2）两物块随圆盘共同转动的最大角速度ω2满足：

解得：

答：（1）当细线上开始出现张力时，圆盘的角速度．

（2）两物块随圆盘共同转动的最大角速度．

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题型：填空题

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填空题

长度为L=0.5m的轻质杆OA，A端连有质量为m=4kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动，通过最高点时小球的速率为2m/s，取g=10m/s2，则此时细杆OA受到大小______N的______ （拉力或压力）

正确答案

8

压力

解析

解：假设杆子对球的作用力方向向下，有：F+mg=m

解得F=，负号表示方向，知杆子对球的作用力向上，所以细杆受到球的压力，大小为8N．

故答案为：8N，压力

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题型：简答题

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简答题

在光滑水平桌面上有一个质量m=1kg的物体A，受水平向左，大小为10N的恒力作用，以20m/s的初速向右运动．同时旁边有另一物体B，以10m/s的线速度在水平面内做匀速圆周运动，方向恰好也水平向右．为使经过一段时间后，A、B速度能够相同，B做圆周运动的半径R应该满足什么条件？

正确答案

解：物体的加速度大小为 a===10m/s2，B的线速度大小为vB=10m/s

（1）当A的速度为vA=10m/s向右时，所用时间 t1==s=1s

B与A速度方向相同，则ω1==2πn rad/s（n=1，2，3…）

R1===m（n=0，1，2，3…）

（2）当vA=10m/s向左时，t2==s=3s

B与A速度方向相同，则ω2== rad/s（n=1，2，3…）

R2==m（n=1，2，3…）

答：

为使经过一段时间后，A、B速度能够相同，B做圆周运动的半径R应该满足R=m或m（n=0，1，2，3…）．

解析

解：物体的加速度大小为 a===10m/s2，B的线速度大小为vB=10m/s

（1）当A的速度为vA=10m/s向右时，所用时间 t1==s=1s

B与A速度方向相同，则ω1==2πn rad/s（n=1，2，3…）

R1===m（n=0，1，2，3…）

（2）当vA=10m/s向左时，t2==s=3s

B与A速度方向相同，则ω2== rad/s（n=1，2，3…）

R2==m（n=1，2，3…）

答：

为使经过一段时间后，A、B速度能够相同，B做圆周运动的半径R应该满足R=m或m（n=0，1，2，3…）．

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题型：单选题

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单选题

2013年6月20日，航天员王亚平在运行的天宫一号内上了一节物理课，做了如图所示的演示实验，当小球在最低点时给其一初速度，小球能在竖直平面内绕定点O做匀速圆周运动．若把此装置带回地球表面，仍在最低点给小球相同初速度（不计空气阻力），则（　　）

A小球仍能做匀速圆周运动

B小球不可能做匀速圆周运动

C小球不可能做完整的圆周运动

D小球一定能做完整的圆周运动

正确答案

B

解析

解：A、把此装置带回地球表面，在最低点给小球相同初速度，小球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则动能和重力势能相互转化，速度的大小发生改变，不可能做匀速圆周运动，故A错误，B正确；

C、若小球到达最高点的速度满足v≥，则小球可以做完整的圆周运动，若小于此速度，则不能达到圆轨道的最高点，则不能做完整的圆周运动，故CD错误．

故选：B

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