向心力典型例题

合集下载

高一物理向心力典型例题包括答案

向心力典型例题（附答案详解）一、选择题【共12道小题】1、以下列图，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，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使 a 不下滑，则圆筒转动的角速度ω最少为（）A. B. C. D.剖析：要使 a 不下滑，则 a 受筒的最大静摩擦力作用，此力与重力平衡，筒壁给 a 的支持力供应向心力，则 N=mrω2，而 fm=mg=μN，因此 mg=μmrω2，故.因此A、B、C均错误，D正确.2、下面关于向心力的表达中，正确的选项是（）A.向心力的方向向来沿着半径指向圆心，因此是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了碰到其他物体对它的作用外，还必然碰到一个向心力的作用C.向心力能够是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也能够是这些力中某几个力的合力，也许是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小剖析：向心力是按力的作用收效来命名的，它能够是物体受力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力剖析时，不能够再剖析向心力.向心力时辰指向圆心与速度方向垂直，因此向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即向心力不做功 .答案：ACD3、关于向心力的说法，正确的选项是（）A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变剖析：向心力其实不是物体碰到的一个特别力，它是由其他力沿半径方向的合力或某一个力沿半径方向的分力供应的 .由于向心力向来与速度方向垂直，所以向心力不会改变速度的大小，只改变速度的方向 .当质点做匀速圆周运动时，向心力的大小保持不变 . 答案：BCD4、在圆滑水平面上相距 20 cm的两点钉上 A、B 两个钉子，一根长1 m 的细绳一端系小球，另一端拴在 A 钉上，如图所示.已知小球质量为 0.4 kg，小球开始以 2 m／s 的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为 4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（）π sπ sπ sπ s剖析：当绳子拉力为4 N 时，由 F=可得r=0.4 m.小球每转半个周期，其半径就减小0.2 m，由剖析知，小球分别以半径为 1 m，0.8 m 和0.6 m 各转过半个圆周后绳子就被拉断了，因此时间为 t==1.2 π s答.案：C5、以下列图，质量为 m 的木块，从半径为 r 的竖直圆轨道上的 A 点滑向 B 点，由于摩擦力的作用，木块的速率保持不变，则在这个过程中A.木块的加速度为零B.木块所受的合外力为零C.木块所受合外力大小不变，方向向来指向圆心D.木块所受合外力的大小和方向均不变剖析：木块做匀速圆周运动，因此木块所受合外力供应向心力 . 答案：C主要察看知识点 :匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用6、甲、乙两名溜冰运动员， M 甲=80 kg,M 乙=40 kg，当面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，以下列图，两个相距0.9 m，弹簧秤的示数为 9.2 N，以下判断正确的是（）A.两人的线速度同样，约为 40 m/sB.两人的角速度同样，为 6 rad/sC.两人的运动半径同样，都是 0.45 mD.两人的运动半径不同样，甲为 0.3 m,乙为0.6 m剖析：甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度同样，半径之和为两人的距离 .设甲、乙两人所需向心力为 F ，角速度为ω，半径分别为 r 、r .则=M 2 =M 2 =9.2 N ①r +r =0.9 m ②F ωr ω向甲甲乙乙甲乙由①②两式可解得只有 D 正确答案：D7、以下列图，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，以下说法正确的选项是（）A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大B.物体所受弹力增大，摩擦力减小C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小D.物体所受弹力增大，摩擦力不变析：物体在竖直方向上受重力 G 与摩擦力 F，是一对平衡力，在向心力方向上受弹力 F N.依照向心力公式，可知 F N=mω2r，当ω增大时，F N增大，选 D.8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，以下说法中正确的选项是（）A.当转速不变时，绳短易断 B.当角速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断2析：由公式 a=ωR=知，当角速度（转速）不变时绳长易断，故A、B错误.周期不变时,绳长易断，故 D 正确.由,当线速度不变时绳短易断 ,C 错9、如图,质量为 m 的木块从半径为 R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，若是由于摩擦力的作用使得木块的速率A.由于速率不变，因此木块加速度为零 C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大D.木块下滑过程中的加速度大小不变 ,方向时辰指向球心剖析：木块做匀速圆周运动，所受合外力大小恒定，方向时辰指向圆心，故选项 A、B 不正确 .在木块滑动过程中，小球对碗壁的压力不同样，故摩擦力大小改变,C 错. 答案：D10、以下列图，在圆滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为 m 和 M 的两球，两球用稍微线连接 .若 M＞m，则（）A.当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动B.当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动C.若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为 2ω时两球也不动D.若两球相对杆滑动，必然向同一方向，不会相向滑动剖析：由牛顿第三定律可知 M、m 间的作用力相等，即 F M =F m，F M=Mω2r M，F m=mω2rm，因此若 M、m 不动，则 r M∶r m=m∶M ，因此 A 、B 不对， C 对（不动的条件与ω没关）.若相向滑动，无力供应向心力， D 对. 答案：CD 11、一物体以 4m/s 的线速度做匀速圆周运动，转动周期为 2s，则物体在运动过程的任一时辰，速度变化率的大小为（）2 2 2D.4 π m/sω =2π/T=2 π/2= πv= ω *r因此r=4/πa=v ∧2/r=16/(4/ π)=4 π12、在水平路面上安全转弯的汽车，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.重力、支持力和牵引力的合力C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力二、非选择题【共3道小题】1、以下列图，半径为 R 的半球形碗内，有一个拥有必然质量的物体 A，A 与碗壁间的动摩擦因数为μ，当碗绕竖直轴 OO′匀速转动时，物体 A 恰好能紧贴在碗口周边随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动的角速度 .剖析：物体A 随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动的角速度A 做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O，故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力供应，此时物体所受的摩擦力与重力平衡 .剖析：物体 A 做匀速圆周运动，向心力： F 2 Rωn=m而摩擦力与重力平衡，则有μF n 即n μ=mg F =mg/由以上两式可得： mω2 μ即碗匀速转动的角速度为：ω=R= mg/.2、汽车沿半径为 R 的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能够高出多少 ?剖析：跑道对汽车的摩擦力供应向心力，1/10mg=mv2/r，因此要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为 v=. 答案：车速最大不能够高出3、一质量 m=2 kg 的小球从圆滑斜面上高 h=3.5 m 处由静止滑下，斜面的底端连着一个半径 R=1 m 的圆滑圆环（以下列图），则小球滑至圆环极点时对环的压力为，小球最少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点，hmin=_________(g=10 m/s2).剖析：①设小球滑至圆环极点时速度为 v1,则mgh=mg·2R+ 1/2mv12F n+mg= mv12/R得:F n=40 N②小球恰好经过最高点时速度为 v2,则 mg= mv22/R又 mgh′=mg2R+1/2 mv22 得′答案：/R匀速圆周运动典型问题剖析匀速圆周运动问题是学习的难点，也是高考的热点，同时它又简单和很多知识综合在一起，形成能力性很强的题目，如除力学部分外，电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题依旧要用到匀速圆周运动的知识，对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点，第一是匀速圆周运动的运动学规律，其次是其动力学规律，现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

向心力实例分析1

3、把总质量为M的盛有水的桶，系在长L的绳子一端，使
桶在竖直平面内绕绳另一端做圆周运力的
最小值为
。
5、质量是1×103kg的汽车驶过一座拱桥，已知桥顶点桥面的圆弧半径是90m，g=10m/s2。求：（1 )汽车以15 m/s的速度驶过桥顶时，汽车对桥面的压力；（2）汽车以多大的速度驶过桥顶时，汽车对桥面的压力为零？
① 当v< gr 时，Ｎ<０，实际情况杯底不可能给水向上的力，所以，此时水
将会流出杯子。
1、在水平面上转弯的汽车，向心力是（ B ）
A、重力和支持力的合力
B、静摩檫力
C、滑动摩檫力
D、重力、支持力和牵引力的合力
2、质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动，若经最高点不脱离轨道的临界速度为v，则当小球以2v速度经过最高点时，小球对轨道的压力大小为（ C ） A、0 B、mg C、3mg D、5mg
解：设水的质量为m，杯子运动到最高点时速率为v，
绳长为r则有： N+mg=mv2/r
∵N≥0 ∴v≥ gr
① 当v＝ gr 时，Ｎ＝０，水在杯中刚好不流出，
此时水作圆周运动所需向心力刚好完全由重力提供，此为临界条件。
② 当v> gr 时，Ｎ>０，杯底对水有一向下的
力的作用，此时水作圆周运动所需向心力由Ｎ和重力Ｇ的合力提供。
展示火车转弯的情形，提出问题：火车能在高出路面的工字型轨道滚滚向前而不越轨一寸，这是为什么？火车能安全的通过弯道，这又是为什么？
1、 “水流星”模型课件展示杂技演员表演“水流星”节目，我们发现不管演员怎样抡，水都
不会从杯里洒出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出。这是为什么？

向心力典型例题（附问题详解）

向⼼⼒典型例题（附问题详解）1、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，它与圆筒的动摩擦因数为µ，现要使a不下滑，则圆筒转动的⾓速度ω⾄少为（）A. B. C. D.2、下⾯关于向⼼⼒的叙述中，正确的是（）A.向⼼⼒的⽅向始终沿着半径指向圆⼼，所以是⼀个变⼒B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作⽤外，还⼀定受到⼀个向⼼⼒的作⽤C.向⼼⼒可以是重⼒、弹⼒、摩擦⼒中的某个⼒，也可以是这些⼒中某⼏个⼒的合⼒，或者是某⼀个⼒的分⼒D.向⼼⼒只改变物体速度的⽅向，不改变物体速度的⼤⼩3、关于向⼼⼒的说法，正确的是（）A.物体由于做圆周运动⽽产⽣了⼀个向⼼⼒B.向⼼⼒不改变圆周运动物体速度的⼤⼩C.做匀速圆周运动的物体其向⼼⼒即为其所受的合外⼒D.做匀速圆周运动的物体其向⼼⼒⼤⼩不变5、如图所⽰，质量为m的⽊块，从半径为r的竖直圆轨道上的A点滑向B点，由于摩擦⼒的作⽤，⽊块的速率保持不变，则在这个过程中A.⽊块的加速度为零B.⽊块所受的合外⼒为零C.⽊块所受合外⼒⼤⼩不变，⽅向始终指向圆⼼D.⽊块所受合外⼒的⼤⼩和⽅向均不变6、甲、⼄两名溜冰运动员，M甲=80 kg,M⼄=40 kg，⾯对⾯拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所⽰，两个相距0.9 m，弹簧秤的⽰数为9.2 N，下列判断正确的是（）A.两⼈的线速度相同，约为40 m/sB.两⼈的⾓速度相同，为6 rad/sC.两⼈的运动半径相同，都是0.45 mD.两⼈的运动半径不同，甲为0.3 m,⼄为0.6 m7、如图所⽰，在匀速转动的圆筒内壁上有⼀物体随圆筒⼀起转动⽽未滑动.若圆筒和物体以更⼤的⾓速度做匀速转动，下列说法正确的是（）A.物体所受弹⼒增⼤，摩擦⼒也增⼤B.物体所受弹⼒增⼤，摩擦⼒减⼩C.物体所受弹⼒减⼩，摩擦⼒也减⼩D.物体所受弹⼒增⼤，摩擦⼒不变8、⽤细绳拴住⼀球，在⽔平⾯上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.当转速不变时，绳短易断B.当⾓速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断9、如图,质量为m的⽊块从半径为R的半球形的碗⼝下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦⼒的作⽤使得⽊块的速率不变A.因为速率不变，所以⽊块加速度为零 C.⽊块下滑过程中的摩擦⼒⼤⼩不变B.⽊块下滑的过程中所受的合外⼒越来越⼤D.⽊块下滑过程中的加速度⼤⼩不变,⽅向时刻指向球⼼解析：⽊块做匀速圆周运动，所受合外⼒⼤⼩恒定，⽅向时刻指向圆⼼，故选项A、B不正确.在⽊块滑动过程中，⼩球对碗壁的压⼒不同，故摩擦⼒⼤⼩改变,C错. 答案：D10、如图所⽰，在光滑的以⾓速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m和M的两球，两球⽤轻细线连接.若M＞m，则（）A.当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动B.当两球离轴距离之⽐等于质量之⽐时，两球相对杆都不动C.若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为2ω时两球也不动D.若两球相对杆滑动，⼀定向同⼀⽅向，不会相向滑动解析：由⽜顿第三定律可知M、m间的作⽤⼒相等，即F M=F m，F M=Mω2r M，F m=m ω2rm，所以若M、m不动，则r M∶rm=m∶M，所以A、B不对，C对（不动的条件与ω⽆关）.若相向滑动，⽆⼒提供向⼼⼒，D对. 答案：CD11、⼀物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任⼀时刻，速度变化率的⼤⼩为（）A.2m/s2B.4m/s2C.0D.4π m/s2ω=2π/T=2π/2=π v=ω*r 所以r=4/π a=v∧2/r=16/(4/π)=4π12、在⽔平路⾯上安全转弯的汽车，向⼼⼒是（）A.重⼒和⽀持⼒的合⼒B.重⼒、⽀持⼒和牵引⼒的合⼒C 汽车与路⾯间的静摩擦⼒ D.汽车与路⾯间的滑动摩擦⼒⼆、⾮选择题【共3道⼩题】1、如图所⽰，半径为R的半球形碗内，有⼀个具有⼀定质量的物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为µ，当碗绕竖直轴OO′匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗⼝附近随碗⼀起匀速转动⽽不发⽣相对滑动，求碗转动的⾓速度.分析：物体A随碗⼀起转动⽽不发⽣相对滑动，物体做匀速圆周运动的⾓速度ω就等于碗转动的⾓速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向⼼⼒⽅向指向球⼼O，故此向⼼⼒不是重⼒⽽是由碗壁对物体的弹⼒提供，此时物体所受的摩擦⼒与重⼒平衡.解析：物体A做匀速圆周运动，向⼼⼒：F n=mω2R⽽摩擦⼒与重⼒平衡，则有µF n=mg 即F n=mg/µ由以上两式可得：mω2R= mg/µ即碗匀速转动的⾓速度为：ω=.2、汽车沿半径为R的⽔平圆跑道⾏驶，路⾯作⽤于车的摩擦⼒的最⼤值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最⼤不能超过多少?解析：跑道对汽车的摩擦⼒提供向⼼⼒，1/10mg=mv2/r，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最⼤值为v=. 答案：车速最⼤不能超过3、⼀质量m=2 kg的⼩球从光滑斜⾯上⾼h=3.5 m处由静⽌滑下，斜⾯的底端连着⼀个半径R=1 m的光滑圆环（如图所⽰），则⼩球滑⾄圆环顶点时对环的压⼒为_____________，⼩球⾄少应从多⾼处静⽌滑下才能通过圆环最⾼点，hmin=_________(g=10 m/s2).匀速圆周运动典型问题剖析匀速圆周运动问题是学习的难点，也是⾼考的热点，同时它⼜容易和很多知识综合在⼀起，形成能⼒性很强的题⽬，如除⼒学部分外，电学中“粒⼦在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要⽤到匀速圆周运动的知识，对匀速圆周运动的学习可重点从两个⽅⾯掌握其特点，⾸先是匀速圆周运动的运动学规律，其次是其动⼒学规律，现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

向心力典型例题

向心力典型例题（附答案详解）一、选择题【共12道小题】1、如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′转动，小物块a靠在圆筒的壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（）A. B. C. D.解析：要使a不下滑，则a受筒的最大静摩擦力作用，此力与重力平衡，筒壁给a的支持力提供向心力，则N=mrω2，而fm=mg=μN，所以mg=μmrω2，故 . 所以A、B、C均错误，D正确.4、在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子，一根长1 m的细绳一端系小球，另一端拴在A钉上，如图所示.已知小球质量为0.4 kg，小球开始以2 m／s的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（）A.2.4π sB.1.4π sC.1.2π sD.0.9π s解析：当绳子拉力为4 N时，由F=可得r=0.4 m.小球每转半个周期，其半径就减小0.2 m，由分析知，小球分别以半径为1 m，0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉断了，所以时间为t==1.2π s. 答案：C6、甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80 kg,M乙=40 kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两个相距0.9 m，弹簧秤的示数为9.2 N，下列判断正确的是（）A.两人的线速度相同，约为40 m/sB.两人的角速度相同，为6 rad/sC.两人的运动半径相同，都是0.45 mD.两人的运动半径不同，甲为0.3 m,乙为0.6 m解析：甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度相同，半径之和为两人的距离.设甲、乙两人所需向心力为F 向，角速度为ω，半径分别为r 甲、r 乙.则F 向=M 甲ω2r 甲=M 乙ω2r 乙=9.2 N ① r 甲+r 乙=0.9 m ②由①②两式可解得只有D 正确答案：D7、如图所示，在匀速转动的圆筒壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说确的是（）A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大B.物体所受弹力增大，摩擦力减小C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小D.物体所受弹力增大，摩擦力不变析：物体在竖直方向上受重力G 与摩擦力F ，是一对平衡力，在向心力方向上受弹力F N .根据向心力公式，可知F N =mω2r ，当ω增大时，F N 增大，选D.8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.当转速不变时，绳短易断B.当角速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断析：由公式a=ω2R=知，当角速度（转速）不变时绳长易断，故A 、B 错误.周期不变时,绳长易断，故D 正确.由,当线速度不变时绳短易断,C 错9、如图,质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变A.因为速率不变，所以木块加速度为零C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心解析：木块做匀速圆周运动，所受合外力大小恒定，方向时刻指向圆心，故选项A、B不正确.在木块滑动过程中，小球对碗壁的压力不同，故摩擦力大小改变,C错. 答案：D10、如图所示，在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m和M 的两球，两球用轻细线连接.若M＞m，则（）A.当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动B.当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动C.若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为2ω时两球也不动D.若两球相对杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动解析：由牛顿第三定律可知M、m间的作用力相等，即F M=F m，F M=Mω2r M，F m=mω2rm，所以若M、m不动，则r M∶r m=m∶M，所以A、B不对，C对（不动的条件与ω无关）.若相向滑动，无力提供向心力，D对. 答案：CD 11、一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（）A.2m/s2B.4m/s2C.0D.4π m/s2ω=2π/T=2π/2=πv=ω*r所以r=4/πa=v∧2/r=16/(4/π)=4π12、在水平路面上安全转弯的汽车，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.重力、支持力和牵引力的合力C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力二、非选择题【共3道小题】1、如图所示，半径为R的半球形碗，有一个具有一定质量的物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为μ，当碗绕竖直轴OO′匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动的角速度.分析：物体A随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O，故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力提供，此时物体所受的摩擦力与重力平衡.解析：物体A做匀速圆周运动，向心力：F n=mω2R而摩擦力与重力平衡，则有μF n=mg 即F n=mg/μ由以上两式可得：mω2R= mg/μ即碗匀速转动的角速度为：ω=.2、汽车沿半径为R的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过多少?解析：跑道对汽车的摩擦力提供向心力，1/10mg=mv2/r，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为v=. 答案：车速最大不能超过3、一质量m=2 kg 的小球从光滑斜面上高h=3.5 m 处由静止滑下，斜面的底端连着一个半径R=1 m 的光滑圆环（如图所示），则小球滑至圆环顶点时对环的压力为_____________，小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点，hmin=_________(g=10 m/s2).解析：①设小球滑至圆环顶点时速度为v 1,则mgh=mg·2R+ 1/2mv 12 F n +mg= mv 12/R 得:F n =40 N②小球刚好通过最高点时速度为v 2,则mg= mv 22/R 又mgh′=mg2R+1/2 mv 22/R 得h′=2.5R 答案：40 N;2.5R匀速圆周运动典型问题剖析1. 基本概念、公式的理解和运用[例2] 在绕竖直轴匀速转动的圆环上有A 、B 两点，如图1所示，过A 、B 的半径与竖直轴的夹角分别为30°和60°，则A 、B 两点的线速度之比为；向心加速度之比为。

向心力典型例题

1、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，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（）A. B. C. D.2、下面关于向心力的叙述中，正确的是（）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用外，还一定受到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小3、关于向心力的说法，正确的是（）A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变5、如图所示，质量为m的木块，从半径为r的竖直圆轨道上的A点滑向B点，由于摩擦力的作用，木块的速率保持不变，则在这个过程中A.木块的加速度为零B.木块所受的合外力为零C.木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心D.木块所受合外力的大小和方向均不变6、甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80 kg,M乙=40 kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两个相距 m，弹簧秤的示数为 N，下列判断正确的是（）A.两人的线速度相同，约为40 m/sB.两人的角速度相同，为6 rad/sC.两人的运动半径相同，都是 mD.两人的运动半径不同，甲为 m,乙为 m7、如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（）A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大B.物体所受弹力增大，摩擦力减小C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小D.物体所受弹力增大，摩擦力不变8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.当转速不变时，绳短易断B.当角速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断9、如图,质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变A.因为速率不变，所以木块加速度为零 C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心解析：木块做匀速圆周运动，所受合外力大小恒定，方向时刻指向圆心，故选项A、B不正确.在木块滑动过程中，小球对碗壁的压力不同，故摩擦力大小改变,C错. 答案：D10、如图所示，在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m和M的两球，两球用轻细线连接.若M＞m，则（）A.当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动B.当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动C.若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为2ω时两球也不动D.若两球相对杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动解析：由牛顿第三定律可知M、m间的作用力相等，即F M=F m，F M=Mω2r M，F m=mω2rm，所以若M、m不动，则r M∶r m=m∶M，所以A、B不对，C对（不动的条件与ω无关）.若相向滑动，无力提供向心力，D对. 答案：CD11、一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（）s2 s2π m/s2ω=2π/T=2π/2=πv=ω*r所以r=4/π a=v∧2/r=16/(4/π)=4π12、在水平路面上安全转弯的汽车，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.重力、支持力和牵引力的合力C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力二、非选择题【共3道小题】1、如图所示，半径为R的半球形碗内，有一个具有一定质量的物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为μ，当碗绕竖直轴OO′匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动的角速度.分析：物体A随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O，故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力提供，此时物体所受的摩擦力与重力平衡.解析：物体A做匀速圆周运动，向心力：F n=mω2R而摩擦力与重力平衡，则有μF n=mg 即F n=mg/μ由以上两式可得：mω2R= mg/μ即碗匀速转动的角速度为：ω=. 2、汽车沿半径为R的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过多少解析：跑道对汽车的摩擦力提供向心力，1/10mg=mv2/r，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为v=. 答案：车速最大不能超过3、一质量m=2 kg的小球从光滑斜面上高h= m处由静止滑下，斜面的底端连着一个半径R=1 m的光滑圆环（如图所示），则小球滑至圆环顶点时对环的压力为_____________，小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点，hmin=_________(g=10 m/s2).匀速圆周运动典型问题剖析匀速圆周运动问题是学习的难点，也是高考的热点，同时它又容易和很多知识综合在一起，形成能力性很强的题目，如除力学部分外，电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识，对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点，首先是匀速圆周运动的运动学规律，其次是其动力学规律，现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

6.2向心力(解析版)

6.2 向心力一、基础篇1.在水平冰面上，狗拉着雪橇做变速圆周运动，O点为圆心，能正确的表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的图是()解析：选C雪橇所受的摩擦力方向一定与运动方向相反，沿圆周的切线方向，牵引力F有沿半径指向圆心的分力提供向心力，沿切向的分力与F f的合力改变雪橇速度的大小，故只有选项C正确。

2.关于向心力，下列说法中正确的是()A．物体由于做圆周运动而产生一个向心力B．向心力不改变物体做圆周运动的速度大小C．做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力D．做一般曲线运动的物体所受的合力即为向心力解析：选B向心力是根据力的作用效果命名的，它不改变速度的大小，只改变速度的方向，选项A错误，B正确；做匀速圆周运动的物体的向心力始终指向圆心，方向在不断变化，是变力，选项C错误；做一般曲线运动的物体所受的合力通常可分解为切线方向的分力和法线方向的分力，切线方向的分力改变速度的大小，法线方向的分力改变速度的方向，选项D错误。

3．[多选]如图所示，四辆相同的小“自行车”固定在四根水平横杆上，四根杆子间的夹角均保持90°不变，且可一起绕中间的竖直轴转动。

当小“自行车”的座位上均坐上小孩并一起转动时，他们的()A．角速度相同B．线速度相同C．周期相同D．所需向心力大小相同解析：选AC小自行车在转动过程中，转动的周期相等，因此角速度相同，选项A、C正确；根据v＝rω可知，线速度大小相等，但方向不同，所以选项B错误；由于不知道小朋友的质量关系，所以根据F向＝mrω2可知，向心力大小关系不确定，选项D错误。

4.(2019·重庆高一检测)一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体随圆盘一起运动。

对小物体进行受力分析，下列说法正确的是()A．只受重力和支持力B．只受重力、支持力、摩擦力C．只受重力、支持力、向心力D．只受重力、支持力、摩擦力、向心力解析：选B小物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对小物体受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图所示；重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力，故B正确。

向心力类型题

1.转盘问题：
例1：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=0.5m，离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小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μ
2.圆锥摆问题：
例2：如图所示，长为L的细线，系着一个质量为m的小球，悬挂在天花板上的O点，让其在水平面内做匀速圆周运动，当摆线L与竖直方向的夹角是θ时，求：
（1）线的拉力F的大小
（2）小球运动的线速度的大小
（3）小球运动的角速度和周期
3.汽车过桥问题：
例3：如图所示，有一质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。

（1）汽车到达桥顶时速度为5m/s,汽车对桥的压力是多大？
（2）汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空？
4.火车转弯问题：
例4：如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO’转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一般，内壁上有一质量为m的小物块，求：
（1）当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小
（2）当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为0时，筒转动的角速度
5竖直平面的圆周运动问题：
例5：如图所示，水平轨道AB和半圆竖直轨道BC相切，圆半径为R.一小球从水平轨道进入半圆轨道，然后从C点飞出，试讨论小球从C点飞出落到水平轨道上的位置离B点至少多远？。

高一物理向心力典型例题(含标准答案)

向心力典型例题（附答案详解）一、选择题【共12道小题】1、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，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（）A.B.C.D.解析：要使a不下滑，则a受筒的最大静摩擦力作用，此力与重力平衡，筒壁给a的支持力提供向心力，则N=mrω2，而fm=mg=μN，所以mg=μmrω2，故. 所以A、B、C均错误，D 正确.2、下面关于向心力的叙述中，正确的是（）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用外，还一定受到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小解析：向心力是按力的作用效果来命名的，它可以是物体受力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力.向心力时刻指向圆心与速度方向垂直，所以向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即向心力不做功. 答案：ACD3、关于向心力的说法，正确的是（）A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变解析：向心力并不是物体受到的一个特殊力，它是由其他力沿半径方向的合力或某一个力沿半径方向的分力提供的.因为向心力始终与速度方向垂直，所以向心力不会改变速度的大小，只改变速度的方向.当质点做匀速圆周运动时，向心力的大小保持不变. 答案：BCD4、在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子，一根长1 m的细绳一端系小球，另一端拴在A钉上，如图所示.已知小球质量为0.4 kg，小球开始以2 m／s的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（）A.2.4π sB.1.4π sC.1.2π sD.0.9π s解析：当绳子拉力为4 N时，由F=可得r=0.4 m.小球每转半个周期，其半径就减小0.2 m，由分析知，小球分别以半径为1 m，0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉断了，所以时间为t==1.2π s. 答案：C5、如图所示，质量为m的木块，从半径为r的竖直圆轨道上的A点滑向B 点，由于摩擦力的作用，木块的速率保持不变，则在这个过程中A.木块的加速度为零B.木块所受的合外力为零C.木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心D.木块所受合外力的大小和方向均不变解析：木块做匀速圆周运动，所以木块所受合外力提供向心力. 答案：C主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用6、甲、乙两名溜冰运动员，M 甲=80 kg,M乙=40 kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两个相距0.9 m，弹簧秤的示数为9.2 N，下列判断正确的是（）A.两人的线速度相同，约为40 m/sB.两人的角速度相同，为6 rad/sC.两人的运动半径相同，都是0.45 mD.两人的运动半径不同，甲为0.3 m,乙为0.6 m解析：甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度相同，半径之和为两人的距离.设甲、乙两人所需向心力为F向，角速度为ω，半径分别为r甲、r乙.则F向=M甲ω2r甲=M乙ω2r乙=9.2 N ①r甲+r乙=0.9 m ②由①②两式可解得只有D正确答案：D7、如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（）A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大B.物体所受弹力增大，摩擦力减小C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小D.物体所受弹力增大，摩擦力不变析：物体在竖直方向上受重力G与摩擦力F，是一对平衡力，在向心力方向上受弹力F N.根据向心力公式，可知F N=mω2r，当ω增大时，F N增大，选D.8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.当转速不变时，绳短易断B.当角速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断析：由公式a=ω2R=知，当角速度（转速）不变时绳长易断，故A、B错误.周期不变时,绳长易断，故D正确.由,当线速度不变时绳短易断,C错9、如图,质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变A.因为速率不变，所以木块加速度为零C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心解析：木块做匀速圆周运动，所受合外力大小恒定，方向时刻指向圆心，故选项A、B不正确.在木块滑动过程中，小球对碗壁的压力不同，故摩擦力大小改变,C错. 答案：D10、如图所示，在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m和M的两球，两球用轻细线连接.若M＞m，则（）A.当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动B.当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动C.若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为2ω时两球也不动D.若两球相对杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动解析：由牛顿第三定律可知M、m间的作用力相等，即F M=F m，F M=Mω2r M，F m=mω2rm，所以若M、m不动，则r M∶r m=m∶M，所以A、B不对，C对（不动的条件与ω无关）.若相向滑动，无力提供向心力，D对. 答案：CD 11、一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（）A.2m/s2B.4m/s2C.0D.4π m/s2ω=2π/T=2π/2=πv=ω*r所以r=4/πa=v∧2/r=16/(4/π)=4π12、在水平路面上安全转弯的汽车，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.重力、支持力和牵引力的合力C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力二、非选择题【共3道小题】1、如图所示，半径为R的半球形碗内，有一个具有一定质量的物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为μ，当碗绕竖直轴OO′匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动的角速度.分析：物体A随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O，故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力提供，此时物体所受的摩擦力与重力平衡.解析：物体A做匀速圆周运动，向心力：F n=mω2R而摩擦力与重力平衡，则有μF n=mg 即F n=mg/μ由以上两式可得：mω2R= mg/μ即碗匀速转动的角速度为：ω=.2、汽车沿半径为R的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过多少?解析：跑道对汽车的摩擦力提供向心力，1/10mg=mv2/r，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为v=. 答案：车速最大不能超过3、一质量m=2 kg的小球从光滑斜面上高h=3.5 m处由静止滑下，斜面的底端连着一个半径R=1 m的光滑圆环（如图所示），则小球滑至圆环顶点时对环的压力为_____________，小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点，hmin=_________(g=10 m/s2).解析：①设小球滑至圆环顶点时速度为v1,则mgh=mg·2R+ 1/2mv12F n+mg= mv12/R 得:F n=40 N②小球刚好通过最高点时速度为v2,则mg= mv22/R又mgh′=mg2R+1/2 mv22/R得h′=2.5R答案：40 N;2.5R匀速圆周运动典型问题剖析匀速圆周运动问题是学习的难点，也是高考的热点，同时它又容易和很多知识综合在一起，形成能力性很强的题目，如除力学部分外，电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识，对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点，首先是匀速圆周运动的运动学规律，其次是其动力学规律，现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

(完整版)向心力向心加速度·典型例题解析

向心力向心加速度·典型例题解析【例1】如图37－1所示，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无相对滑动，大轮的半径是小轮半径的2倍，大轮上的一点S离转动轴的距离是半径的1/3．当大轮边缘上的P点的向心加速度是0.12m/s2时，大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度各为多大？解析：P点和S点在同一个转动轮子上，其角速度相等，即ωP＝ωS．由向心加速度公式a＝rω2可知：a s/a p＝r s/r p，∴a s＝r s/r p·a p＝1/3×0.12m/s2＝0.04m/s2．由于皮带传动时不打滑，Q点和P点都在由皮带传动的两个轮子边缘，这两点的线速度的大小相等，即v Q＝v P．由向心加速度公式a＝v2/r可知：a Q/a P ＝r P/r Q，∴a Q＝r P/r Q×a P＝2/1×0.12m/s2＝0.24 m/s2．点拨：解决这类问题的关键是抓住相同量，找出已知量、待求量和相同量之间的关系，即可求解．【问题讨论】(1)在已知a p的情况下，为什么求解a s时要用公式a＝rω2、求解a Q时，要用公式a＝v2/r？(2)回忆一下初中电学中学过的导体的电阻消耗的电功率与电阻的关系式：P＝I2R和P＝U2/R，你能找出电学中的电功率P与电阻R的关系及这里的向心加速度a与圆周半径r的关系之间的相似之处吗？【例2】如图37－2所示，一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一个木块，当圆盘匀角速转动时，木块随圆盘一起运动，那么[ ] A．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心B．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心C．因为木块随圆盘一起运动，所以木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块的运动方向相同D．因为摩擦力总是阻碍物体的运动，所以木块所受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反解析：从静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的趋势来分析：由于圆盘转动时，以转动的圆盘为参照物，物体的运动趋势是沿半径向外，背离圆心的，所以盘面对木块的静摩擦力方向沿半径指向圆心．从做匀速圆周运动的物体必须受到一个向心力的角度来分析：木块随圆盘一起做匀速圆周运动，它必须受到沿半径指向圆心的合力．由于木块所受的重力和盘面的支持力都在竖直方向上，只有来自盘面的静摩擦力提供指向圆心的向心力，因而盘面对木块的静摩擦力方向必沿半径指向圆心．所以，正确选项为B．点拨：1．向心力是按效果命名的，它可以是重力、或弹力、或摩擦力，也可以是这些力的合力或分力所提供．2．静摩擦力是由物体的受力情况和运动情况决定的．【问题讨论】有的同学认为，做圆周运动的物体有沿切线方向飞出的趋势，静摩擦力的方向应该与物体的运动趋势方向相反．因而应该选取的正确答案为D．你认为他的说法对吗？为什么？【例3】如图37－3所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O；一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为m＝1kg的小球A，另一端连接质量为M＝4kg 的重物B．(1)当小球A沿半径r＝0.1m的圆周做匀速圆周运动，其角速度为ω＝10rad/s时，物体B对地面的压力为多大？(2)当A球的角速度为多大时，B物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态？(g＝10m/s2)点拨：小球A作匀速圆周运动，由绳子的拉力提供向心力，从而使B对地面的压力减少．当B物体将要离开而尚未离开地面时，小球A所需的向心力恰好等于重物B的重力参考答案(1)30N(2)20rad/s【例4】小球A和B用细线连接，可以在光滑的水平杆上无摩擦地滑动，已知它们的质量之比m1∶m2＝3∶1，当这一装置绕着竖直轴做匀速转动且A、B两球与水平杆子达到相对静止时(如图37－4所示)，A、B两球做匀速圆周运动的[ ] A．线速度大小相等B．角速度相等C．向心力的大小之比为F1∶F2＝3∶1D．半径之比为r1∶r2＝1∶3点拨：当两小球随轴转动达到稳定状态时，把它们联系在一起的同一根细线为A、B两小球提供的向心力大小相等；同轴转动的角速度相等；两小球的圆周轨道半径之和为细线的长度；两小球的线速度与各自的轨道半径成正比．【问题讨论】如果上述装置的转速增大，当转速增至某一数值时，细线会被拉断，断了细线后的A、B两个小球将如何运动？参考答案BD跟踪反馈1．如图37－5所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，关于这个小球的受力情况，下列说法中，正确的是[ ] A．受重力、拉力、向心力B．受重力、拉力C．只受重力D．以上说法均不正确2．如图37－6所示的皮带传动装置中，O为轮子A和B的共同转轴，O′为轮子C的转轴，A、B、C分别是三个轮子边缘上的质点，且R A＝R C＝2R B，则三质点的向心加速度大小之比a A∶a B∶a C等于[ ] A．4∶2∶1 B．2∶1∶2C∶1∶2∶4 D．4∶1∶4 3．如图37－7所示，水平光滑圆盘的中央有一小孔，让一根细绳穿过小孔，一端连结一个小球，另一端连结一个弹簧，弹簧下端固定在地板上，弹簧处在原长时，小球恰好处在圆心小孔处，让小球拉出小孔并使其作匀速圆周运动，证明其角速度为恒量，与旋转半径无关．4．用一根细绳拴一物体，使它在距水平地面高h＝1.6m处的水平面内做匀速圆周运动，轨道的圆周半径r＝1m．细绳在某一时刻突然被拉断，物体飞出后，落地点到圆周运动轨道圆心的水平距离S＝3m，则物体做匀速圆周运动的线速度为多大？向心加速度多大？参考答案1．B 2．A 3．由题意可得kΔL＝mω2ΔL，km/m 4v5m/s a25m/s2∴ω＝．＝，＝。

(完整版)向心力典型例题(附答案详解).docx

1、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，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使 a 不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（）A. B. C. D.2、下面关于向心力的叙述中，正确的是（）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用外，还一定受到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小3、关于向心力的说法，正确的是（）A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变5、如图所示，质量为 m 的木块，从半径为 r 的竖直圆轨道上的 A 点滑向 B 点，由于摩擦力的作用，木块的速率保持不变，则在这个过程中A.木块的加速度为零B.木块所受的合外力为零C.木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心D.木块所受合外力的大小和方向均不变6=80 kg,M=40 kg，面对面拉着弹簧秤做、甲、乙两名溜冰运动员， M 甲乙圆周运动的溜冰表演，如图所示，两个相距 0.9 m，弹簧秤的示数为 9.2 N，下列判断正确的是（）A.两人的线速度相同，约为 40 m/sB.两人的角速度相同，为 6 rad/sC.两人的运动半径相同，都是0.45 mD.两人的运动半径不同，甲为 0.3 m,乙为 0.6 m7、如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（）A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大B.物体所受弹力增大，摩擦力减小C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小D.物体所受弹力增大，摩擦力不变8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.当转速不变时，绳短易断B.当角速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断9、如图,质量为 m 的木块从半径为 R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变A.因为速率不变，所以木块加速度为零 C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大D.木块下滑过程中的加速度大小不变 ,方向时刻指向球心解析：木块做匀速圆周运动，所受合外力大小恒定，方向时刻指向圆心，故选项 A、B 不正确 .在木块滑动过程中，小球对碗壁的压力不同，故摩擦力大小改变,C 错. 答案：D10、如图所示，在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m 和 M 的两球，两球用轻细线连接 .若 M＞m，则（）A.当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动B.当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动C.若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为 2ω时两球也不动D.若两球相对杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动解析：由牛顿第三定律可知 M、m 间的作用力相等，即 F M =F m，F M=Mω2r M，F m=mω2rm，所以若 M、m 不动，则 r M∶r m=m∶M ，所以 A 、B 不对， C 对（不动的条件与ω无关）.若相向滑动，无力提供向心力， D 对. 答案：CD 11、一物体以 4m/s 的线速度做匀速圆周运动，转动周期为 2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（）22C.02A.2m/sB.4m/s D.4 π m/s ω =2π/T=2 π/2= πv= ω *r所以r=4/πa=v ∧2/r=16/(4/π)=4 π12、在水平路面上安全转弯的汽车，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.重力、支持力和牵引力的合力C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力二、非选择题【共3道小题】1、如图所示，半径为 R 的半球形碗内，有一个具有一定质量的物体 A，A 与碗壁间的动摩擦因数为μ，当碗绕竖直轴 OO′匀速转动时，物体 A 刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动的角速度 .分析：物体A 随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω物.体A 做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O，故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力提供，此时物体所受的摩擦力与重力平衡 .解析：物体 A 做匀速圆周运动，向心力： Fω2Rn=m而摩擦力与重力平衡，则有μF即 F n=mg/μn=mg由以上两式可得： mω2μ即碗匀速转动的角速度为：ω=R= mg/.2、汽车沿半径为 R 的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过多少 ?解析：跑道对汽车的摩擦力提供向心力，1/10mg=mv2/r，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为 v=. 答案：车速最大不能超过3、一质量 m=2 kg 的小球从光滑斜面上高 h=3.5 m处由静止滑下，斜面的底端连着一个半径 R=1 m 的光滑圆环（如图所示），则小球滑至圆环顶点时对环的压力为，小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点， hmin=_________(g=10 m/s2).匀速圆周运动典型问题剖析匀速圆周运动问题是学习的难点，也是高考的热点，同时它又容易和很多知识综合在一起，形成能力性很强的题目，如除力学部分外，电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识，对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点，首先是匀速圆周运动的运动学规律，其次是其动力学规律，现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

向心力典型例题(附答案详解)

4、在光滑水平面上相距 20 cm的两点钉上 A、B 两个钉子，一根长1 m 的细绳一端系小球，另一端拴在 A 钉上，如图所示 .已知小球质量为0.4 kg，小球开始以2 m／s 的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为 4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（）
A.2.4 π s
B.1.4 π s
A.两人的线速度相同，约为 40 m/s B.两人的角速度相同，为 6 rad/s
C.两人的运动半径相同，都是 0.45 m
D.两人的运动半径不同，甲为 0.3 m,乙为0.6 m
解析：甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度相同，半径之和为两人的距离 .
设甲、乙两人所需向心力为 F 向，角速度为 ω，半径分别为 r 甲、r 乙.则
于皮带不打滑，所以 A、B 两点的线速度大小相等，即 vA vB 。
（1）根据
v知 C
r
B
A rB 1 （2）根据 v r 知 vC vC rC rB 1
B rA 2
vB vA rA rA 2
（3）根据 a v 知 aC
aB
vC C vB B
11 1 22 4
点评：共轴转动的物体上各点的角速度相同，不打滑的皮带传动的两轮
（一）运动学特征及应用
匀速圆周运动的加速度、线速度的大小不变，而方向都是时刻变化的，
因此匀速圆周运动是典型的变加速曲线运动。为了描述其运动的特殊性，又
引入周期（ T）、频率（f ）、角速度（）等物理量，涉及的物理量及公式较
多。因此，熟练理解、掌握这些概念、公式，并加以灵活选择运用，是我们
学习的重点。
冲出圆跑道，车速最大值为 v= . 答案：车速最大不能超过 3、一质量 m=2 kg 的小球从光滑斜面上高 h=3.5 m 处由静止滑下，斜面的底端连着一个半径 R=1 m 的光滑圆环（如图所示），则小球滑至圆环顶点时对环的压力为 ____________，_ 小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点， hmin=_________(g=10 m/s2).

(完整版)向心力典型例题(附答案详解)

向心力典型例题一、选择题【共12道小题】1、如图6-7-7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，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（）图6-7-7A. B. C. D.您的答案:参考答案与解析:解析：要使a不下滑，则a受筒的最大静摩擦力作用，此力与重力平衡，筒壁给a的支持力提供向心力，则N=mrω2，而f m=mg=μN，所以mg=μmrω2，故.所以A、B、C均错误，D正确.答案：D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用2、下面关于向心力的叙述中，正确的是（）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用外，还一定受到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小您的答案:参考答案与解析:解析：向心力是按力的作用效果来命名的，它可以是物体受力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力.向心力时刻指向圆心与速度方向垂直，所以向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即向心力不做功.答案：ACD主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用3、关于向心力的说法，正确的是（）A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变您的答案:参考答案与解析:解析：向心力并不是物体受到的一个特殊力，它是由其他力沿半径方向的合力或某一个力沿半径方向的分力提供的.因为向心力始终与速度方向垂直，所以向心力不会改变速度的大小，只改变速度的方向.当质点做匀速圆周运动时，向心力的大小保持不变.答案：BCD主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用4、在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子，一根长1 m的细绳一端系小球，另一端拴在A钉上，如图6-7-8所示.已知小球质量为0.4 kg，小球开始以2 m／s的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（）图6-7-8A.2.4π sB.1.4π sC.1.2π sD.0.9π s您的答案:参考答案与解析:解析：当绳子拉力为4 N时，由F=可得r=0.4 m.小球每转半个周期，其半径就减小0.2 m，由分析知，小球分别以半径为1 m，0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉断了，所以时间为t==1.2π s.答案：C主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用5、如图6-7-9所示，质量为m的木块，从半径为r的竖直圆轨道上的A点滑向B点，由于摩擦力的作用，木块的速率保持不变，则在这个过程中（）图6-7-9A.木块的加速度为零B.木块所受的合外力为零C.木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心D.木块所受合外力的大小和方向均不变您的答案:参考答案与解析:解析：木块做匀速圆周运动，所以木块所受合外力提供向心力.答案：C主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用6、甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80 kg,M乙=40 kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图6-7-9所示，两个相距0.9 m，弹簧秤的示数为9.2 N，下列判断正确的是（）图6-7-9A.两人的线速度相同，约为40 m/sB.两人的角速度相同，为6 rad/sC.两人的运动半径相同，都是0.45 mD.两人的运动半径不同，甲为0.3 m,乙为0.6 m您的答案:参考答案与解析:解析：甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度相同，半径之和为两人的距离.设甲、乙两人所需向心力为F向，角速度为ω，半径分别为r甲、r乙.则F向=M甲ω2r甲=M乙ω2r乙=9.2 N ①r甲+r乙=0.9 m ②由①②两式可解得只有D正确答案：D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用7、如图6-7-6所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（）图6-7-6A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大B.物体所受弹力增大，摩擦力减小C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小D.物体所受弹力增大，摩擦力不变您的答案:参考答案与解析:解析：物体在竖直方向上受重力G与摩擦力F，是一对平衡力，在向心力方向上受弹力F N.根据向心力公式，可知F N=mω2r，当ω增大时，F N增大，所以应选D.答案：D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.当转速不变时，绳短易断B.当角速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断您的答案:参考答案与解析:解析：由公式a=ω2R=知，当角速度（转速）不变时绳长易断，故A、B 错误.周期不变时，绳长易断，故D正确.由，当线速度不变时绳短易断,C错.答案：D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用9、如图6-7-9,质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变（）图6-7-9A.因为速率不变，所以木块的加速度为零B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心您的答案:参考答案与解析:解析：木块做匀速圆周运动，所受合外力大小恒定，方向时刻指向圆心，故选项A、B不正确.在木块滑动过程中，小球对碗壁的压力不同，故摩擦力大小改变,C错.答案：D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用10、如图6-7-10所示，在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m和M的两球，两球用轻细线连接.若M＞m，则（）图6-7-10A.当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动B.当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动C.若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为2ω时两球也不动D.若两球相对杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动您的答案:参考答案与解析:解析：由牛顿第三定律可知M、m间的作用力相等，即F M=F m，F M=Mω2r M，F m=mω2r m，所以若M、m不动，则r M∶r m=m∶M，所以A、B不对，C对（不动的条件与ω无关）.若相向滑动，无力提供向心力，D对.答案：CD主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用11、一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（）A.2m/s2B.4m/s2C.0D.4π m/s2您的答案:参考答案与解析:D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用12、在水平路面上安全转弯的汽车，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.重力、支持力和牵引力的合力C.汽车与路面间的静摩擦力D.汽车与路面间的滑动摩擦力您的答案:参考答案与解析:C主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用二、非选择题【共3道小题】1、如图6-7-5所示，半径为R的半球形碗内，有一个具有一定质量的物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为μ，当碗绕竖直轴OO′匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动的角速度.图6-7-5错题收藏参考答案与解析:思路分析：物体A随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O，故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力提供，此时物体所受的摩擦力与重力平衡.解析：物体A做匀速圆周运动，向心力：F n=mω2R而摩擦力与重力平衡，则有μF n=mg即F n=由以上两式可得：mω2R=即碗匀速转动的角速度为：ω=.答案：主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用2、汽车沿半径为R的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的十分之一，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过多少?错题收藏参考答案与解析:解析：跑道对汽车的摩擦力提供向心力，，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为v=.答案：车速最大不能超过主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离心现象及其应用。

向心力典型例题(附答案详解)

1、如图所示,半径为r得圆筒，绕竖直中心轴OO′转动,小物块a靠在圆筒得内壁上，它与圆筒得动摩擦因数为μ,现要使ａ不下滑,则圆筒转动得角速度ω至少为（)Ａ、B、C、D、２、下面关于向心力得叙述中，正确得就是（）A、向心力得方向始终沿着半径指向圆心,所以就是一个变力B、做匀速圆周运动得物体，除了受到别得物体对它得作用外，还一定受到一个向心力得作用C、向心力可以就是重力、弹力、摩擦力中得某个力，也可以就是这些力中某几个力得合力，或者就是某一个力得分力D、向心力只改变物体速度得方向，不改变物体速度得大小３、关于向心力得说法，正确得就是( ）A、物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B、向心力不改变圆周运动物体速度得大小C、做匀速圆周运动得物体其向心力即为其所受得合外力D、做匀速圆周运动得物体其向心力大小不变５、如图所示,质量为m得木块，从半径为r得竖直圆轨道上得A点滑向B点,由于摩擦力得作用，木块得速率保持不变,则在这个过程中A、木块得加速度为零Ｂ、木块所受得合外力为零Ｃ、木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心D、木块所受合外力得大小与方向均不变6、甲、乙两名溜冰运动员，Ｍ甲=８0kｇ，Ｍ乙=4０ｋg,面对面拉着弹簧秤做圆周运动得溜冰表演，如图所示,两个相距0、9 m,弹簧秤得示数为9、２N，下列判断正确得就是（）Ａ、两人得线速度相同，约为40m／sＢ、两人得角速度相同，为6 ｒad/sC、两人得运动半径相同，都就是０、45mＤ、两人得运动半径不同，甲为0、3m,乙为0、6ｍ7、如图所示,在匀速转动得圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动、若圆筒与物体以更大得角速度做匀速转动,下列说法正确得就是（）A、物体所受弹力增大，摩擦力也增大B、物体所受弹力增大，摩擦力减小Ｃ、物体所受弹力减小,摩擦力也减小D、物体所受弹力增大，摩擦力不变8、用细绳拴住一球,在水平面上做匀速圆周运动,下列说法中正确得就是( ）A、当转速不变时,绳短易断B、当角速度不变时，绳短易断C、当线速度不变时，绳长易断D、当周期不变时,绳长易断９、如图,质量为ｍ得木块从半径为Ｒ得半球形得碗口下滑到碗得最低点得过程中，如果由于摩擦力得作用使得木块得速率不变A、因为速率不变，所以木块加速度为零C、木块下滑过程中得摩擦力大小不变B、木块下滑得过程中所受得合外力越来越大Ｄ、木块下滑过程中得加速度大小不变,方向时刻指向球心解析：木块做匀速圆周运动,所受合外力大小恒定,方向时刻指向圆心，故选项A、B不正确、在木块滑动过程中,小球对碗壁得压力不同，故摩擦力大小改变，C错、答案:D10、如图所示，在光滑得以角速度ω旋转得细杆上穿有质量分别为ｍ与M得两球,两球用轻细线连接、若M〉ｍ,则（)A、当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动B、当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动Ｃ、若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为２ω时两球也不动D、若两球相对杆滑动，一定向同一方向,不会相向滑动解析：由牛顿第三定律可知Ｍ、m间得作用力相等,即F M=F m,FＭ=Mω2r M，Ｆ=mω2ｒm,所以若M、m不动，则r M∶ｒm=m∶M,所以A、B不对，C对（不m动得条件与ω无关）、若相向滑动,无力提供向心力，D对、答案：CD11ﻫ、一物体以4m/ｓ得线速度做匀速圆周运动,转动周期为２ｓ,则物体在运动过程得任一时刻，速度变化率得大小为（）Ａ、２m／s2B、4ｍ／s2C、0 D、4πm/s２ω=2π／T=2π/2＝πｖ＝ω＊r所以r=4/πa=v∧2/r=1６／（4/π)=4π12、在水平路面上安全转弯得汽车，向心力就是（)A、重力与支持力得合力Ｂ、重力、支持力与牵引力得合力C汽车与路面间得静摩擦力D、汽车与路面间得滑动摩擦力二、非选择题【共３道小题】1、如图所示，半径为R得半球形碗内,有一个具有一定质量得物体A，Ａ与碗壁间得动摩擦因数为μ,当碗绕竖直轴ＯＯ′匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动得角速度、分析：物体A随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动得角速度ω就等于碗转动得角速度ω、物体A做匀速圆周运动所需得向心力方向指向球心O,故此向心力不就是重力而就是由碗壁对物体得弹力提供，此时物体所受得摩擦力与重力平衡、解析:物体A做匀速圆周运动,向心力：F n=ｍω２R而摩擦力与重力平衡,则有μF n=ｍg即Fｎ＝mg/μ由以上两式可得：mω２R= mｇ/μ即碗匀速转动得角速度为:ω＝、2、汽车沿半径为R得水平圆跑道行驶，路面作用于车得摩擦力得最大值就是车重得１/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过多少?解析:跑道对汽车得摩擦力提供向心力，1/1０mg=ｍｖ2/r，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为ｖ＝、答案:车速最大不能超过3ﻫ、一质量m=2 kｇ得小球从光滑斜面上高h=３、5 m处由静止滑下，斜面得底端连着一个半径R=１ｍ得光滑圆环（如图所示),则小球滑至圆环顶点时对环得压力为__＿__＿_＿＿____，小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点，hmiｎ=_＿___＿___(g＝10 ｍ／s2）、匀速圆周运动典型问题剖析匀速圆周运动问题就是学习得难点，也就是高考得热点，同时它又容易与很多知识综合在一起，形成能力性很强得题目，如除力学部分外,电学中“粒子在磁场中得运动"涉及得很多问题仍然要用到匀速圆周运动得知识，对匀速圆周运动得学习可重点从两个方面掌握其特点,首先就是匀速圆周运动得运动学规律,其次就是其动力学规律,现就各部分涉及得典型问题作点滴说明. （一）运动学特征及应用匀速圆周运动得加速度、线速度得大小不变，而方向都就是时刻变化得，因此匀速圆周运动就是典型得变加速曲线运动.为了描述其运动得特殊性,又引入周期（Ｔ）、频率（ｆ)、角速度（）等物理量,涉及得物理量及公式较多。

向心力典型例题

向心力典型例题(附答案详解)一、选择题【共12道小题】1、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,它与圆筒的动摩擦因数为μ,现要使a不下滑,则圆筒转动的角速度ω至少为( )Ａ、B、 C. D.解析:要使ａ不下滑,则ａ受筒的最大静摩擦力作用,此力与重力平衡,筒壁给a的支持力提供向心力, 则N＝ｍrω2,而fm=ｍg=μＮ,所以ｍg=μmrω２,故、所以A、Ｂ、C均错误,D正确、4、在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、Ｂ两个钉子,一根长1 ｍ的细绳一端系小球,另一端拴在Ａ钉上,如图所示、已知小球质量为0、4kｇ,小球开始以2 m/s的速度做水平匀速圆周运动,若绳所能承受的最大拉力为４Ｎ,则从开始运动到绳拉断历时为( )A．２．４πs B.1、4π s C、1、2π s Ｄ、0、9π s解析:当绳子拉力为４N时,由F=可得ｒ=0、4 m、小球每转半个周期,其半径就减小０.2 m,由分析知,小球分别以半径为1ｍ,0、8 ｍ与0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉断了,所以时间为ｔ==1.2πｓ.答案:C6、甲、乙两名溜冰运动员,M 甲=80 kg,M 乙=40 kg,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如图所示,两个相距０、9 ｍ,弹簧秤的示数为9、2 N,下列判断正确的就是( )A 、两人的线速度相同,约为40 m ／sB 、两人的角速度相同,为6 rad/ｓC 、两人的运动半径相同,都就是0.４５ mD 、两人的运动半径不同,甲为０、3 m,乙为0、6 m 解析:甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动,她们间的拉力互为向心力,她们的角速度相同,半径之与为两人的距离、设甲、乙两人所需向心力为F 向,角速度为ω,半径分别为r 甲、r 乙、则F 向=M 甲ω2r 甲=M 乙ω2r 乙＝9.2 N ① ｒ甲+r 乙＝0、9 ｍ ②由①②两式可解得只有D 正确答案:D7、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动、若圆筒与物体以更大的角速度做匀速转动,下列说法正确的就是( )A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大 B 、物体所受弹力增大,摩擦力减小C 、物体所受弹力减小,摩擦力也减小D 、物体所受弹力增大,摩擦力不变析:物体在竖直方向上受重力G 与摩擦力F,就是一对平衡力,在向心力方向上受弹力F N、根据向心力公式,可知F N=mω2r,当ω增大时,F N增大,选D、8、用细绳拴住一球,在水平面上做匀速圆周运动,下列说法中正确的就是()A、当转速不变时,绳短易断 B.当角速度不变时,绳短易断C.当线速度不变时,绳长易断D、当周期不变时,绳长易断析:由公式a＝ω2R=知,当角速度(转速)不变时绳长易断,故Ａ、B错误、周期不变时,绳长易断,故D正确、由,当线速度不变时绳短易断,Ｃ错9、如图,质量为ｍ的木块从半径为Ｒ的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变Ａ、因为速率不变,所以木块加速度为零C、木块下滑过程中的摩擦力大小不变B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大Ｄ.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心解析:木块做匀速圆周运动,所受合外力大小恒定,方向时刻指向圆心,故选项A、B不正确、在木块滑动过程中,小球对碗壁的压力不同,故摩擦力大小改变,C 错、答案:Dﻫ１0、如图所示,在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m与M的两球,两球用轻细线连接、若M>ｍ,则( )A、当两球离轴距离相等时,两球相对杆不动B、当两球离轴距离之比等于质量之比时,两球相对杆都不动C.若转速为ω时,两球相对杆都不动,那么转速为2ω时两球也不动D、若两球相对杆滑动,一定向同一方向,不会相向滑动解析:由牛顿第三定律可知M、m间的作用力相等,即FＭ=Ｆm,F M=Ｍω2r M,F m=mω2rm,所以若M、ｍ不动,则ｒM∶ｒm＝m∶Ｍ,所以A、Ｂ不对,C对(不动的条件与ω无关).若相向滑动,无力提供向心力,Ｄ对、答案:CD11、一物体以４m/s的线速度做匀速圆周运动,转动周期为２ｓ,则物体在运动过程的任一时刻,速度变化率的大小为( )A、2ｍ/s2B、4ｍ/s2C、0D、4π m／ｓ2ω=2π/T=２π/2＝πv＝ω*r所以ｒ＝4／πａ=ｖ∧2/r＝16/(4/π)=4π1２、在水平路面上安全转弯的汽车,向心力就是( )A、重力与支持力的合力B、重力、支持力与牵引力的合力C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力二、非选择题【共3道小题】1ﻫ、如图所示,半径为R的半球形碗内,有一个具有一定质量的物体A,A与碗壁间的动摩擦因数为μ,当碗绕竖直轴OO′匀速转动时,物体Ａ刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动,求碗转动的角速度、分析:物体Ａ随碗一起转动而不发生相对滑动,物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心Ｏ,故此向心力不就是重力而就是由碗壁对物体的弹力提供,此时物体所受的摩擦力与重力平衡、解析:物体A做匀速圆周运动,向心力:F n=ｍω2R而摩擦力与重力平衡,则有μＦn=mg 即F n=ｍg/μ由以上两式可得:mω２Ｒ= mg/μ即碗匀速转动的角速度为:ω=、2、汽车沿半径为R的水平圆跑道行驶,路面作用于车的摩擦力的最大值就是车重的1/1０,要使汽车不致冲出圆跑道,车速最大不能超过多少?解析:跑道对汽车的摩擦力提供向心力,1/10mg=mv2/ｒ,所以要使汽车不致冲出圆跑道,车速最大值为v=、答案:车速最大不能超过ﻫ３、一质量m=2 kｇ的小球从光滑斜面上高h＝3、5m处由静止滑下,斜面的底端连着一个半径R＝1 ｍ的光滑圆环(如图所示),则小球滑至圆环顶点时对环的压力为＿＿________＿_＿,小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点,hmin=_＿＿______(ｇ=１0 ｍ/s2)、解析:①设小球滑至圆环顶点时速度为v1,则mgh=mg·2R＋1/2mv12Fｎ+mg＝mv12／Ｒ得:F n=40 N ②小球刚好通过最高点时速度为v2,则mg= mv22／R又ｍgh′＝ｍｇ2R+1/２ mv 22/R 得ｈ′=2.5R 答案:40 N;2.5R ﻫ匀速圆周运动典型问题剖析１. 基本概念、公式的理解与运用[例2］在绕竖直轴匀速转动的圆环上有A 、B 两点,如图1所示,过A 、Ｂ的半径与竖直轴的夹角分别为３0°与60°,则Ａ、B 两点的线速度之比为 ;向心加速度之比为。