《2022年高一物理向心力典型例题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高一物理向心力典型例题.docx（26页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 向心力典型例题（附答案详解）一、挑选题 【共12道小题】1、如下列图,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 ,现要使 a 不下滑,就圆筒转动的角速度 至少为（）A.B.C.D.解析：要使 a 不下滑,就 a 受筒的最大静摩擦力作用,此力与重力平稳,筒壁给 a 的支持力供应向心力, 就 N=mr2,而 fm=mg= N,所以 mg= mr2,故 . 所以 A、B、C 均错误,D 正确. 2、下面关于向心力的表达中,正确选项（）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
2、速圆周运动的物体,除了受到别的物体对它的作用外,仍肯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.向心力只转变物体速度的方向,不转变物体速度的大小解析：向心力是按力的作用成效来命名的,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,所以向心力只转变速度的方向,不转变速度1南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 的大小,即向心力不做功 . 答案：ACD
3、 3、关于向心力的说法,正确选项（）A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不转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供应的 .由于向心力始终与速度方向垂直,所以向心力不会转变速度的大小,只转变速度的方向 .当质点做匀速圆周运动时,向心力的大小保持不变 . 答案：BCD 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
4、 kg,小球开头以2 ms 的速度做水平匀速圆周运动,如绳所能承担的最大拉力为 4 N,就从开头运动到绳拉断历时为（）A.2.4 s B.1.4 s C.1.2 s D.0.9 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2南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 断了,所以时间为 t= =1.2 s. 答案：C 5、如下列图,质量为 m 的木块,从半径为
5、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,就在这个过程中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供应向心力 . 答案：C 主要考察学问点 :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, 如下列图,两 个相距0.9 m,弹簧秤的示数为 9.2 N,以下判定正确的 是（）A.两人的线速度相同,约为 40 m/s B.两人的角速度相同
6、,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 ,半径分别为 r 甲、r 乙.就 3南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - F向=M甲2r甲=M乙2r 乙=9.2 N r 甲+r 乙=0.9 m 由两式可解得只有 D 正确 答案：D 7、如下列图,在匀速转动的圆筒内壁上有一物体
7、随圆筒一起转动而未滑 动.如圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动,以下说法正确选项（）A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大 减小C.物体所受弹力减小,摩擦力也减小B.物体所受弹力增大,摩擦力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,是一对平稳力,在向心力方向 上受弹力 FN.依据向心力公式,可知 FN=m2r,当 增大时,FN 增大,选 D. 8、用细绳拴住一球,在水平面上做匀速圆周运动,以下说法中正确选项（）A.当转速不变时,绳短易断 C.当线速度不变时,绳长易断B.当角速度不变时,绳短易断 D.当周期不变时,绳长易断析：由公式 a=2R= 知,当角速度（转速
8、）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,假如由于摩擦力的作用使得木块的速率 不变4南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - A.由于速率不变,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
9、,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 小转变,C 错. 答案：D 10、如下列图,在光滑的以角速度 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 .如 Mm,就（）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.如转速为 时,两球相对杆都不动,那么转速为 2 时两球也不动D.如两球相对杆滑动,肯定向同一方向,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,FM=M2rM,Fm=m2rm,所以如 M、m 不动,就 rMrm=mM,所以 A、B 不对,
10、C 对（不动的条件与 无关）.如相向滑动,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,就物体在运动过程的任一时刻,速度变化率的大小为（）D.4 m/sA.2m/s2B.4m/s2C.0 5南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - =2 /T=2 /2= v= *r所以 r=4/ a=v 2/r=16/4/ =4 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 C 汽车与路面间的静摩擦力B.重力、支持力和牵引力的合力 D.汽
11、车与路面间的滑动摩擦力二、非挑选题 【共3道小题】1、如下列图,半径为 R 的半球形碗内,有一个具有肯定质量 的物体 A,A 与碗壁间的动摩擦因数为 ,当碗绕竖直轴 OO匀速转动时,物体 A 刚好能紧贴在碗口邻近随碗一起匀速转 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 就等于碗转动的角速度 .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供应,此时物体所受 的摩擦力与重力平稳 . 解析：物体 A 做匀速圆周运动,向心力： Fn=m2R 而摩擦力与重力平稳,就有 Fn=m
12、g 即 Fn=mg/由以上两式可得： m2R= mg/ 即碗匀速转动的角速度为： = . 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供应向心力, 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：车速最大不能超过名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
13、圆环（如下列图）,就小球 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：设小球滑至圆环顶点时速度为 v1,就mgh=mg 2R+ 1/2mv1 2Fn+mg= mv1 2/R 得:Fn=40 N 小球刚好通过最高点时速度为 v2,就 mg= mv2 2/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,同时它又简单和很 多学问综合在一起,形成才能性很强的题目,如除力学部格外,电
14、学中“ 粒 子在磁场中的运动” 涉及的许多问题仍旧要用到匀速圆周运动的学问,对匀 速圆周运动的学习可重点从两个方面把握其特点,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；（一）运动学特点及应用 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,娴熟懂得、把握这些概念、公式,并加以敏捷挑选运用,是我们 7南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资
15、料 - - - - - - - - - 学习的重点；1. 基本概念、公式的懂得和运用例 1 关于匀速圆周运动,以下说法正确选项（）A. 线速度不变 B. 角速度不变 C. 加速度为零 D. 周期不变解析：匀速圆周运动的角速度和周期是不变的；线速度的大小不变,但方向时刻变化,故匀速圆周运动的线速度是变化的, 加速度不为零,答案为 B、D；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 ,就 A、B 两点的线速度之比为；向心加速度之比为；解析：A、B 两点做圆周运动的半径分别为rARsin301RrBRsin603R22它们
16、的角速度相同,所以线速度之比v ArAr A1A32 ArA3v BrBr B33加速度之比a aB2rB3B2. 传动带传动问题例 3 如图 2 所示,a、b 两轮靠皮带传动, A、B分别为两轮边缘上的点, C 与 A 同在 a轮上,已知rA2rB,OCBr,在传动时,皮带不打滑；求：8南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1）C:B；（2）vC:vB；（3）a C:aB；解析：A、C 两点在同一皮带轮上,它们的角速度相等,即AC,由于皮带不打滑,所以 A、B 两点的线速度大小相等,即vAvB；r
17、CrB1（1）依据v 知 rCArB1（2）依据vr知vCvCBBAvBvArAr2rA2（3）依据av知aCv CC111aBvBB224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 边缘上各点线速度大小相等,这样通过“ 角速度” 或“ 线速度” 将比较“ 遥 远” 的两个质点的运动学特点联系在一起；（二）动力学特点及应用 物体做匀速圆周运动时,由合力供应圆周运动的向心力且有F合F 向ma 向mv2mr2mr22rT方向始终指向圆心 1. 基本概念及规律的应用 例 4 如图 3 所示,质量相等的小球 A、B 分别固定在轻杆的中点和端点,当杆在光滑水平面上绕 O 点匀速转动时
18、求杆 OA 和AB 段对球 A 的拉力之比；解析：隔离 A、B 球进行受力分析,如图 3 所示；因 A、B 两球角速度相同,设为,选用公式F 向m2r,并取指向圆心方向为正方向,就9南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 对 A 球：F 1F2m2LOA对 B 球：F 2 m 2L OB 两式联立解得 F 1 3F 2 2点评：向心力 F 是指做匀速圆周运动物体受到的合力,而不肯定是某一个力,要对物体进行正确的受力分析；例 5 如图 4 所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两
19、个质量相同的小球 A 和 B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内作匀速圆周运动,就以下说法正确选项（）A. 球 A 的线速度必定大于球 B 的线速度B. 球 A 的角速度必定小于球 B 的角速度C. 球 A 的运动周期必定小于球 B 的运动周期D. 球 A 对筒壁的压力必定大于球 B 对筒壁的压力解析：对小球 A、B 受力分析,两球的向心力都来源于重力 mg 和支持力F 的合力,其合成如图 4 所示,故两球的向心力 F A F B mg cot2比较线速度时,选用 F m v 分析得 r 大,v 肯定大,A 答案正确；r比较角速度时,选用 F m 2 分析得 r 大,肯定小,B 答案正确；比较
20、周期时,选用 F m 2 2 r 分析得 r 大,T 肯定大,C 答案不正确；T小球 A 和 B 受到的支持力 F 都等于 mg ,D 答案不正确；sin点评：“ 向心力始终指向圆心” 可以帮忙我们合理处理物体的受力；10南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据问题争论需要,解题时要合理挑选向心力公式；2. 轨迹圆（圆心、半径）的确定例 6 甲、乙两名滑冰运动员,M甲80kg,M乙40kg,面对面拉着弹簧秤做匀速圆周运动的滑冰表演,如图 5 所示,两人相距 0.9m,弹簧秤的示数为 9.2N,以下
21、判定中正确选项（）A. 两人的线速度相同,约为 40m/s B. 两人的角速度相同,为 6rad/s C. 两人的运动半径相同,都是 0.45m D. 两人的运动半径不同,甲为 0.3m,乙为 0.6m 解析：甲、乙两人做圆周运动的角速度相同,向心力大小都是弹簧的弹力,就有M甲2r 甲M乙2r 乙即M甲r 甲M乙r 乙且r 甲r 乙0 .9m,M甲80kg,M乙40kg解得r 甲0 3.m,r 乙0 .6 m由于FM甲2r 甲所以F9 .2.30.62rad/s 而vr,r 不同,v 不同；所以答案选 D；M甲r 甲800点评：有些匀速圆周运动的轨迹圆是比较“ 隐藏” 的,一旦懂得错误,就会给
22、解题带来麻烦,如此题中两人做匀速圆周运动的半径并不是两人的间 距,例 2 中 A、B 做圆周运动的圆心并不是圆环的中心 O 等；3. 联系实际问题 例 7 司机开着汽车在一宽敞的公路上匀速行驶突然发觉前方有一堵墙,他 是刹车好仍是转弯好？（设转弯时汽车做匀速圆周运动,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等；）11南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解析：设汽车质量为 m,车轮与地面的动摩擦因数为,刹车时车速为0v ,此时车离墙距离为 s ,为便利起见,设车是沿墙底线的中垂线运动；如司机2采纳刹车,车向前滑行
23、的距离设为 s,就 s v 0 常数,如司机实行急转弯法,2 g2就 mg m v 0 （R 是最小转弯半径）,R v 02 s；R g争论：（1）如 s0 R,就急刹车或急转弯均可以；（2）如 R s 0 s,就急刹车会平安无事,汽车能否急转弯与墙的长度和位置有关,如图 6 所示,质点 P表示汽车,AB 表示墙,如墙长度 l 2 ,如图 6,l 2 R R cos ,就墙在 AB 和 CD 之间任一位置上,汽车转弯同样平安无事；（3）如s0s,就不能急刹车,但由（ 2）知如墙长和位置符合肯定条件,汽车照样可以转弯；点评：利用基本学问解决实际问题的关键是看能否将实际问题转化为合理的物理模型；三
24、. 匀速圆周运动的实例变形课文中的圆周运动只有汽车过桥和火车转弯两个实例,而从这两个实例可以变化出许多模型；试分析如下：（一）汽车过桥原型：汽车过凸桥12南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 如图 1 所示,汽车受到重力 G 和支持力 FN,合力供应汽车过桥所需的向心力；假设汽车过桥的速度为 v,质量为 m,桥的半径为 r,GFNmv2；r分析：当支持力为零时,只有重力供应汽车所需的向心力,即G0mv2 0 ,v0grr1. 当汽车的速度vv,汽车所受的重力 G 小于过桥所需的向心力,汽车过桥时就会
25、离开桥面飞起来；2. 当汽车的速度 v v 0,汽车所受的重力 G 恰好等于过桥需要的向心力,2汽车恰好通过桥面的最高点； G mv 0 , v 0 gr r3. 当汽车的速度 v v 0,汽车所受的重力 G 大于所需的向心力,此时需要的向心力要由重力和支持力的合力共同来供应；GFNmv2gr ；r因此,汽车过凸桥的最大速度为模型一：绳拉小球在竖直平面内过最高点的运动；如图 2 所示,小球所受的重力和绳的拉力的合力供应小球所需的向心力,即v0mgF Tmv2；r分析：当绳的拉力为零时,只有重力供应小球所需的向心力,即Gmv2 0 ,rgr1. 当小球的速度vv0,物体所受的重力 G 已不足以供
26、应物体所需的向心力；不足的部分将由小球所受的绳的拉力来供应,只要不超过绳的承担力,13南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 已知物体的速度,就可求出对应的拉力；mgFTmv2r2. 当小球的速度vv0,物体所受的重力 G 刚好供应物体所需的向心力；vv0Gmv2,v0gr0,物体所受的重力 G 大于所需的向心力,此时小球r3. 当小球的速度将上不到最高点；因此,绳拉小球在竖直平面内过最高点时的最小速度为v0gr；实例：翻转过山车 如图 3 所示：由于过山车在轨道最高点所受的力为 重力和轨道的支持力,
27、故分析方法与模型一类似；请同 学们自己分析一下；模型二：一轻杆固定一小球在竖直平面内过最高点的运动；如图 4 所示,物体所受的重力和杆对球的弹力的合力供应物体所需的向心力,即mgFTmv2r分析：当杆对球的弹力为零时,只有重力供应小球所需的向心力,即Gmv2 0 ,v0grr1. 当小球的速度vv0,物体所受的重力 G 已不足以供应物体所需的向心力；不足的部分将由小球所受的杆的拉力来供应；（此时杆对小球的弹力为向下的拉力,参考图 3）；已知物体的速度,就可求出对应的拉力；mgF Tmv2r2. 当小球的速度vv0,物体所受的重力 G 刚好供应物体所需的向心力；Gmv2,v0gr0r14南京清江
28、花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3. 当小球的速度vv0,物体所受的重力 G 大于所需的向心力,余外的部分将由杆对小球的支持力来抵消；（此时杆对小球的弹力为向上的支持力）；mgFTmv20；r4. 当小球的速度v0,物体所受的重力 G 等于杆对小球的支持力；mgFT因此,一轻杆固定一小球在竖直平面内过最高点的最小速度为（二）火车转弯 原型：火车转弯 如图 5 所示,火车在平直的轨道上转弯,将挤压外轨,由外轨给火车 的弹力供应火车转弯所需的向心力,这样久而久之,将损坏外轨；故火车转弯处使外轨略高于内轨,
29、火车驶过转弯 处时,铁轨对火车的支持力 FN 的方向不再是竖直 的,而是斜向弯道的内侧,它与重力的合力指向圆 心,供应火车转弯所需的向心力 （如图 6 所示）；这就减轻了轮缘与外轨的挤 压；分析：当火车的速度为v 时,火车所需的向心力全部由重力和支持力的合力来供应,即mgtanmv2 0,rv0grtan；1. 如火车的速度vv0,将挤压外轨；2. 如火车的速度vv0,将挤压内轨；模型一：圆锥摆15南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 小球所需的向心力由重力和绳的拉力的合力来供应（如图 7 所示）模
30、型二：小球在漏斗中的转动 小球所需的向心力由重力和漏斗的支持力的合力来供应（如图 8 所示）四. 匀速圆周运动的多解问题 匀速圆周运动的多解问题常涉及两个物体的两种不同的运动,其中一个 做匀速圆周运动,另一个做其他形式的运动；由于这两种运动是同时进行的,因此,依据等时性建立等式来解待求量是解答此类问题的基本思路；特殊需 要提示同学们留意的是,因匀速圆周运动具有周期性,使得前一个周期中发 生的大事在后一个周期中同样可能发生,这就要求我们在表达做匀速圆周运 动物体的运动时间时,必需把各种可能都考虑进去,以下几例运算结果中的 自然数“ n” 正是这一考虑的数学化；例 1 如图 1 所示,直径为 d
31、的圆筒绕中心轴做匀速圆 周运动,枪口发射的子弹速度为 v,并沿直径匀速穿过 圆筒；如子弹穿出后在圆筒上只留下一个弹孔, 就圆筒 运动的角速度为多少？解析：子弹穿过圆筒后做匀速直线运动,当它再次到达圆筒壁时,如原 来的弹孔也恰好运动到此处；就圆筒上只留下一个弹孔,在子弹运动位移为d 的时间内,圆筒转过的角度为2 n,其中n0,1,2,3,即d2 n；v16南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 时间相等 解得角速度的值2ndv,n0,1,2,3例 2 质点 P以 O 为圆心做半径为 R 的匀速圆周运动,
32、如图 2 所示,周期为 T；当 P 经过图中 D 点时,有一 质量为 m 的另一质点 Q 受到力 F 的作用从静止开头做 匀加速直线运动；为使 P、Q 两质点在某时刻的速度相同,就 F 的大小应满 足什么条件？解析：速度相同包括大小相等和方向相同,由质点 P的旋转情形可知,只有当 P运动到圆周上的 C 点时 P、Q 速度方向才相同,即质点 P转过n34周n0,1,2,3经受的时间tn3Tn0,1,2,34质点 P 的速率v2RT在同样的时间内,质点 Q 做匀加速直线运动,速度应达到 v,由牛顿第二定律及速度公式得vFtmR2n01,2,3m联立以上三式,解得F84n3 T例 3 如图 3 所示
33、,在同一竖直平面内, A 物体从 a点开头做匀 速圆周运动,同时 B 物体从圆心 O 处自由落下,要使两物体在 b 点相遇,求 A 的角速度；解析：A、B 两物体在 b 点相遇,就要求 A 从 a 匀速转到 b 和 B 从 O 自 由下落到 b 用的时间相等；17南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - A 从 a 匀速转到 b 的时间t1n3 Tn32n0,1,2,344B 从 O 自由下落到 b 点的时间t22R由t1t2,解得g例 4 如图 4,半径为 R 的水平圆盘正以中心 O 为转轴匀速转动,
34、从圆板中 心 O 的正上方 h 高处水平抛出一球,此时半径 OB 恰与球的初速度方向一样；要使球正好落在 B 点,就小球的初速度及圆盘的角速分别为多少？解析：要使球正好落在 B 点,就要求小球在做平抛运动的时间内,圆盘恰好转了 n 圈（n1,2,3,）；Rv0t2对小球h1 gt 22对圆盘2 ntn1,2,31,3联立以上三式,解得n2gnhv0Rg2h【模拟试题】一. 挑选题（在每道题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确, 有的 小题有多个选项正确）1. 以下说法正确选项（）A. 做匀速圆周运动的物体的加速度恒定 B. 做匀速圆周运动的物体所受合外力为零18南京清江花苑严老师名师归纳
35、总结 - - - - - - -第 18 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - C. 做匀速圆周运动的物体的速度大小是不变的D. 做匀速圆周运动的物体处于平稳状态2. 如图 1 所示,把一个长为 20cm,系数为 360N/m的弹簧一端固定,作为圆心,弹簧的另一端连接一个质量为 0.50kg的小球,当小球以 360 r / min 的转速在光滑水平面上做匀速圆周运动时,弹簧的伸长应为（）A. 5.2cm B. 5.3cm C. 5.0cm D. 5.4cm =2 n=2* *360/ /60=12r/s F=m*2*R= m* 2*l+x F=kx kx= m* 2
36、*l+x 360x=0.5*12*120.2+x x=0.05m=5cm 3. 一圆盘可以绕其竖直轴在图 2 所示水平面内转动,圆盘半径为 R；甲、乙物体质量分别是 M 和 m（Mm）,它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍,两物体用一根长为LLR的轻绳连在一起；如将甲物体放在转轴位置上,甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直,要使两物体与圆盘间不发生相对滑动,就转回旋转角速度的最大值不得超过（两物体均看作质点）A. Mm gB. Mm gC. Mm gD. Mm gmLMLMLmL4. 如图 3 所示,一个球绕中心线O O以角速度转动,就（）A. A、B 两点的角速度相等B. A、B 两点的
37、线速度名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 相等C. 如30 ,就vA:vB3:2D. 以上答案都不对5. 一圆盘可绕圆盘中心 O 且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一小木块 A,它随圆盘一起运动（做匀速圆 周运动）,如图 4 所示,就关于木块 A 的受力,以下说法正确选项（）A. 木块 A 受重力、支持力和向心力 B. 木块 A 受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相反C. 木块 A 受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向指向圆心 D. 木块 A 受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动
38、方向相同 6. 如图 5 所示,质量为 m 的小球在竖直平面内的光滑圆轨 道上做圆周运动；圆半径为 R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环,就其通过最高点时A. 小球对圆环的压力大小等于 mg 等于重力 mg B. 小球受到的向心力C. 小球的线速度大小等于gRD. 小球的向心加速度大小等于 g二. 填空题7. 一辆质量为 4t 的汽车驶过半径为 50m的凸形桥面时,始终保持 5m/s的速率；汽车所受的阻力为车对桥面压力的 0.05倍；通过桥的最高点时汽车牵引力是 N；（g=10m/s2）20南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 21 页精选学习资料 -
39、- - - - - - - - 三. 解答题（解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）8. m1、m2 是质量分别为 50g和 100g的小球,套在水平光滑 杆上,如图 6 所示；两球相距 21cm,并用细线相连接,欲使 小球绕轴以 600r/min的转速在水平面内转动而不滑动,两球 离转动中心多远？线上拉力是多大？9. 如图 7 所示,在水平转台上放有 A、B 两个小物块,它们距离轴心 O 分别为r A02.m,r B0 .3 m,它们与台面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的 0.4 倍,取g10m/s2；（1）当转台转动时,要使两物块都不发生相对于台面的 滑动,求转台转动的角速度的范畴；（2）要使两物块都对台面发生滑动,求转台转动角度速 度应满意的条件；【试题答案】1. C 2. C r23. D 4. AC 5. C 26. BCD 7. 19.1038. r 114cm7cmF T 1F T 228N210 3rad /5 rad /s9.（1）0s（2）21南京清江花苑严老师名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 21 页