魯科版必修2 4.3 向心力的實(shí)例分析 作業(yè).doc

第3節(jié)向心力的實(shí)例分析 作業(yè)學(xué)校：_ 班級(jí)：_ 學(xué)生：_1市內(nèi)公共汽車在到達(dá)路口轉(zhuǎn)彎前，車內(nèi)廣播中就要播放錄音：“乘客們請(qǐng)注意，前面車輛轉(zhuǎn)彎，請(qǐng)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)，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(shuō)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(wú)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(shuō)法中正確的是()a內(nèi)軌和外軌一樣高，以防列車傾倒b因?yàn)榱熊囋谵D(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(shuō)法都不對(duì)4在高速公路的拐彎處，路面建造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)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(shè)拐彎路段是半徑為r的圓弧，要使車速為v時(shí)車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，應(yīng)等于()asin btan csin 2 dtan 5游客乘坐過(guò)山車，在圓弧軌道最低點(diǎn)處獲得的向心加速度達(dá)20 m/s2，g取10 m/s2，那么此位置的座椅對(duì)游客的作用力相當(dāng)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(zhǎng)為1.6 m的細(xì)繩的一端，系一個(gè)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(yùn)動(dòng)，如圖所示，若“水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速率為 4 m/s，則下列說(shuō)法正確的是(g10 m/s2)()a“水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，有水從容器中流出b“水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩的張力及容器底部受到的壓力均為零c“水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，處于完全失重狀態(tài)，不受力的作用d“水流星”通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，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(gè)水平初速度v0，則物體將()a沿球面滑至m點(diǎn)b按半徑大于r的新圓弧軌道運(yùn)動(dòng)c立即離開(kāi)球面做平拋運(yùn)動(dòng)d先沿球面滑至某點(diǎn)n再離開(kāi)球面做斜下拋運(yùn)動(dòng)8.長(zhǎng)l0.5 m質(zhì)量可忽略的桿其下端固定于o點(diǎn)，上端連有質(zhì)量m2 kg的小球，它繞o點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，如圖所示，求下列情況下桿受到的力(計(jì)算出大小，并說(shuō)明是拉力還是壓力)(g取10 m/s2)(1)當(dāng)v1 m/s時(shí)，桿受到的力為多少，是什么力？(2)當(dāng)v4 m/s時(shí)，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(dá)橋頂時(shí)速度為v15 m/s，汽車對(duì)橋面的壓力是多大？(2)汽車以多大速度經(jīng)過(guò)橋頂時(shí)，恰好對(duì)橋面沒(méi)有壓力？(3)汽車對(duì)橋面的壓力過(guò)小是不安全的，因此汽車過(guò)橋時(shí)的速度不能過(guò)大對(duì)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(shí)實(shí)際是在做圓周運(yùn)動(dòng)，若內(nèi)軌和外軌一樣高，則列車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由外軌對(duì)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(shí)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(xiàng)c正確4b當(dāng)車輪與路面的橫向摩擦力等于零時(shí)，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(guò)山車在圓弧軌道最低點(diǎn)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(diǎn)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(dāng)v0時(shí)，物體做圓周運(yùn)動(dòng)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(wú)相互作用力假設(shè)物體能沿球面下滑，因?yàn)橹亓Φ淖饔?，物體速度將增大，其做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力也增大，而此時(shí)向心力只是由重力指向圓心方向的分力與球面對(duì)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(yùn)動(dòng)而離開(kāi)球面，所以物體不可能沿球面下滑，而是立即離開(kāi)球面做平拋運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)c正確8.(1)16 n壓力(2)44 n拉力解析小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，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(shè)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(dá)橋頂時(shí)，受到重力mg和橋面對(duì)它的支持力n的作用(1)汽車對(duì)橋面的壓力大小等于橋面對(duì)汽車的支持力n.汽車過(guò)橋時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，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(duì)橋面的壓力為7 600 n.(2)汽車經(jīng)過(guò)橋頂時(shí)恰好對(duì)橋面沒(méi)有壓力，則n0，即汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力完全由其自身重力提供，所以有mgm解得v22.