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必刷题六 向心力、向心加速度
【刷考点】
1.C 由于圆盘上的木块A在竖直方向上没有加速度,所以,它在竖直方向上受重力和支持力的作用而平衡.而木块在水平面内做匀速圆周运动,由于没有发生相对滑动,所以其所需向心力由静摩擦力提供,且静摩擦力的方向指向圆心O.故选C.
2.C 在最低点由向心力公式得
FN-mg=m
得FN=mg+m
又由摩擦力公式有Ff=μFN=μ(mg+m)
故选C.
3.B 物体抛出后做平抛运动,竖直方向有:vy=gt=g·=v0,则P点的速度vP==v0,此时速度方向与竖直方向的夹角θ=45°,在P点,重力沿半径方向的分量提供向心力,根据向心力公式得:mg sin 45°=m,解得:R=,故选B.
【点睛】 曲率半径,一个新的概念,平时不熟悉,但根据题目的介绍可知,求曲率半径也就是求在该点做圆周运动的半径,读懂题目的真正意图,本题就可以解出了.
4.C A.小齿轮的运动方向和大齿轮的运动方向相同,所以小齿轮也是顺时针匀速转动,A错误;
B.大齿轮和小齿轮的线速度大小相等,小齿轮的每个齿的线速度方向不同,B错误;
C.根据v=ωr
可知,线速度相等,大齿轮半径(内径)是小齿轮半径的3倍时,小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍, C正确;
D.根据a=
大齿轮半径(内径)是小齿轮半径的3倍.可知小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍, D错误.
故选C.
5.A A.由于a、c两点是传送带传动的两轮子边缘上两点,
则va=vc
选项A正确;
BC.b、c两点为共轴的轮子上两点,ωb=ωc
rc=2rb
则vc=2vb
所以va=2vb
则根据v=ωr可知ωa=2ωb
根据a=ωv可知aa=4ab
故BC错误;
D.根据a=rω2可知ac=2ab
ad=2ac
由上分析可知,加速度最小的是b点,故D错误.
故选A.
6.A 点M与N随圆盘转动,角速度、周期都是相等的.故A正确,C错误;由图可知,M、N两点转动的半径不同,由v=ωr可知,二者的线速度不同.故B错误;由图可知,M、N两点转动的半径不同,M点的半径大,由a=ω2r可知,M点的向心加速度大.故D错误.
【刷综合题】
7.【解析】 (1)小球在半圆轨道上做匀速圆周运动运动,则有v0 = ωR,a=ω2R
代入数据有ω=3 rad/s,a=9 m/s2
(2)小球在空中做平抛运动,竖直方向有
h = gt2,vy = gt
解得t=0.4 s,vy = 4 m/s
则D点的速度大小为vD = = 5 m/s
【答案】 (1)ω=3 rad/s,a=9 m/s2;(2)5 m/s
【刷高考题】
BD A错:座舱的周期T==.
B对:根据线速度与角速度的关系,v=ωR.
C错,D对:座舱做匀速圆周运动,摩天轮对座舱的作用力与重力大小不相等,其合力提供向心力,合力大小为F合=mω2R.
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必刷题六 向心力、向心加速度
向心力
1.
如图所示,一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一小木块A,它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动,则关于木块A的受力,下列说法中正确的是( )
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方向相同
向心力的大小
2.一质量为m的物体,沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行,如图所示,经过最低点时的速度为v,物体与轨道之间的动摩擦因数为μ,则它在最低点时受到的摩擦力为( )
A.μmg B.
C.μm(g+) D.μm(g-)
变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
3.一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替.如图甲所示,曲线上A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫作A点的曲率圆,其半径ρ叫作A点的曲率半径,此时做曲线运动的物体所受合外力沿曲率半径方向的分量提供向心力.现将一物体沿水平方向以速度v0抛出,经过时间t=到达P点,如图乙所示,则在P处的曲率半径是( )
A. B.
C. D.
速度的变化量
4.某学校科学楼大厅里科普器材中有如图所示的传动装置:在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮.若齿轮的齿很小,大齿轮半径(内侧圆)是小齿轮半径的3倍,则当大齿轮顺时针匀速转动时,下列说法正确的是( )
A.小齿轮逆时针匀速转动
B.小齿轮的每个齿的线速度均一样
C.小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍
D.小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度