当物体做匀速圆周运动时合外力就是向心力.PPT

点评：向心力是一种效果力，在受力分析时不要加上向心力．它只能由其他性质的力提供．受力分析时对每一个力必须知道它的施力物体． (2011·山大附中高一检测)如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对桶壁静止．则(　　) A．物体受到4个力的作用 B．物体所受向心力是由重力提供的 C．物体所受向心力是由弹力提供的 D．物体所受向心力是静摩擦力提供的 答案：C 如图所示，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做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(　　) 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 由此可见，球的线速度随轨道半径的增大而增大，所以A球的线速度必定大于B球的线速度，A选项正确．球的角速度随半径的增大而减小，周期随半径的增大而增大，所以A球的角速度小于B球的角速度，A球的周期大于B球的周期，A球的运动频率小于B球的运动频率，B选项正确，C选项不正确． 答案：AB 点评：(1)A、B两球的向心加速度、线速度、角速度、周期、频率等物理量与球的质量无关，在相同的g、θ的情况下仅由轨道半径决定． (2)由解题过程可见，圆周运动问题属于一般的动力学问题，无非是由物体的受力情况确定物体的运动情况，或者由物体的运动情况求解物体的受力情况．解题的思路就是，以加速度为纽带，运用牛顿第二定律和运动学公式列方程，求解并讨论，学习者应该把已经掌握的解决动力学问题的方法迁移到解决圆周运动的问题中． 长度L＝0.50m的轻杆OA，A端有一质量m＝3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2m/s(g取10m/s2)，则此时细杆OA受到(　　) A．6N的拉力　　　　　　 B．6N的压力 C．24N的拉力 D．24N的压力 答案：B 点评：由于杆既可以提供拉力又可以提供支持力，故求作用力时先利用临界条件判断力的方向，或先假设力朝某一方向，然后根据所求结果判断其实际方向. 如图所示，细绳一端系着质量M＝0.6kg的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑小孔吊着质量m＝0.3kg的物体，M的中点与圆孔距离为0.2m.并知M和水平面的最大静摩擦力为2N.现使此平面绕中心轴线转动，问角速度ω在什么范围m会处于静止状态？(g取10m/s2) 解析：设物体M和水平面保持相对静止，当ω具有最小值时，M有向圆心运动的趋势．所以M受到的静摩擦力方向沿半径向外，且等于最大静摩擦力，隔离M分析受力有 T－fm＝Mω12r，又T＝mg 0．3×10－2＝0.6ω12×0.2，ω1＝2.9rad/s 当ω具有最大值，M有离开圆心趋势．M受的最大静摩擦力2N、指向圆心，隔离M受力分析有 T＋fm＝Mω22r 又T＝mg,0.3×10＋2＝0.6ω22×0.2，ω2＝6.5rad/s 所以ω的范围是2.9rad/s≤ω≤6.5rad/s. 答案：2.9rad/s≤ω≤6.5rad/s 点评：应取物体M研究，物体M随盘转动的向心力应由绳的拉力和盘面的摩擦力提供，摩擦力可能为零，可能指向圆心，也可能背离圆心，绳的拉力T总等于重力mg. 用长L＝0.6m的绳系着装有m＝0.5kg水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”．g＝10m/s2.求： (1)最高点水不流出的最小速度为多少？ (2)若过最高点时速度为3m/s，此时水对桶底的压力多大？ 答案：(1)2.45m/s (2)2.5N　方向竖直向上 解析：(1)水做圆周运动，在最高点水不流出的条件是：水的重力不大于水所需要的向心力．这是最小速度即是过最高点的临界速度v0. 向空间发展最具可能的是在太阳系内地球附近建立“太空城”．如图所示是设想中的一个太空城，长1600m，直径200m，上下分层，窗口和人造陆地交错分布，“陆地”上土壤厚1.5m，窗外有巨大铝制反射镜可调节阳光射入．太阳城内空气、水、食品和土壤最初可从地球、月球运送，以后则在太空城内形成与地球相同的生态环境 为使太空城的居民能如同在地球上一样具有“重力”，以适应人类在地球上的行为习惯，太空城在电力驱动下绕自己的中心轴以一定角速度转动，试求其自转的角速度． 答案：3r/min 在2007年6月9日，美国阿肯色州一家游乐园附近发生电力故障，导致正在运行的过山车停住，12名乘客都在轨道顶端，脑袋朝下挂在空中，当地消防部门架起云梯，花费了半个小时，才解救出被困的游客．但坐过过山车的人知道，在运行到轨道最高点时并没有倒挂的感觉，并且觉得牢牢的坐在座位上．若过山车的轨道半径R＝20m