高中物理4.4離心運(yùn)動(dòng)13每課一練魯科版必修2

1、4.4離心運(yùn)動(dòng)每課一練41 .物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡（）a.一定是直線b. 一定是曲線c.可能是直線，也可能是曲線d.可能是圓2 .物體m用線通過光滑的水平板上的小孔與祛碼m相連，并且正在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示.如果減小m的質(zhì)量，則物體的軌道半徑 r、角速度3、線速度v的大小變化情況是用心愛心專心4a. r不變，v變小，3變小 c.r減小，v不變，w增大b. r增大，3減小，v不變d.r減小，w不變，v變小3.圖中所示是用來研究圓周運(yùn)動(dòng)的儀器，球a b可以在光滑桿上無摩擦地滑動(dòng)，兩球之間用一細(xì)輕線連接，ra= 2nl當(dāng)儀器以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，兩球與轉(zhuǎn)軸距 離a、b保持不變，則

2、（） 日 從.下ii1a.兩球向心力大小相等b. ra = - rbc.兩球的向心加速度大小相等d.當(dāng)增大時(shí)，b球向外運(yùn)動(dòng)4.如果汽車的質(zhì)量為 簿 水平彎道是一個(gè)半徑為50 m的圓弧，汽車與地面間的最大靜摩擦力為車重的0.2倍，欲使汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)不打滑，汽車在彎道處行駛的最大速度是多少？（g取 10 m/s 2）4 .如圖4-4-11所示，水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的物塊，當(dāng)物塊（看作質(zhì)點(diǎn)）到轉(zhuǎn)軸的距離為r時(shí)，連接物塊和轉(zhuǎn)軸的繩子剛好被拉直（繩子上張力為零）.已知物塊與轉(zhuǎn)盤間最大靜摩擦力是其正壓力的 科倍，求：圖 4-4-11（1）當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度 3 1=出 時(shí)，繩子的拉力是多大?:2r（2）當(dāng)轉(zhuǎn)盤的

3、角速度3 1=/理時(shí)，繩子的拉力是多大?,r5 .如果高速公路轉(zhuǎn)彎處彎道圓半徑r=100m汽車輪胎與路面間的靜摩擦因數(shù)科合s=0.23.若路面是水平的，問汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)不發(fā)生側(cè)滑（離心現(xiàn)象）所許可的最大速率 v合max為多大？6 .如圖4-4-12所示是離心轉(zhuǎn)速計(jì)，利用它可以測定轉(zhuǎn)速，m、是固定在同一根桿兩端的金屬球，桿可繞定點(diǎn) e轉(zhuǎn)動(dòng)，li、l2是兩根彈簧.將桿拉向主軸 oo , k （為套在主軸上的 oo套筒）可沿主軸移動(dòng)，套筒移動(dòng)可由裝置帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，。為觸點(diǎn).試分析它能測轉(zhuǎn)速的原理.圖 4-4-127 .如圖4-4-13所示，兩根細(xì)繩 ag bc系一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球，繩 ac長為l

4、=2m,兩繩 都拉直時(shí)與豎直軸夾角分別為 30。和45。.試分析小球隨豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度3在什么范圍內(nèi)，兩繩始終拉緊？當(dāng) =3rad/s時(shí)，兩繩拉力各為多大？（取 g=10m/s2）圖 4-4-131. c 2.b 3.ab 4.10 m/s4 .解析：由于物塊與轉(zhuǎn)盤間存在摩擦，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊可隨盤一起運(yùn)動(dòng).當(dāng)角速度3較小時(shí)，盤對(duì)物塊的靜摩擦力提供物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，此時(shí)，繩子無拉力大時(shí)，靜摩擦力也隨之增大， 盤面有沿半徑背離圓心的趨勢, 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.若靜摩擦力已達(dá)到最大值還不足以提供向心力,.當(dāng)3增 則物塊相對(duì)于此時(shí)繩子對(duì)物塊才施以拉力，拉力和摩擦力共同提供物塊做設(shè)物塊

5、與轉(zhuǎn)盤間的靜摩擦力達(dá)到最大值科mg時(shí)轉(zhuǎn)盤的角速度為co。，則根據(jù)牛頓第二定律有2心 mg=mrw。解得w 0=(1)因31= |上9 v 30,則由以上分析知，所需向心力完全由靜摩擦力提供，繩子無拉力, :2r或者說繩子拉力大小等于零ft)共同(2)因32= 1”93。，則由以上分析知，此時(shí)最大靜摩擦力和繩子拉力(設(shè)為;2r提供物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即2mg+ft=mrw 2求得繩子拉力 ft=mrw 22-mg=(i mg.5 .解析：汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)靜摩擦力提供向心力，最大靜摩擦力決定了汽車允許的最大轉(zhuǎn)彎速度,;設(shè)汽車質(zhì)量為 m,則最大靜摩擦力f max=smg,可以由牛頓第二定律與勻速圓

6、周運(yùn)動(dòng)知識(shí)列式求解 在水平路面上轉(zhuǎn)彎，向心力只能由靜摩擦力提供 汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)許可的最大速率由運(yùn)動(dòng)方程決定 .2m vmax =smg,vmax= . -1 gr r取 g=9.8 m/s 2,可得 vnax=15 m/s=54 km/h.6.解析：當(dāng)觸點(diǎn)o與旋桿接觸，帶動(dòng)主軸oo需要提供向心力.當(dāng)提供的力fvmo 2r時(shí),mi、旋轉(zhuǎn)，兩球m、mt跟主軸在一起做圓周運(yùn)動(dòng)，m2分別遠(yuǎn)離圓心，從而帶動(dòng) k移動(dòng)使指針偏k便穩(wěn)轉(zhuǎn).隨m、m2的離心運(yùn)動(dòng)li、l2被拉長從而提供向心力，在新的條件下穩(wěn)定下來，則定，指針偏轉(zhuǎn)也穩(wěn)定，故指針示數(shù)便為此時(shí)轉(zhuǎn)速ac拉緊，當(dāng)小球7 .解析：由題意可看出，當(dāng)小球角速度很小時(shí)

7、，小球離心趨勢小，只有繩角速度很大時(shí)，小球離心趨勢大，只有繩bc拉緊，此兩種情況小球所需向心力由兩繩拉力分別與重力的合力提供，據(jù)牛頓第二定律與圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可求得角速度的最小值 與最大值，從而確定兩繩同時(shí)拉緊時(shí)的角速度范圍.當(dāng)3 =3 rad/s時(shí)，首先判斷是哪根繩子拉緊或者是同時(shí)拉緊，進(jìn)而判斷向心力來源，據(jù)牛頓第二定律與圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)列方程求得兩 繩拉力.兩繩張緊時(shí)，小球受重力 增大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩種臨界情況(1) bc繩恰好拉直，f2=0, 的圓周上運(yùn)動(dòng)所需向心力，mg ac繩拉力f1和bc繩拉力f2如圖所示.若角速度由0逐漸此時(shí)角速度為3 1, f1和mg的合力提供小球在半徑r1=lsin30mgtan30 =mrw i2,聯(lián)立以上兩式且代入數(shù)據(jù)得ac繩仍拉直，但f1=0,此時(shí)角速度為3 2, f2和mg的合力提供向心力,w 1=2.4 rad/s mgtan45 =mr2w 2,2=r1=lsin30。，聯(lián)立解得w 2=3.2 rad/s，要使兩繩始終張緊，角速度的取值范圍為2.4 rad/s co 3.2 rad/s.30fi(2)