2019-3-12 高中 物理 向心力 计算题

1、第第 页共4页一、计算题（本题共计10小题，每题10分，共计100分）1【答案】（1）(2)Rco:1【答案】（1）(2)RcofRGm0-)sin0【解析】（1）当摩擦力为零，支持力和重力的合力提供向心力，有：阳加“R皿巴,解得：0解得：0）0=gRcoQ（2）当CO。时，重力和支持力的合力不够提供向心力，当角速度最大时，摩擦力方向沿罐壁切线向下达最大值，设此最大角速度为巴，由牛顿第二定律得，fcosQ+Fsir=mRsir,fsinB+mg=FcosQNN联立以上三式解得：二g（sin0+）联立以上三式解得：二R-ycosO）sin0点睛：解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源，结合

2、牛顿第二定律，抓住竖直方向上合力为零,水平方向上的合力提供向心力进行求解。2、【答案】2、【答案】9_p.r【解析】要使A不下落，则小物块在竖直方向上受力平衡，Wf=rng当摩擦力正好等于最大静摩擦力时，圆筒转动的角速度椒最小值，筒壁对物体的支持力提供向心力，根据向心力公式，fw=ma）2r而彳=同7解得圆筒转动的角速度最小值为fir综上所述本题答案是:9_解得圆筒转动的角速度最小值为fir综上所述本题答案是:9_fir点睛：解本题要明确物块刚好不下滑的条件是什么，然后结合受力求解角速度的大小。3、【答案】2fn3、【答案】2fn/sa)rad/s0.83N,0.56N【解析】（1）根据题意，

3、当绳中恰无拉力时,T严w,则匸半山（2）设两绳都拉直时，A、B（2）设两绳都拉直时，A、B绳的拉力分别为尸、A化，小球的质量为m,A绳与竖直方向的夹角为。=30。，B绳与竖直方向的夹角为u=60。；当B绳中恰无拉力时：对小球进行受力分析,由牛顿第二定律得水平方向FsinB-mLsinBA1竖直方向Fco=mgA由以上两式解得叮由以上两式解得叮当A绳中恰无拉力时水平方向Fsind-mLsinBB2竖直方向Fcosa=mgB由以上两式解得：co=&0覇rad/s。J10VJ,J10VJ,所以A、B两绳都有张力。竖直方向：Tcos3Q+Tcos60=mgTOC o 1-5 h zAoBo水平方向：T

4、sin30+Tsin60=mco2Lsin30AoBoo解得：T=3N-0.9N=0.83N,T=0.9廊1N=O.56N。AB点睛：解决本题的关键抓住临界状态，根据牛顿第二定律进行求解。4、【答案】【解析】如图所示，AC绳刚好被拉直时，AC绳中无张力，小球受重力和AB绳的拉力做圆周运动.竖直方向，有Fcos60=mg水平方向，由向心力公式：Fsin60=mr(i)2小球做圆周运动的半径T=lsin60联立三式即得：e二【点睛】解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，理清临界状况，结合牛顿第二定律进行求解.5、【答案】(1)5.9N(2)6N(3)2rad/s【解析】【分析】根据牛顿第二

5、定律可求小物体通过圆盘最高点时所受摩擦力的大小和通过与圆心等高处时所受摩擦力的大小，在最低点角速度最大，根据牛顿第二定律可求；2解：由题意可知mgsinO-Ffl=ma)r解得小物体通过圆盘最高点时所受摩擦力的大小二5.9N由题意可知=(jngsind)2+解得当小物体通过与圆心等高处时所受摩擦力的大小仆2=柯用V=6.0/V由题意可知在最低点角速度最大，则Ff-mgsin0=ma)2rFf=imgcosd联立解得=2rad/s6、答案】3mg+Bq2gL【解析】由左手定则判断洛伦兹力方向向下，根据牛顿第二定律：F-Bqv-mg=m根据动能定理：mgL=|mv2,联立得：F=3mg+Bq2gL

6、o点睛：本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用，注意洛伦兹力不做做功的特点。7、【答案】工gd/s【解析】若圆筒以某一角速度3)转动时，小橡皮和圆筒之间的摩擦力刚好等于最大静摩擦力，此时:m9=fmaxfmax=F”筒壁对小橡皮的弹力提供向心力即：F“联立方程并代入数据，解得：0=5rad/s所以当圆筒转动的角速度3N=%ad/s时，小橡皮块不会从筒壁上掉落。8、【答案】(1)3m/s(2)20N【解析】(1)小球下摆过程只有重力做功，故机械能守恒，根据机械能守恒定律可知:v=3mv=3m/so(2)小球在最低位置时收到的拉力和重力的合力提供向心力，贝ij：T-mg=m解得：T=20N,根

7、据牛顿第三定律可知小球运动到最低点时对细线的拉力大小为20N。点睛：本题考查机械能守恒定律的应用，要注意明确机械能守恒定律的表达式的正确书写。9、【答案】(1)5.Im(2)2m一v2【解析】(1)在最低点，绳子被拉断的瞬间应满足：F-mg=ml(F-mg)L1(14-10)x1贝ij得v=m/s=2m/s冷mQ1一12则小球从初始位置到最低点，根据动能定理：mgh=尹则小球初始位置到落地点的竖直高度为：H=h+h=5.1mo(2)小球到达最低点绳子断开后做平抛运动，则1?竖直方向：h=-gt水平方向：x=vt整理可以得到：x=2mo点睛：本题是向心力知识、牛顿第二定律和平抛运动知识的综合，关键要准确分析向心力的来源，熟练运用运动的分解法研究平抛运动。5厂10、【答案】(1)lrad/s(2)方向沿斜面向上，大小为2.5m(3)【解析】(1)当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二2定律