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2023人教版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版全部重要知识点
1
单选题
1、一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内作半径为R的圆周运动,如图所示,则( )
A.小球过最高点时,杆所受弹力一定不为零
B.小球过最高点时的最小速度是gR
C.小球过最高点时,杆的弹力可以向上,此时杆对球的作用力一定不大于重力
D.小球过最高点时,杆对球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反
答案:C
A.小球过最高点时,若只靠小球重力提供向心力时,杆所受弹力为零,故A错误;
B.由于小球连接的轻杆,所以小球过最高点时的最小速度可以为零,故B错误;
C.当小球过最高点,杆的弹力可以向上时,杆对小球的作用力反向向下,此时重力和杆的弹力的合力提供向心力,即
mg-F=mv2R
F=mg-mv2R
此时杆对球的作用力小于或者等于重力,故C正确;
D.当小球过最高点时的速度v>gR时,此时合外力提供向心力,即
F合=mv2R>mg
此时杆对球的作用力与小球的重力方向相同,故D错误。
故选C。
2、飞行员的质量为m,驾驶飞机在竖直平面内以速度v做半径为r的匀速圆周运动(在最高点时,飞行员头朝下,且v>gr),则在轨道的最高点和最低点时,飞行员对座椅的压力( )
A.相差6mgB.相差mv2rC.相差2v2⋅rD.相差2mg
答案:D
在最高点有
F1+mg=mv2r
解得
F1=mv2r-mg
在最低点有
F2-mg=mv2r
解得
F2=mv2r+mg
所以
F2-F1=2mg
故选D。
3、如图所示,一杂技演员驾驶摩托车沿半径为R的圆周做线速度大小为v的匀速圆周运动。若杂技演员和摩托车的总质量为m,其所受向心力大小为( )
A.mvRB.mv2RC.mv2R2D.mvR2
答案:B
根据向心力公式得
F向=mv2R
故选B。
4、如图,一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡皮,橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针)。某段时间内圆盘转速不断增大,但橡皮块仍相对圆盘静止,在这段时间内,关于橡皮块所受摩擦力Ff的方向的四种表示(俯视图)中,正确的是( )
A.B.C.D.
答案:C
因为圆盘转速不断增大,所以橡皮块将随圆盘一起进行加速圆周运动,此时摩擦力Ff既要提供指向圆心的向心力,又要提供与运动方向相同的切向力,所以合力方向应该在轨道内侧且与速度成锐角,故选C。
5、下列关于向心力的说法正确的是( )
A.物体由于做圆周运动而产生了向心力
B.向心力就是物体受到的合力
C.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
D.向心力改变做圆周运动的物体的速度方向
答案:D
A.物体做圆周运动就需要有向心力,向心力是由外界提供的,不是由物体本身产生的,选项A错误;
B.匀速圆周运动中由合力提供向心力,变速圆周运动中合力与向心力是不同的,选项B错误;
C.向心力始终指向圆心,方向时刻在改变,即向心力是变化的,选项C错误;
D.向心力的方向与速度方向垂直,不改变速度的大小,只改变速度的方向,选项D正确。
故选D。
6、自行车,又称脚踏车或单车,骑自行车是一种绿色环保的出行方式,如图所示,A、B、C分别是大齿轮、小齿轮以及后轮边缘上的点,则( )
A.A点的线速度大于B点的线速度
B.A点的角速度小于B点的角速度
C.C点的角速度小于B点的角速度
D.A、B、C三点的线速度相等
答案:B
A.A、B两点属于链条传动,线速度相等,故A错误;
B.由图可知
rA>rB
根据
ω=vr
知
ωA<ωB
故B正确;
C.C、B两点属于同轴转动,则角速度相等,故C错误;
D.根据
v=ωr
可得
vB<vC
故D错误。
故选B。
7、如图,带车牌自动识别系统的直杆道闸,离地面高为1m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为2.3s,自动识别系统的反应时间为0.3s;汽车可看成高1.6m的长方体,其左侧面底边在aaˊ直线上,且O到汽车左侧面的距离为0.6m,要使汽车安全通过道闸,直杆转动的角速度至少为( )
A.π6rad/sB.3π8rad/sC.π8rad/sD.π12rad/s
答案:C
设汽车恰好通过道闸时直杆转过的角度为α,由几何关系得
tanα=1.6-10.6=1
解得
α=π4
直杆转动的时间
t=t汽-t反=2s
直杆转动的角速度
ω=αt=π42rad/s=π8rad/s
故C正确,ABD错误。
故选C。
8、某同学经过长时间的观察后发现,路面出现水坑的地方,如果不及时修补,水坑很快会变大,善于思考的他结合学过的物理知识,对这个现象提出了多种解释,则下列说法中不合理的解释是( )
A.车辆上下颠簸过程中,某些时刻处于超重状态
B.把坑看作凹陷的弧形,车对坑底的压力比平路大
C.车辆的驱动轮出坑时,对地的摩擦力比平路大
D.坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大
答案:D
A.车辆上下颠簸过程中,可能在某些时刻加速度向上,则汽车处于超重状态,A正确,不符合题意;
B.把坑看作凹陷的弧形,根据牛顿第二定律有
FN-mg=mv2R
则根据牛顿第三定律,把坑看作凹陷的弧形,车对坑底的压力比平路大,B正确,不符合题意;
C.车辆的驱动轮出坑时,对地的摩擦力比平路大,C正确,不符合题意;
D.动摩擦因数由接触面的粗糙程度决定,而坑洼路面可能比平直路面更光滑则动摩擦因数可能更小,D错误,符合题意。
故选D。
9、关于匀速圆周运动的向心力,下列说法正确的是( )
A.向心力整个过程中始终不变
B.向心力的效果不能改变质点的线速度大小,只能改变质点的线速度方向
C.向心力是指向圆心方向的合力,是根据力的性质命名的
D.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中一个力,但不可能是一个力的分力
答案:B
A.向心力方向永远指向圆心,即向心力时刻在改变,故A错误;
B.向心力的效果不能改变质点的线速度大小,只能改变质点的线速度方向,故B正确;
C.向心力是指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果命名的,故C错误;
D.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中一个力,也可以是一个力的分力,故D错误;
故选B。
10、下列关于圆周运动的说法中正确的是( )
A.向心加速度的方向始终指向圆心
B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的
D.在匀速圆周运动中,线速度和角速度是不变的
答案:A
A.向心加速度的方向始终指向圆心,选项A正确;
BC.匀速圆周运动的加速度方向是不断变化的,加速度不是恒量,则不是匀变速曲线运动,选项BC错误;
D.在匀速圆周运动中,角速度是不变的,线速度的方向不断变化,则线速度不断变化,选项D 错误。
故选A。
11、关于匀速圆周运动,正确的是( )
A.线速度不变B.角速度不变
C.向心加速度不变D.匀变速曲线运动
答案:B
A.匀速圆周运动线速度大小不变,方向沿曲线切线方向,方向时刻改变,A错误;
B.匀速圆周运动角速度大小、方向都不变,B正确;
C.匀速圆周匀速向心加速度大小不变,方向时刻指向圆心,方向时刻改变,C错误;
D.匀速圆周匀速加速度方向时刻改变,不是匀变速曲线匀速,D正确。
故选B。
12、如图所示,一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道,小球先进入圆轨道1,再进入圆轨道2,圆轨道1的半径为R,圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍,小球的质量为m,若小球恰好能通过轨道2的最高点B,则小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力大小为(重力加速度为g)( )
A.2mgB.3mgC.4mgD.5mg
答案:C
小球恰好能通过轨道2的最高点B时,有
mg=mvB21.8R
小球在轨道1上经过其最高点A时,有
FN+mg=mvA2R
根据机械能守恒定律,有
1.6mgR=12mvA2-12mvB2
解得
FN=4mg
结合牛顿第三定律可知,小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力大小为4mg,ABD错误,C正确。
故选C。
13、在如图所示的装置中,甲、乙属于同轴传动,乙、丙属于皮带传动(皮带与轮不发生相对滑动),A、B、C分别是三个轮边缘上的点,设甲、乙、丙三轮的半径分别是R甲、R乙和R丙,且R甲=2R乙=R丙,如果三点的线速度分别为vA,vB,vC三点的周期分别为TA,TB,TC,向心加速度分别为aA,aB,aC,则下列说法正确的是( )
A.aA:aB=1:2B.aA:aB=1:4C.vA:vC=1:4D.TA:TC=1:2
答案:D
C.因为乙、丙两轮由不打滑的皮带相连,所以相等时间内B、C两点转过的弧长相等,l两点的线速度大小相等,即
vB=vC
由v=ωr可得
ωB:ωC=R丙:R乙=2:1
又甲乙是同轴转动,相等时间转过的角度相等,即
ωA=ωB
由v=ωr可得
vA:vB=R甲:R乙=2:1
则可知
vA:vC=2:1
C错误;
D.甲乙是同轴转动,相等时间转过的角度相等,周期相等,即
TA:TB=1:1
由于ωB:ωC=2:1,根据T=2πω可知
TB:TC=1:2
则有
TA:TC=1:2
D正确;
AB.由ωA=ωB,根据a=ω2r可得
aA:aB=R甲:R乙=2:1
AB错误。
故选D。
14、如图所示,一辆电动车在水平地面上以恒定速率v行驶,依次通过a,b,c三点,比较三个点向心力大小( )
A.Fa>Fb>FcB.Fa<Fb<Fc
C.Fc<Fa<FbD.Fa>Fc>Fb
答案:B
根据向心力公式
F=mv2r
由于速率恒定,半径越小的位置向心力越大,从图可知曲率半径ra>rb>rc,故Fa<Fb<Fc,故B正确,ACD错误。
故选B。
15、对于做匀速圆周运动的物体,下列说法不正确的是( )
A.转速不变B.角速度不变C.线速度不变D.周期不变
答案:C
做匀速圆周运动的物体,线速度的大小不变,方向时刻改变,角速度不变,由
T=2πω=1n
则周期不变,转速不变,ABD正确,C错误。
故选C。
多选题
16、如图所示,质量分别为m和2m的A、B两物体(可视为质点)紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上,随圆筒一起绕转轴做匀速圆周运动,物体到转轴的距离之比rA:rB=2:1。下列说法正确的是( )
A.两物体的线速度大小相等
B.两物体的向心力大小相等
C.两物体受筒壁的摩擦力大小相等
D.两物体对筒壁的压力大小相等
答案:BD
AB.由题意可知两物体的角速度相等,根据公式
v=ωr
可知
vA:vB=2:1
根据公式
F=mω2r
可知,两物体的向心力为
FA:FB=1:1
A错误,B正确;
C.物体竖直方向处于平衡状态,物体受到的摩擦力的大小等于物体的重力大小,两物体重力不等,C错误;
D.由于支持力提供向心力,根据牛顿第三定律可知,两物体对筒壁的压力大小相等,D正确。
故选BD。
17、在杂技节目“水流星”的表演中,表演者手到碗的距离为L,碗在竖直平面内绕手做匀速圆周运动。碗的质量为m,碗内水的质量为2m,碗在最高点时,水对碗底的压力大小为mg。则下列说法正确的是( )
A.碗在最高点时,碗的线速度大小为gL
B.碗在最高点时,碗的线速度大小为3gL2
C.碗在最高点时,杆上的拉力大小为2mg
D.碗在最低点时,杆上的拉力大小为为7.5mg
答案:BD
AB.碗在最高点时,水对碗底的压力大小为mg,则对水受力分析,根据牛顿第二定律有
mg+2mg=2mv2L
可得,水的线速度为
v=3gL2
则碗的线速度大小也为3gL2,故A错误,B正确;
C.碗在最高点时,对整体受力分析,根据牛顿第二定律有
T1+3mg=3mv2L
可得,杆上的拉力大小为
T1=1.5mg
故C错误;
D. 碗在最低点时,对整体受力分析,根据牛顿第二定律有
T2-3mg=3mv2L
可得,杆上的拉力为
T2=7.5mg
故D正确。
故选BD。
18、子弹以初速度v0水平向右射出,沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒,在圆筒上只留下一个弹孔(从A位置射入,B位置射出,如图所示)。OA,OB之间的夹角θ=π3,已知圆筒半径R=0.5m,子弹始终以v0=60m/s的速度沿水平方向运动(不考虑重力的作用),则圆筒的转速可能是( )
A.20r/sB.60r/sC.100r/sD.220r/s
答案:CD
OA、OB之间的夹角为
θ=π3
所以A与B之间的距离等于R,根据题意子弹运动的时间为
t=Rv0
在子弹飞行的时间内,圆筒转动的角度为
θ1=(2n-13)π,(n=1,2,3,⋯)
则圆筒转动的时间
t=(2n-13)πω,(n=1,2,3,⋯)
其中
ω=2πN
联立解得圆筒的转速
N=(n-16)⋅v0R,(n=1,2,3,⋅⋅⋅)
当n=1时,则有
N=(1-16)×600.5r/s=100r/s
当n=2时,则有
N=(2-16)×600.5r/s=220r/s
故AB错误,CD正确。
故选CD。
19、利用离心运动的机械叫做离心机械。下列机械属于离心机械的是( )
A.游乐场的过山车B.棉花糖制作机
C.洗衣机滚筒D.旋转秋千
答案:BC
A.游乐场的过山车做曲线运动,没有发生离心现象,故A错误;
B.棉花糖制作机,是通过机器转速增加,所需要的的的向心力增加,发生离心现象,故B正确;
C.洗衣机脱水时,转速增加,水需要的的向心力增加,当衣服对水的附着力小于水所需要的向心力,发生离心现象,故C正确;
D.旋转秋千做圆周运动,但没有发生离心现象,故D错误。
故选BC。
20、如图所示,一长为l的轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,小球绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,在时间Δt内转过的圆心角为θ,下列说法正确的是( )
A.在时间Δt内小球转过的弧长为θl
B.在时间Δt内小球转过的弧长为2πlθ
C.小球转动的角速度大小为θΔt
D.小球转动的线速度大小为θlΔt
答案:AC
AB.根据弧长与圆心角的关系可知,在时间Δt内小球转过的弧长为θl,故A正确,B错误;
C.根据角速度的定义式得小球转动的角速度的大小为
ω=θΔt
故C正确;
D.小球转动的线速度大小为
v=sΔt=θlΔt
故D错误。
故选AC。
21、公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图所示,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v0时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处( )
A.路面外侧高、内侧低
B.车速只要高于v0,车辆便会向外侧滑动
C.车速虽然高于v0,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动
D.当路面结冰时,与未结冰时相比,v0的值变小
答案:AC
A.汽车刚好没有向两侧滑动的趋势的意思是,汽车做圆周运动的向心力由重力和路面的支持力提供,只有当路面外高内低时才满足条件,故A正确;
BC.当车速大于v0时,汽车有向外运动的趋势,汽车会受到向里的静摩擦力,只要v0不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动,故B错误,C正确;
D.由
mgtanθ=mv02R
得
v0=gRtanθ
R是轨道半径,θ是路面的倾斜角,由此可知,v0的值与路面是否结冰无关,故D错误。
故选AC。
22、竖直平面内的圆周运动是高中物理的经典模型之一。某同学通过如下实验来探究其相关规律:如图,质量为m的小球固定在力传感器测量的一侧,传感器另一侧与轻杆连接,现给小球一初速度让其绕杆上的水平轴O点做圆周运动,小球到O点的距离为L,已知当力传感器受到球对它的压力时读数为负,受到拉力时读数为正,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.只有当小球通过圆周最高点的速度大于gL时才能完成完整的圆周运动
B.若小球通过圆周最高点时的速度为gL3,则力传感器读数为-23mg
C.小球在与圆心等高的B点下方运动的过程中,力传感器读数总是为正值
D.若小球通过圆周最低点时的速度为2gL,则力传感器读数为mg
答案:BC
A.轻杆模型中小球过最高点速度大于0,A错误;
B.在最高点受力分析有
mg+F=mv2r
将速度gL3代入,解得
F=-23mg
即小球受到向上的支持力,由牛顿第三定律可知传感器受到向下的压力,B正确;
C.小球在与圆心等高的B点下方运动过程中,小球需要的向心力由传感器对小球的拉力减去重力沿杆向外的分力提供,小球都受到拉力,力传感器读数总是为正值,C正确;
D.在最低点受力分析有
F-mg=mv2r
将速度为2gL代入,解得
F=3mg
D错误。
故选BC。
23、如图所示是某风景区中的观景摩天轮。若摩天轮绕中间的固定轴做匀速圆周运动,则座舱中的游客( )
A.对座位的压力始终不变
B.所受合力大小保持不变
C.受到座位的作用力始终竖直向上
D.在最低点时,所受支持力大于其重力
答案:BD
A.向心力始终指向圆心,在最高点,向心力竖直向下,由牛顿第二定律可知,座位对游客的支持力小于游客的重力,同理,在最低点,向心力竖直向上,座位对游客的支持力大于游客的重力,A错误;
B.游客做匀速圆周运动,向心力即合力,大小不变,B正确;
C.座舱运动到与转轴等高时,座位对游客的作用力与其重力的合力指向转轴,故座位对其作用力方向应指向斜上方,C错误;
D.由A项分析可知,D正确。
故选BD。
24、有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A.汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
B.增大圆锥摆的摆角,但保持圆锥的高不变时,圆锥摆的角速度不变
C.同一小球在光滑固定的圆锥筒内的两个不同平面分别做匀速圆周运动,在两平面处小球所受筒壁的支持力大小相等
D.火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对轮缘会有挤压作用
答案:ABC
A.汽车通过拱桥的最高点时,加速度向下,处于失重状态,选项A正确;
B.根据
mgtanθ=mω2htanθ
可得
ω=gh
则增大圆锥摆的摆角,但保持圆锥的高不变时,圆锥摆的角速度不变,选项B正确;
C.同一小球在光滑固定的圆锥筒内的两个不同平面分别做匀速圆周运动,筒壁与竖直轴线的夹角为α,则小球受筒壁的支持力为
FN=mgsinα
即在两平面处小球所受筒壁的支持力大小相等,选项C正确;
D.火车转弯超过规定速度行驶时,火车有离心运动的趋势,则外轨对轮缘会有挤压作用,选项D错误。
故选ABC。
25、如图所示,在粗糙水平板上放一个物体,使水平板和物体一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,ab为水平直径,cd为竖直直径,在运动过程中木板始终保持水平,物体相对木板始终静止,则( )
A.物体在c、d点不受摩擦力
B.从d到c过程中物体所受摩擦力先减小后增大
C.a、b点木板对物体的支持力大于重力
D.物体在d点受到的支持力大于在c点受到的支持力
答案:AD
A.因为物体做匀速圆周运动,故物体沿轨迹切线方向合外力为零,所以物体在c、d点只有重力、支持力的合力充当向心力,不受摩擦力,A正确;
B.物体做匀速圆周运动,加速度时刻指向圆心,故从d到c过程中物体加速度的水平分量先增大后减小,水平方向由牛顿第二定律有
f=max
故所受摩擦力先增大后减小,B错误;
C.a、b点木板对物体的静摩擦力充当向心力,支持力与重力平衡,大小相等,C错误;
D.物体在d点由牛顿第二定律
Fd-mg=mv2R
故Fd>mg,在c点由牛顿第二定律
mg-Fc=mv2R
故Fc<mg。所以物体在d点受到的支持力大于在c点受到的支持力,D正确。
故选AD。
填空题
26、如图所示,火车转弯的弯道半径为R,斜面的倾角为θ。若火车转弯时的向心力完全由重力和支持力的合力提供,则转弯处的规定速度v0=______。(用字母g、R、θ表示)当火车行驶速度v>v0时,火车轮缘挤压______轨道,当火车行驶速度v<v0时,火车轮缘挤压______轨道。(填“内”或“外”)
答案: gRtanθ 外 内
[1]当轮缘与铁轨间没有弹力时,火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供,即
mgtanθ=mv02R
解得
v0=gRtanθ
则转弯处的规定速度为v0=gRtanθ;
[2]当火车行驶速度v>v0时,重力和支持力的合力提供向心力不足,此时外侧轨道对轮缘有向里的侧向压力;
[3]当火车行驶速度v<v0时,重力和支持力的合力提供向心力过大,此时内侧轨道对轮缘有向外的侧向压力。
27、小超同学非常热爱用身边的器材来完成一些物理实验。如图甲,他将手机紧靠蔬菜沥水器中蔬菜篮边缘放置,盖上盖子,从慢到快转动手柄,可以使手机随蔬菜篮转动。利用手机自带软件Phyphox可以记录手机向心加速度a和角速度ω的数值。更换不同半径的沥水器,重复上述的操作,利用电脑拟合出两次的a-ω2图像如图乙所示。
(1)在从慢到快转动手柄的过程中,蔬菜篮侧壁与手机间的压力___________;(填“变大”、“变小”、“不变”)
(2)由作出的图像可知,___________(填“直线1”或“直线2”)对应的沥水器半径更大;
(3)若测量出蔬菜篮的直径,计算出手机相应的线速度v,利用所得的数据拟合出的a-v2图像应该为___________图像。(填“线性”或“非线性”)
答案: 变大 直线1 线性
(1)[1]手机随蔬菜蓝的转动做的圆周运动可看作是圆锥摆运动,设蔬菜蓝侧壁与水平方向夹角为θ,侧壁对手机的压力为FN,则有
FNsinθ=mω2r
可知:在从慢到快转动手柄的过程中,角速度增大,蔬菜篮侧壁与手机间的压力变大。
(2)[2]由图乙可以看出,同样的角速度,直线1的加速度更大,由a=ω2r知:直线1对应的沥水器半径更大。
(3)[3]由a=v2r知,在蔬菜蓝直径一定的情况下,手机的加速度与线速度大小的平方成正比,图像是线性图像。
28、火车轨道的转弯处外轨高于内轨,如图所示。若已知某转弯处轨道平面与水平面夹角为θ,火车做圆周运动的轨道半径为R,重力加速度为g。则该转弯处规定的安全行驶的速度为v=___________。当实际行驶速度大于v时,轮缘挤压___________。(填“内轨”或“外轨”)
答案: gRtanθ 外轨
[1]当火车以安全速度v过弯时,铁轨支持力和火车重力的合力恰好提供向心力,根据力的合成与分解及牛顿第二定律有
mgtanθ=mv2R
解得
v=gRtanθ
[2]当实际行驶速度大于v时,铁轨支持力和火车重力的合力不足以提供向心力,此时外轨将对车轮存在作用力,即轮缘将挤压外轨。
29、完成以下填空∶
(1)做变速圆周运动的物体所受合力F不指向圆心,根据F产生的效果,可以把F分解为两个相互垂直的分力∶跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft改变物体速度的____;Fn提供物体做圆周运动的向心力,改变物体速度的____。
(2)一般的曲线运动研究方法
对于一般曲线运动,可以把这条曲线分割为许多极短的小段,质点在每一小段的运动都可以看作_______,然后采用圆周运动的分析方法进行处理。
答案: 大小 方向 圆周运动的一部分
(1)[1][2]做变速圆周运动的物体所受合力F圆周相切的分力Ft改变物体速度的大小;指向圆心的分力Fn提供物体做圆周运动的向心力,改变物体速度的方向。
(2)[3]对于一般曲线运动,可以把这条曲线分割为许多极短的小段,质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分,然后采用圆周运动的分析方法进行处理。
30、如图所示,旋转木马被水平钢杆拴住绕转台的中心轴做匀速圆周运动,若相对两个木马间的杆长为6m,木马质量为30kg,骑木马的儿童质量为40kg,当木马旋转的速度为4m/s时,周期是_________s,儿童受到的向心力大小是_________N。
答案: 3π2 6403
[1]旋转周期为
T=2πrv=3π2s
[2]以儿童为研究对象,由牛顿第二定律可得,儿童受到的向心力大小为
F=mv2r=6403N
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