高考物理知识大全《向心力与向心加速度》高频试题预测(2017年最新版)(三)

时间:2017-03-05 16:46:29

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1、填空题  汽车在水平地面上转弯时,提供向心力的具体的力是______;转弯时车速不能太快,当速度为v时,安全转弯的半径最小为R,若当转弯半径为2R时,该汽车安全转弯的最大速度为______.


参考答案:汽车在水平路面上转弯做圆周运动,汽车转弯时受重力、支持力和摩擦力作用,因为是水平面,所以汽车做圆周运动的向心力由路面给汽车的静摩擦力提供,
设最大静摩擦力为f,则有
f=mv2R①
当半径为2R时,则有
f=mv′22R②
由①②解得:
v′=


本题解析:


本题难度:一般



2、选择题  如图,放于竖直面内的光滑金属圆环半径为R,质量为m的带孔小球穿于环上,同时有一长也为R的细绳一端系于球上,另一端系于圆环最低点.当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时,绳被拉直且小球受二个力作用.则ω为(  )
A.

3
2
g
R

B.
3g
R

C.
g
R

D.
2g
R

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参考答案:小球受重力和圆环的弹力,两个力的合力垂直于转轴,提供向心力,根据牛顿第二定律有:F合=mgcot30°=mRcos30°ω2,解得ω=


本题解析:


本题难度:简单



3、选择题  如图所示,一球质量为m,用长为L的细线悬挂于O点,在O点正下方

L
2
处钉有一根长钉,把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子瞬间下列说法正确的是(  )
A.小球的线速度突然加大
B.小球的向心加速度突然增大
C.小球的角速度突然增大
D.悬线拉力突然增大



参考答案:A、把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子的前后瞬间,由于重力与拉力都与速度垂直,所以小球的线速度大小不变.故A错误.
B、根据向心加速度公式a=v2r得,线速度大小不变,半径变小,则向心加速度变大.故B正确.
C、根据v=rω,知线速度大小不变,半径变小,则角速度增大.故C正确.
D、根据牛顿第二定律得,T-mg=v2r得,T=mg+mv2r.半径变小,则拉力变大.故D正确.
故选:BCD.


本题解析:


本题难度:一般



4、选择题  一小球以初速度v0竖直上抛,它能到达的最大高度为H,问下列几种情况中,哪种情况小球可能达到高度H(忽略空气阻力)(  )
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A.图a,以初速v0沿光滑斜面向上运动
B.图b,以初速v0沿光滑的抛物线轨道,从最低点向上运动
C.图c(H>R>

H
2
),以初速v0沿半径为R的光滑圆轨道,从最低点向上运动
D.图d(R>H),以初速v0沿半径为R的光滑圆轨道,从最低点向上运动


参考答案:小球以v0竖直上抛的最大高度为h,到达最大高度时速度为0,
A、B、小球到达最高点的速度可以为零,根据机械能守恒定律得,mgh+0=mgh′+0.则h′=h.故AB可能.
C、小球到达最高点的速度不能为零,所以小球达不到最高点就离开轨道做斜抛运动.故C不可能.
D、小球运动到最高点时速度可以为零,根据机械能守恒定律可知,小球能达到最高点即高h处,故D可能.
故选ABD.


本题解析:


本题难度:一般



5、选择题  A、B、C三个物体放在旋转圆台上,静摩擦因数均为μ,A的质量为2m,B、C质量均为m,A、B离轴为R,C离轴为2R,则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动,如图所示)下列判断中正确的是(  )
A.C物的向心加速度最大
B.B物的静摩擦力最小
C.当圆台转速增加时,C比A先滑动
D.当圆台转速增加时,B比A先滑动

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参考答案:三个物体都做匀速圆周运动,合力指向圆心,对任意一个受力分析,如图

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支持力与重力平衡,F合=f=F向
由于a、b、c三个物体共轴转动,角速度ω相等,
根据题意,rc=2ra=2rb=r
由向心力公式F向=mω2r,得三物体的向心力分别为:
Fa=2mω2r
Fb=mω2r=mω2r
Fc=mω2(2r)=2mω2r
故A、B正确;
对任意一物体,由于摩擦力提供向心力,有μmg=mω2r
当ω变大时,所需要的向心力也变大,当达到最大静摩擦力时,物体开始滑动,
当转速增加时,A、C所需向心力同步增加,且保持相等,但因C的最大静摩擦力小,C比A先滑动.故C正确;
当转速增加时,A、B所需向心力也都增加,且保持2:1关系,但因A、B最大静摩擦力也满足2:1关系,因此A、B会同时滑动,故D错误.
故选ABC.


本题解析:


本题难度:简单




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