2021年2021年2021年江苏小高考物理《学业水平测试》讲练稿(考点突破-真题演练-强化训练)第14讲-向心力-圆周运动的应用.docx

《2021年2021年2021年江苏小高考物理《学业水平测试》讲练稿(考点突破-真题演练-强化训练)第14讲-向心力-圆周运动的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年2021年2021年江苏小高考物理《学业水平测试》讲练稿(考点突破-真题演练-强化训练)第14讲-向心力-圆周运动的应用.docx（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -考情展现测试内容测试要求2021 年2021 年2021 年2021 年2021 年向心力C142627考点一向心力(1) 定义：做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力，叫做向心力(2) 特点：方向总为与线速度的方向垂直，沿半径指向圆心，方向时刻在转变，所以向心力为变力(3) 大小：v 2F n m r ( 用线速度表示 )F n m2r(用角速度表示 ) 42F n m T2 r( 用周期表示 )(4) 向心力的作用成效：向心力总为指向圆心，而线速度为沿圆周的切线方向，故向心力始终与线速度垂直，其作用成效只为

2、转变物体速度的方向，而不转变速度的大小特殊提示(1)向心力来源：向心力为按力的成效来命名的，只要达到维护物体做圆周运动的成效，就为向心力向心力可以为重力.弹力.摩擦力等各种力，也可以为各力的合力或某力的分力 如：水平圆盘上跟圆盘一起匀速转动的物体和匀速转弯的汽车，其所受的摩擦力为向心力；以规定速率转弯的火车，向心力为重力和弹力的合力(2) 圆周运动向心力分析：匀速圆周运动：物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就为向心力，即F 合 F 向，这为物体做匀速圆周运动的条件第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - -

3、- - -变速圆周运动：合外力沿半径方向的分力供应向心力例 1(2021 届前黄中学模拟)如图 1 所示， 质量相等的A.B 两物块放在匀速转动的水平圆盘上，随圆盘一起做匀速圆周运动，就以下关系中正确选项()图 1A 它们所受的摩擦力Ff AF fBB 它们的线速度v Av BC它们的运动周期TAB 答案A解析A. B 两个物体一起做圆周运动，供应它们做圆周运动的向心力为各自受到的指向圆心的摩擦力 A.B 两物体周期相同， 角速度也相同， rAr B，由 v r，可知 v AvB ，Ff m2r，所以 F fA FfB.例 2(2021 江苏学测 )某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关，做了

4、一个小试验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动，使小球在水平面内做圆周运动(如图 2 所示 )就以下说法正确选项 ()图 2 A 保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变 B保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大C保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变D保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小答案B考点二生活中的圆周运动圆周运动的综合问题求解第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -(1) 火车转弯时，向心力来源于铁轨对火车的支持力与火车重力的合力(2) 拱(凹)形桥设汽车质量

5、为m，桥面圆弧半径为r，汽车过桥面最高点( 或最低点 )时的速度为v，汽车所受支持力为 F N.v 2汽车过拱形桥最高点时，由向心力公式有mg FN m r ，此时F N”“”或“(填“ ”“”或“ Rg时，绳中的拉力或轨道弹力指向圆心第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -图 3如图丙所示，小球过最高点时：a当小球速度v 0 时，轻杆对小球的支持力大小为mg； b当小球速度0v Rg时，轻杆对小球的弹力为拉力，指向圆心例 3(2021 届苏州学测模拟)在以下情形中，汽车对凹形路面的压力最大的为

6、() A 以较小的速度驶过半径较大的凹形路B以较小的速度驶过半径较小的凹形路C以较大的速度驶过半径较大的凹形路D以较大的速度驶过半径较小的凹形路答案Dv 2v2解析对汽车受力分析有F N mgm r ，得出F Nmgm r ，速度越大，半径越小，对路面的压力越大，D 项正确例 4(2021 届镇江学测模拟) 如图 4 所示，一个内壁光滑的圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球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，就以下说法中正确选项 ()图 4A A 球的线速度必定大于B 球的线速度B A 球的角速度必定大于B 球的角速度第 4 页，共 14 页 - - - - - -

7、- - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -C A 球的运动周期必定小于B 球的运动周期D A 球对筒壁的压力必定大于B 球对筒壁的压力答案A解析小球 A 或 B 的受力情形如下列图，由图可知，两球的向心力都来源于重力G 和支持力FN 的合力，建立如下列图的坐标系，就mg有 FN1 F N sin mg，FN2 F Ncos F n，所以 F n tan.由此知 A.B 两球的向心力大小相v 22等由 Fn m r 可知， r 越大， v 肯定越大，应选项A 正确；由Fn mr 可知， r 越大， 22肯定越小，应选项B 错误；由F n mr( T

8、 ) 可知， r 越大， T 肯定越大，应选项C 错误由mg受力分析图可知、小球 A 和 B 受到的支持力FN 都等于sin、依据牛顿第三定律知选项D 错误 .例 5如图 5 所示，长0.5 m 的轻质细杆，一端固定有一个质量为3 kg 的小球，另一端由 电动机带动， 使杆绕 O 点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2 m/s.取 g 10 m/ s2，以下说法正确选项()图 5A 小球通过最高点时，对杆的拉力大小为6 NB小球通过最高点时，对杆的压力大小为24 NC小球通过最低点时，对杆的拉力大小为24 ND小球通过最低点时，对杆的拉力大小为54 N答案Dv 2解析设在最高点杆表现为拉

9、力，就有 F mg m R，代入数据得F 6 N ，就杆表现为支第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -持力，大小为6 N ，所以小球对杆表现为压力，大小为6 N，应选项 A .B 错误；在最低点，v 2杆表现为拉力，有F mg m R，代入数据得，F 54 N，应选项C 错误， D 正确例 6一辆汽车匀速率通过一座圆弧拱桥后，接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥设两圆弧半径相等，汽车通过拱桥桥顶时，对桥面的压力F 1 为车重的一半汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时，对桥面的压力为F2.求 F1 与

10、F 2 之比答案1 3解析汽车过圆弧形桥的最高点(或最低点 )时，由重力与桥面对汽车的支持力的合力供应向心力 汽车过圆弧形拱桥的最高点时，由牛顿第三定律可知，桥面对汽车的支持力与汽车对桥面的压力大小相等，所以由牛顿其次定律可得G F1 mv 2mv2RG同样，汽车过圆弧形凹形桥的最低点时，有F 2 GR 又因 F1 2联立解得 F 1 F 2 13.1 (2021 届盐城学测模拟)如图 6 所示，水平圆盘绕竖直轴匀速转动离轴心距离不等的位置上有质量相等的A.B 两物块随圆盘匀速转动，且始终相对于圆盘静止，两物块的向心力()图 6A 大小相等，方向相同B 大小相等，方向不同C大小不等，方向相同D

11、 大小不等，方向不同答案D解析由 F n m2r 得出质量.角速度相同时，半径不同，向心力大小不同，方向都指向圆心， D 项正确2.(2021 江苏学测 )如图 7 所示， 长为 L 的细线一端固定，另一端系一质量为m 的小球 小球第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -在竖直平面内摇摆，通过最低点时的速度为v ，就此时细线对小球拉力的大小为()图 7v 2A mgB m Lv2v2C mg m LD mgm L答案C解析对小球进行受力分析，v 2有 FT mg m L ，v2得出 F T mg

12、 m L ， C 项正确3 (2021 届苏州学测模拟)如图 8 所示，水平转台上有一个质量m 1 kg 的可看做质点的小物体，离转台中心的距离r 0.5 m.图 8(1) 如小物体随转台一起转动的线速度大小为1 m/s，求物体的角速度大小；(2) 在第 (1)问条件下，求小物体所受的摩擦力大小和方向；(3) 如小物体与转台之间的最大静摩擦力大小为4.5 N，小物体与转台间不发生相对滑动时，转台转动的最大角速度应为多大？答案(1)2 rad/s(2)2 N方向指向圆心(3)3 rad/ s解析(1)由 v r得 v 2 rad/sr(2) 小物体随转台一起转动，向心力由转台对小物体的静摩擦力供

13、应v 2Ff F n m r 2 N第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -方向指向圆心(3) 当小物体所受静摩擦力最大时，角速度最大有 F m2 r ，得 F m3 rad/s.mmmmr 4 (2021 江苏学测 )“魔盘”为一种奇妙的游乐设施，它为一个能绕中心轴转动的带有竖直侧壁的大型转盘， 随着“魔盘”转动角速度的增大， “魔盘”上的人可能滑向盘的边缘 如图 9 所示，质量为 m 的人 (视为质点 )坐在转盘上，与转盘中心 O 相距 r.转盘的半径为 R，人与盘面及侧壁间的动摩擦因数均为

14、 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g.图 9(1) 当转盘的角速度大小为 0 时，人未滑动，求此时人的线速度大小 v.(2) 求人与转盘发生相对滑动时转盘的角速度大小 应满意的条件(3) 当人滑至“魔盘”侧壁处时， 只要转盘的角速度不小于某一数值 m，人就可以离开盘面，贴着侧壁一起转动有同学认为，m 的大小与人的质量有关，你同意这个观点吗？请通过运算说明理由r答案(1)r 0(2)g (3) 见解析解析(1)线速度 v r r 0.(2) 由 m gr(3) 不同意由 FN m2 R 和 FN mg 得 mg ，就 m 与人的质量无关mR1(2021 届徐州学测模拟)如图 10

15、所示， 在光滑水平面上，一质量为 m 的小球在绳子拉力F 的作用下做半径为r 的匀速圆周运动，小球运动的线速度为v ，角速度为，向心加速度为 an，就以下表达式正确选项()第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -mA Fvr图 10B v 2rC v rD an 2 r答案D 2 (2021 届南京学测模拟)关于圆周运动，以下说法中正确选项()A 做变速圆周运动时，物体的速度方向不沿切线方向 B做匀速圆周运动时，物体所受合力为零 C物体在恒力作用下不行能做匀速圆周运动D做匀速圆周运动的物体，当它

16、所受的一切力都突然消逝时，它将做复杂的曲线运动答案C解析物体做曲线运动时，速度方向沿切线方向，A 项错误；物体做匀速圆周运动时，所受 合力指向圆心，合力供应向心力，力的方向始终在变，这个力不为恒力，B 项错误， C 项正确；当一切力都突然消逝时，依据牛顿第肯定律知物体将沿切线方向做匀速直线运动，D 项错 误 3(2021 届无锡学测二模)如图 11 所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动关于这种情形下硬币的受力情形，以下说法中正确选项()图 11 A 仅 受 重 力 和 台 面 的 支 持 力B受重力.台面的支持力.静摩擦力和向心力C受重力.台面的支持力.沿切线与速度方向

17、相反的静摩擦力D受重力.台面的支持力.指向圆心的静摩擦力答案D第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -4(2021 届扬州学测模拟)如图 12 所示， 汽车以速度v 通过一个半圆形拱桥的顶点时，关于汽车受力，以下说法中正确选项()图 12 A 汽 车 的 向 心 力 就 为 重 力B汽车受重力.支持力.向心力作用 C汽车受到的重力和支持力的合力供应所需的向心力D汽车受重力.支持力.牵引力.摩擦力.向心力作用答案C5 (2021 届无锡学测模拟 )一辆小汽车在如图 13 所示的路面上快速行驶，途经

18、图示的 A.B位置时，对路面的压力和它的重力的关系为 ( )图 13A 在 A 处时对路面的压力小于它的重力B在 A 处时对路面的压力大于它的重力C在 B 处时对路面的压力小于它的重力D在 B 处时对路面的压力等于它的重力答 案 A6质量为 30 kg 的小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子的横梁的距离为2.5 m，小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25 m 高度后由静止释放，不计一切阻力，小孩沿圆弧运动至最低点时，她对秋千板的压力约为 (g 取 10 m/s2)( )A 0B 200 NC 600 ND 1 000 N答 案 C解析 小孩由静止释放到最低点过程中，由动能定理得 mgh 1mv2，

19、2在最低点对小孩有FN mgmv2l，解得 F N 600 N ，由牛顿第三定律知她对秋千板的压力也为600 N.第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -7(2021 届盐城一中 )把 A.B.C 三个相同材料制成的物体放在水平转台上，它们的质量之比为 3 2 1，它们与转轴之间的距离之比为1 2 3.当转台以肯定的角速度旋转时，它们均无滑动，它们受到的静摩擦力大小分别为F fA.F fB.F fC，比较这些力可得()A Ff AF fBF fBF fCC F fA Ff B F fCD F fA F f C2 rad/s 时，物块与盘间摩擦力为滑动摩擦力为定值Ff mg 2 N 图象如下列图第 14 页，共 14 页 - - - - - - - - - -