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高考物理高频考点《向心力与向心加速度》高频试题巩固(2017年最新版)(二)
2017-03-05 17:47:04
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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1、选择题 某人开着小车在如图所示的曲面上行驶,整个过程中速率不变.图中MO部分是向下凹的圆弧,ON部分是向上凸的圆弧.当小车经过图中A、B、C、D(A为最低点,D为最高点)四点时对路面的压力分别为FA、FB、FC、FD.小车重力为G.下列关系式一定成立的是( ) A.FA>G B.FB>G C.FC<G D.FD≤G
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参考答案:A、在A点,小车受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:FA-mg=mv2R,故FA>G,故A正确; B、在B点,重力和支持力的径向分力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:FB-mgcosθ=mv2R,故弹力不一定大于重力,故B错误; C、在C点,重力和支持力的径向分力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mgcosθ-FC=mv2R,故FC=mgcosθ-mv2R<mg,故D正确; D、在D点,小车受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mg-FD=mv2R,故FD<G,故D错误; 故选AC.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20 cm处放置一小物块A,其质量为m=2 kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0.5),试求: (1)当圆盘转动的角速度ω=2 rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小为多大?方向如何? (2)欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?(取g=10 m/s2)

参考答案:解:(1)物体随圆盘一起绕轴线转动,需要向心力,而竖直方向物体受到的重力mg、支持力FN不可能提供向心力,向心力只能来源于圆盘对物体的静摩擦力 根据牛顿第二定律可求出物体受到的静摩擦力的大小:Ff=F向=mω2r=2×22×0.2 N=1.6 N,方向沿半径指向圆心 (2)欲使物块与盘不发生相对滑动,做圆周运动的向心力应不大于最大静摩擦力。即F向=mrωm2≤kmg 解得ωm≤ = rad/s=5 rad/s.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 用长短不同,材料相同的同样粗细的绳子,各栓着一个质量相同的小球,在光滑水平面上做匀速圆周运动,那么( ) A.小球以相同的线速度运动时,长绳易断 B.小球以相同的角速度运动时,长绳易断 C.小球以相同的角速度运动时,短绳易断 D.不管怎样都是短绳易断
参考答案:小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,由绳子的拉力提供向心力. A、在m和v一定时,根据公式F向=mv2r,r越大,拉力越小,绳子越不容易断,故A错误. B、C、m和ω一定时,根据F向=mω2r,r越大,拉力越大,绳子越容易断,故B正确,C错误; D、由上述分析可知D错误; 故选:B
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,在倾角为30°的斜面OA的左侧有一竖直档板,其上有一小孔P,OP=0.5m.现有一质量m=4×10-20kg,带电量q=+2×10-14C的粒子,从小孔以速度v0=3×104m/s水平射向磁感应强度B=0.2T、方向垂直纸面向外的一圆形磁场区域.且在飞出磁场区域后能垂直打在OA面上,粒子重力不计. 求: (1)粒子在磁场中做圆周运动的半径; (2)粒子在磁场中运动的时间; (3)圆形磁场区域的最小半径.
参考答案:
 (1)粒子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律得 ? qvB=mv20r 得,轨迹半径为 r=mv0qB=0.3m,周期为 T=2πrv0=2πmqB (2)画出粒子运动的轨迹如图,由几何知识得到轨迹对应的圆心角θ=60°,则粒子在磁场中运动的时间为 ? t=θ2πT=16T=πm3qB=π3×10-5s (3)当粒子的轨迹圆正好以PQ为直径时,圆形磁场区域的半径最小,根据几何知识得知,PQ=r,则磁场最小的半径为Rmin=r2=0.15m 答: (1)粒子在磁场中做圆周运动的半径为0.3m; (2)粒子在磁场中运动的时间是π3×10-5s; (3)圆形磁场区域的最小半径是0.15m.
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,在水平地面正上方有范围足够大的匀强磁场和匀强电场(图中未画出电场线).已知磁场的磁感应强度为B,方向水平并垂直纸面向里.一质量为m、带电量为-q的带电微粒在此区域恰好作速度为υ的匀速圆周运动.(重力加速度为g,空气阻力可忽略). (1)求此区域内电场强度的大小和方向. (2)若某时刻微粒运动到场中P点,速度与水平方向成45°,如图所示.则为保证该微粒在此区域能做完整的匀速圆周运动,P点的高度H应满足什么条件? (3)若微粒运动到离地面高度为H的P点时,突然撤去电场,求该微粒到达地面时的速度大小.(用H、g、υ表示).
参考答案:
 (1)带电微粒在做匀速圆周运动,说明电场力与重力平衡, 因此:mg=Eq 解得:E=mgq 方向竖直向下 (2)粒子作匀速圆周运动,轨道半径为R,如图所示FB=qBυ=mυ2R 得:R=mυqB PN=(1+
本题解析:
本题难度:一般
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