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1、计算题 宇航员的选拔、训练是非常严格的.当航天飞机升空时,宇航员会发生黑视.黑视的原因第一是因为血压降低,导致视网膜缺血,第二是因为脑缺血.为了使宇航员适应飞行要求,在如图8所示的仪器中对宇航员进行训练.宇航员坐在一个在竖直平面内做匀速圆周运动的舱内,若要使宇航员的向心加速度为an=6g,(已知:R=20 m,g取10 m/s2)

求: (1)仪器旋转的角速度需设定为多少?
(2)宇航员对座椅的压力是自身重力的多少倍?
参考答案:(1)
?rad/s. (2)7mg
本题解析:(1)由向心加速度公式an=Rω2得
ω=
=
?rad/s=
?rad/s.
(2) F-mg=ma
F="mg+ma=mg+6mg" =7mg

本题难度:简单
2、计算题 汽车与路面的动摩擦因数为μ,公路某转弯处半径为R(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),问:
(1)若路面水平,汽车转弯不发生侧滑,对汽车最大速度为多少?
(2)若将公路转弯处路面设计成外侧高、内侧低,使路面与水平面倾角为α,则汽车以多大速度转弯,可以使车与路面间无摩擦力?
参考答案:(1)
(2)
本题解析:解:(1)汽车在水平路面上转弯时,汽车转弯的向心力由静摩擦力提供,当静摩擦力达到最大时,汽车的转弯速度最大。由牛顿第二定律得:
?
?mg=m
?(3分)
解得 v1=
?(1分)
(2) 当重力和支持力的合力恰提供向心力时,车与路面间无摩擦力,
则有
mg tanα=m
?(3分)
解得 v2=
?(1分)
本题考查圆周运动生活实例,要求汽车拐弯最大速度,必须弄清楚汽车拐弯时向心力来源,当重力和支持力的合力恰提供向心力时,车与路面间无摩擦力根据受力分析结合牛顿运动定律可得。
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球,两绳能承担的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时∠ABC=90°,∠ACB=53°,BC=1m。竖直轴AB匀速转动,C球在水平面内做匀速圆周运动。

求:
(1)要使两条细绳都拉直,C球的线速度至少多大?
(2)当C球的线速度增大时,AC和BC哪条绳先断?当其中一条绳刚要断时,C球的线速度多大?
(g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
参考答案:(1)
?m/s(2)BC绳先断,
?m/s
本题解析:(1)若角速度太小,则BC绳子容易松弛,即dangBC刚好松弛,且未发生形变时,此时转速最小,即AC绳子拉力和重力提供向心力:
,代入数据则
(2)C求速度继续增加,则AC、BC绳子拉力变大,只要绳子不断,即
,
,只要BC不断,AC就不会断。显然BC先断。即当BC刚好要断时、AC的拉力和重力,三个力提供向心力,
此时,线速度为
点评:本题考查了圆周运动临界问题的分析,通过向心力来源的分析判断临界条件。
本题难度:一般
4、选择题 关于圆周运动的下列说法中正确的是( )
A.做匀速圆周运动的物体,在任何相等的时间内通过的位移都相等
B.做匀速圆周运动的物体,在任何相等的时间内通过的路程都相等
C.做圆周运动的物体的加速度一定指向圆心
D.做圆周运动的物体的加速度不一定指向圆心
参考答案:A、做匀速圆周运动的物体,速率不变,在任何相等的时间内通过的路程都相等,相等的弧长对应相等的弦长,所以相等时间内位移的大小相等,但方向不同,所以相等时间内发生的位移不同,故A错误,B正确;
C、匀速圆周运动的合外力指向圆心,变速圆周运动的加速度不指向圆心,故C错误,D正确.
故选:BD
本题解析:
本题难度:简单
5、计算题 (12分)一个圆盘在水平面内匀速转动,盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动,如图所示,

(1)当w=4rad/s小物体所受向心力的大小?方向如何?
(2)当小物体与圆盘之间动摩擦因素为0.25,求圆盘最大的角速度?
参考答案:(1)0.16N 方向:指向圆心(2)5rad/s
本题解析:(1)小物体所受向心力的大小
F=mw2r=0.16N………………………………………(4分)
方向:指向圆心……………………………………(2分)
(2)由摩擦力提供向心力得
цmg=mw2r……………………………………………(4分)
得w=5rad/s……………………………………… (2分)
本题难度:一般