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圆周运动典型例题及答案详解VIP免费

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“匀速圆周运动”的典型例题【例1】如图所示的传动装置中,A、B两轮同轴转动.A、B、C三轮的半径大小的关系是RA=RC=2RB.当皮带不打滑时,三轮的角速度之比、三轮边缘的线速度大小之比、三轮边缘的向心加速度大小之比分别为多少?【例2】一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动.在圆盘上放置一木块,当圆盘匀速转动时,木块随圆盘一起运动(见图),那么[]A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心C.因为木块随圆盘一起运动,所以木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块的运动方向相同D.因为摩擦力总是阻碍物体运动,所以木块所受圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反E.因为二者是相对静止的,圆盘与木块之间无摩擦力【例3】在一个水平转台上放有A、B、C三个物体,它们跟台面间的摩擦因数相同.A的质量为2m,B、C各为m.A、B离转轴均为r,C为2r.则[]A.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,A、C的向心加速度比B大B.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,B所受的静摩擦力最小C.当转台转速增加时,C最先发生滑动D.当转台转速继续增加时,A比B先滑动【例4】如图,光滑的水平桌面上钉有两枚铁钉A、B,相距L0=0.1m.长L=1m的柔软细线一端拴在A上,另一端拴住一个质量为500g的小球.小球的初始位置在AB连线上A的一侧.把细线拉直,给小球以2m/s的垂直细线方向的水平速度,使它做圆周运动.由于钉子B的存在,使细线逐步缠在A、B上.若细线能承受的最大张力Tm=7N,则从开始运动到细线断裂历时多长?【说明】圆周运动的显著特点是它的周期性.通过对运动规律的研究,用递推法则写出解答结果的通式(一般表达式)有很重要的意义.对本题,还应该熟练掌握数列求和方法.如果题中的细线始终不会断裂,有兴趣的同学还可计算一下,从小球开始运动到细线完全绕在A、B两钉子上,共需多少时间?【例5】如图(a)所示,在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球,圆锥顶角为2θ,当圆锥和球一起以角速度ω匀速转动时,球压紧锥面.此时绳的张力是多少?若要小球离开锥面,则小球的角速度至少为多少?【说明】本题是属于二维的牛顿第二定律问题,解题时,一般可以物体为坐标原点,建立xoy直角坐标,然后沿x轴和y轴两个方向,列出牛顿第二定律的方程,其中一个方程是向心力和向心加速度的关系,最后解联立方程即可。【例6】杂技节目中的“水流星”表演,用一根绳子两端各拴一个盛水的杯子,演员抡起杯子在竖直面上做圆周运动,在最高点杯口朝下,但水不会流下,如下图所示,这是为什么?【例7】如下图所示,自行车和人的总质量为M,在一水平地面运动.若自行车以速度v转过半径为R的弯道.(1)求自行车的倾角应多大?(2)自行车所受的地面的摩擦力多大?【例8】用长L1=4m和长为L2=3m的两根细线,拴一质量m=2kg的小球A,L1和L2的另两端点分别系在一竖直杆的O1,O2处,已知O1O2=5m如下图(g=10m·s-2)(1)当竖直杆以的角速度ω匀速转动时,O2A线刚好伸直且不受拉力.求此时角速度ω1.(2)当O1A线所受力为100N时,求此时的角速度ω2.【说明】向心力是一种效果力,在本题中O2A受力与否决定于物体A做圆周运动时角速度的临界值.在这种题目中找好临界值是关键.[例9]一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动,有一台发出细光束的激光器装在小转台M上,到轨道的距离MN为d=10m,如图所示。转台匀速转动,使激光束在水平面内扫描,扫描一周的时间为T=60s,光束转动方向如图箭头所示。当光束与MN的夹角为45°时,光束正好射到小车上,如果再经过△t=2.5s光束又射到小车上,则小车的速度为多少?(结果保留二位数字)[例10]图所示为测量子弹速度的装置,一根水平转轴的端部焊接一个半径为R的薄壁圆筒(图为其横截面),转轴的转速是每分钟n转,一颗子弹沿圆筒的水平直径由A点射入圆筒,在圆筒转过不到半圆时从B点穿出,假设子弹穿壁时速度大小不变,并在飞行中保持水平方向,测量出A、B两点间的孤长为L,写出子弹速度的表达式。[说明]解题过程中,物理过程示意图,是常用的方法,它...

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