1、第3讲圆周运动的实例分析圆周运动与人类文明(选学)交通工具的转弯问题1.赛车在倾斜的轨道上转弯如图238所示,弯道的倾角为,半径为r,则赛车完全不靠摩擦力转弯的速率是(设转弯半径水平)()图238A.B.C.D.答案C解析设赛车的质量为m,赛车受力分析如图所示,可见:F合mgtan ,而F合m,故v.圆锥摆模型2.质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中,杆的另一端套有一个质量为m的小球,今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,且角速度为,如图239所示,则杆的上端受到球对其作用力的大小为()图239Am2R BmCm D不能确定答案C解析对小球进行受力分析,小球受两个力:一个是重力mg,
2、另一个是杆对小球的作用力F,两个力的合力产生向心力由平行四边形定则可得:Fm,再根据牛顿第三定律,可知杆受到球对其作用力的大小为Fm.故选项C正确离心运动问题3.如图2310所示,光滑的水平面上,小球在拉力F作用下做匀速圆周运动,若小球到达P点时F突然发生变化,下列关于小球运动的说法正确的是()图2310AF突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动BF突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动CF突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动DF突然变小,小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心答案A解析F突然消失时,小球将沿该时刻线速度方向,即沿轨迹Pa做离心运动,选项A正确;F突然变小时,小球将会沿轨迹Pb做离心运动,选
3、项B、D均错误;F突然变大时,小球将沿轨迹Pc做近心运动,选项C错误汽车过拱形桥4一辆质量m2 t的轿车,驶过半径R90 m的一段凸形桥面,g10 m/s2,求:(1)轿车以10 m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面的压力是多大?(2)在最高点对桥面的压力等于轿车重力的一半时,车的速度大小是多少?答案(1)1.78104 N(2)21.2 m/s解析(1)轿车通过凸形桥面最高点时,受力分析如图所示:合力FmgN,由向心力公式得mgNm,故桥面的支持力大小Nmgm(2 000102 000)N1.78104 N根据牛顿第三定律,轿车在桥面最高点时对桥面压力的大小为1.78104N.(2)对桥面的压力等于轿车重力的一半时,向心力FmgN0.5mg,而Fm,所以此时轿车的速度大小v m/s21.2 m/s.