试题-全国-2006_向心力的来源及应用 学法指导 不分版本.rar

用心爱心专心122号编辑1向心力的来源及应用广东叶明伟一.向心力的来源当物体做圆周运动时，合力在指向圆心方向的分力提供向心力，如果合力全部提供向心力，即合力大小不变，方向与速度始终垂直且指向圆心，则物体必做匀速圆周运动。向心力可以由某一个力提供，也可以由若干个力的合力提供，甚至可以由某一个力的分力提供，判断向心力的来源关键是对物体进行正确的受力分析，一定要明确只有受向心力作用，物体才能做圆周运动。值得注意的是向心力不是按性质命名的力，而是根据力的作用效果来命名的，由于存在向心力，它产生向心加速度，以不断改变物体的速度方向，保持物体做圆周运动。1.根据物体的受力情况判断向心力的来源例1.如图1所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使它做圆周运动，图1中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（）A.a处为拉力，b处为拉力；B.a处为拉力，b处为推力；C.a处为推力，b处为拉力；D.a处为推力，b处为推力。解析：a处一定是拉力。小球在最低点时所需向心力沿杆由a指向圆心O，向心力是由杆对小球的拉力与小球重力的合力提供的，而重力方向向下，故杆必定给球向上的拉力。小球在最高点时若杆恰好对球没有作用力，即小球的重力恰好提供向心力，设此时小球速度为vb，则；当小球在最高点的速度v>vb时，所需向心力F>mg，杆对小球有向下的拉力；若小球的速度v<vb时，杆对小球有向上的推力，故选AB。2.根据物体的运动状态判断向心力的来源例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，试分析向心力的来源。解析：因为木块做匀速圆周运动，根据匀速圆周运动的条件可知，木块在水平方向的合力应提供向心力，且指向圆心。而木块在水平方向上只可能受到静摩擦的作用，因此木块受到的静摩擦力必提供向心力且方向指向圆心。二.向心力的应用向心力公式为。其方向总是指向圆心且时刻在变化，即F是一个变力，其作用效果是产生向心加速度，只改变速度方向不改变速度大小。做匀速圆周运动的物体，所需要的向心力是由合力提供的，因此，可直接应用合力等于向心力建立方程求解。例3.在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，车向左拐弯时，右侧路面比左侧要高一些。设路面与水平面间的夹角为，拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车以速度v右转弯时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，应等于（）A.；B.；C.；D.解析：依题意要使汽车拐弯时横向摩擦力为零，必须是重力与支持力的合力提供向心力。汽车受力如图2所示，根据牛顿第二定律有，则，故选B。编者提醒：向心力是根据力的作用效果命名的，而不是一种特定的力（如重力），因此在分析物体的受力时，切不可将向心力也作为物体的受力考虑在内。