当前位置：文档库 › 向心力典型例题

向心力典型例题

向心力典型例题（附答案详解）

一、选择题【共12道小题】

1、如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′转动，小物块a靠

在圆筒的壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使a不下滑，则圆筒

转动的角速度ω至少为（）A. B. C. D.

解析：要使a不下滑，则a受筒的最大静摩擦力作用，此力与重力平衡，

筒壁给a的支持力提供向心力，则N=mrω2，而fm=mg=μN，所以

mg=μmrω2，故. 所以A、B、C均错误，D正确.

4、在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子，一根长1 m的细绳一端系小球，另一端拴在A钉上，如图所示.已知小球质量为0.4 kg，小球开始以2 m／s的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（）

A.2.4π s

B.1.4π s

C.1.2π s

D.0.9π s

解析：当绳子拉力为4 N时，由F=可得r=0.4 m.小球每转半个周期，其半径就减小0.2 m，由分析知，小球分别以半径为1 m，0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉断了，所以时间为t==1.2π s. 答案：C

6、甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80 kg,M乙=40 kg，面

对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两个相距0.9 m ，弹簧秤的示数为9.2 N ，下列判断正确的是（）

A.两人的线速度相同，约为40 m/s

B.两人的角速度相同，为6 rad/s

C.两人的运动半径相同，都是0.45 m

D.两人的运动半径不同，甲为0.3 m,乙为0.6 m 解析：甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度相同，半径之和为两人的距离.

设甲、乙两人所需向心力为F 向，角速度为ω，半径分别为r 甲、r 乙.则

F 向=M 甲ω2r 甲=M 乙ω2r 乙=9.2 N ① r 甲+r 乙=0.9 m ②

由①②两式可解得只有D 正确答案：D

7、如图所示，在匀速转动的圆筒壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说确的是（）

A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大

B.物体所受弹力增大，摩擦力减小

C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小

D.物体所受弹力增大，摩擦力不变析：物体在竖直方向上受重力G 与摩擦力F ，是一对平衡力，在向心力方向上受弹力F N .根据向心力公式，可知F N =mω2r ，当ω增大时，F N 增大，选D.

8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）

A.当转速不变时，绳短易断

B.当角速度不变时，绳短易断

C.当线速度不变时，绳长易断

D.当周期不变时，绳长易断

析：由公式a=ω2R=知，当角速度（转速）不变时绳长易断，故A、B错误.周期不变时,绳长易断，故D正确.由,当线速度不变时绳短易断,C错

9、如图,质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到

碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率

不变

A.因为速率不变，所以木块加速度为零C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变

B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大

D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心

解析：木块做匀速圆周运动，所受合外力大小恒定，方向时刻指向圆心，故选项A、B不正确.在木块滑动过程中，小球对碗壁的压力不同，故摩擦力大小改变,C错. 答案：D

10、如图所示，在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量

分别为m和M的两球，两球用轻细线连接.若M＞m，则

（）

A.当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动

B.当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动

C.若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为2ω时两球也不动

D.若两球相对杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动

解析：由牛顿第三定律可知M、m间的作用力相等，即F M=F m，F M=Mω2r M，F m=mω2rm，所以若M、m不动，则r M∶r m=m∶M，所以A、B不对，C对（不动的条件与ω无关）.若相向滑动，无力提供向心力，D对. 答案：CD 11、一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（）

A.2m/s2

B.4m/s2

C.0

D.4π m/s2

ω=2π/T=2π/2=πv=ω*r所以r=4/πa=v∧2/r=16/(4/π)=4π

12、在水平路面上安全转弯的汽车，向心力是（）

A.重力和支持力的合力

B.重力、支持力和牵引力的合力

C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力

二、非选择题【共3道小题】

1、如图所示，半径为R的半球形碗，有一个具有一定质量的

物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为μ，当碗绕竖直轴OO′匀

速转动时，物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动

而不发生相对滑动，求碗转动的角速度.

分析：物体A随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向心力方向指向

球心O，故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力提供，此时物体所受的摩擦力与重力平衡.

解析：物体A做匀速圆周运动，向心力：F n=mω2R

而摩擦力与重力平衡，则有μF n=mg 即F n=mg/μ

由以上两式可得：mω2R= mg/μ即碗匀速转动的角速度为：ω=.

2、汽车沿半径为R的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过多少?

解析：跑道对汽车的摩擦力提供向心力，1/10mg=mv2/r，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为v=. 答案：车速最大不能超过

3、一质量m=2 kg的小球从光滑斜面上高h=3.5 m处由静止滑下，斜面的底端连着一个半径R=1 m的光滑圆环（如图所示），则小球

滑至圆环顶点时对环的压力为_____________，小球至少应

从多高处静止滑下才能通过圆环最高点，

hmin=_________(g=10 m/s2).

解析：①设小球滑至圆环顶点时速度为v1,则

mgh=mg·2R+ 1/2mv12F n+mg= mv12/R 得:F n=40 N

②小球刚好通过最高点时速度为v2,则mg= mv22/R

又mgh′=mg2R+1/2 mv22/R得h′=2.5R答案：40 N;2.5R

匀速圆周运动典型问题剖析

1. 基本概念、公式的理解和运用

[例2] 在绕竖直轴匀速转动的圆环上有A 、B 两点，如图1所示，过A 、B 的半径与竖直轴的夹角分别为30°和60°，则A 、B 两点的线速度之比为；向心加速度之比为。解析：A 、B 两点做圆周运动的半径分别为 R R r A 2130sin =?= R R r B 2360sin =?= 它们的角速度相同，所以线速度之比

333

1====B A B A B A r r r r v v ωω 加速度之比3

322==B B A A B A r r a a ωω 2. 传动带传动问题

[例3] 如图2所示，a 、b 两轮靠皮带传动，A 、B

分别为两轮边缘上的点，C 与A 同在a 轮上，已

知B A r r 2=，B r OC =，在传动时，皮带不打滑。求：

（1）=B C ωω: ；（2）=B C v v : ；（3）=B C a a : 。解析：A 、C 两点在同一皮带轮上，它们的角速度相等，即C A ωω=，由

于皮带不打滑，所以A 、B 两点的线速度大小相等，即B A v v =。

（1）根据r v

=ω知21===A B B A B C r r ωωωω （2）根据ωr v =知2

1====A B A C A C B C r r r r v v v v

（3）根据ωv a =知412121=?==B B C C B C v v a a ωω 点评：共轴转动的物体上各点的角速度相同，不打滑的皮带传动的两轮边缘上各点线速度大小相等，这样通过“角速度”或“线速度”将比较“遥远”的两个质点的运动学特点联系在一起。

（二）动力学特征及应用

物体做匀速圆周运动时，由合力提供圆周运动的向心力

且有222)2(T

mr mr r v m ma F F πω=====向向合方向始终指向圆心

1. 基本概念及规律的应用

[例4] 如图3所示，质量相等的小球A 、B 分别固定在轻杆的中点和端点，当杆在光滑水平面上绕O 点匀速转动时求杆OA 和AB 段对球A 的拉力之比。

解析：隔离A 、B 球进行受力分析，如图3所示。因A 、

B 两球角速度相同，设为ω，选用公式r m F 2ω=向，并取指向

圆心方向为正方向，则

对A 球：OA L m F F 221ω=- ①

对B 球：OB L m F 22ω= ②

① 两式联立解得2

321=F F 点评：向心力向F 是指做匀速圆周运动物体受到的合力，而不一定是某一

个力，要对物体进行正确的受力分析。

[例5] 如图4所示，一个壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A 和B 紧贴着壁分别在图中所示的水平面作匀速圆周运动，则下列说确的是（）

A. 球A 的线速度必定大于球B 的线速度

B. 球A 的角速度必定小于球B 的角速度

C. 球A 的运动周期必定小于球B 的运动周期

D. 球A 对筒壁的压力必定大于球B 对筒壁的压力

解析：对小球A 、B 受力分析，两球的向心力都来源于重力mg 和支持力N F 的合力，其合成如图4所示，故两球的向心力αcot mg F F B A == 比较线速度时，选用r v m F 2=分析得r 大，v 一定大，A 答案正确。比较角速度时，选用r m F 2ω=分析得r 大，ω一定小，B 答案正确。

比较周期时，选用r T

m F 2)2(

π=分析得r 大，T 一定大，C 答案不正确。小球A 和B 受到的支持力N F 都等于αsin mg ，D 答案不正确。点评：①“向心力始终指向圆心”可以帮助我们合理处理物体的受力；② 根据问题讨论需要，解题时要合理选择向心力公式。

2. 轨迹圆（圆心、半径）的确定

[例6] 甲、乙两名滑冰运动员，kg M 80=甲，kg M 40=乙，面对面拉着弹簧秤

做匀速圆周运动的滑冰表演，如图5所示，两人相距0.9m ，弹簧秤的示数为

9.2N ，下列判断中正确的是（）

A. 两人的线速度相同，约为40m/s

B. 两人的角速度相同，为6rad/s

C. 两人的运动半径相同，都是0.45m

D. 两人的运动半径不同，甲为0.3m ，乙为0.6m

解析：甲、乙两人做圆周运动的角速度相同，向心力大小都是弹簧的弹力，则有乙乙甲甲r M r M 22ωω=即乙乙甲甲r M r M =且m r r 9.0=+乙甲，kg M 80=甲，

kg M 40=乙解得m r 3.0=甲，m r 6.0=乙由于甲甲r M F 2ω= 所以

)/(62.03.0802.9s rad r M F

=?==甲甲ω 而r v ω=，r 不同，v 不同。所以答案选D 。点评：有些匀速圆周运动的轨迹圆是比较“隐蔽”的，一旦理解错误，就会给解题带来麻烦，如本题中两人做匀速圆周运动的半径并不是两人的间距，例2中A 、B 做圆周运动的圆心并不是圆环的中心O 等。

3. 联系实际问题

[例7] 司机开着汽车在一宽阔的马路上匀速行驶突然发现前方有一堵墙，他是刹车好还是转弯好？（设转弯时汽车做匀速圆周运动，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。）

解析：设汽车质量为m ，车轮与地面的动摩擦因数为μ，刹车时车速为0v ，此时车离墙距离为0s ，为方便起见，设车是沿墙底线的中垂线运动。若司机

采用刹车，车向前滑行的距离设为s ，则==g

v s μ220常数，若司机采取急转弯法，

则R v m mg 20=μ（R 是最小转弯半径），s g v R 220==μ。讨论：（1）若R s >0，则急刹车或急转弯均可以；

（2）若s s R >>0，则急刹车会平安无事，汽车能否急转弯与墙的长度和位置有关，如图6所示，质点P 表示汽车，AB 表示墙，若墙长度R l 2<，如图6，)cos (2θR R l -=，则墙在AB 和CD 之间任一位置上，汽车转弯同样平安无事；

（3）若s s <0，则不能急刹车，但由（2）知若墙长和位置

符合一定条件，汽车照样可以转弯。

点评：利用基本知识解决实际问题的关键是看能否将实际

问题转化为合理的物理模型。

三. 匀速圆周运动的实例变形

课文中的圆周运动只有汽车过桥和火车转弯两个实例，而从这两个实例可以变化出很多模型。试分析如下：

（一）汽车过桥

原型：汽车过凸桥

如图1所示，汽车受到重力G 和支持力F N ，合力提供汽车过桥所需的向心力。

假设汽车过桥的速度为v ，质量为m ，桥的半径为r ，r

mv F G N 2=-。分析：当支持力为零时，只有重力提供汽车所需的向心

力，即r mv G 20=，gr v =0 1. 当汽车的速度0v v >，汽车所受的重力G 小于过桥所需的向心力，汽车

过桥时就会离开桥面飞起来。

2. 当汽车的速度0v v =，汽车所受的重力G 恰好等于过桥需要的向心力，

汽车恰好通过桥面的最高点。),(020gr v r

mv G == 3. 当汽车的速度0v v <，汽车所受的重力G 大于所需的向心

力，此时需要的向心力要由重力和支持力的合力共同来提供。

)(2

mv F G N =- 因此，汽车过凸桥的最大速度为gr 。

模型一：绳拉小球在竖直平面过最高点的运动。

如图2所示，小球所受的重力和绳的拉力的合力提供小球所需的向心力，

即r

v m F mg T 2=+。分析：当绳的拉力为零时，只有重力提供小球所需的向心力，即r

mv G 20=，gr v =0

1. 当小球的速度0v v >，物体所受的重力G 已不足以提供物体所需的向心

力。不足的部分将由小球所受的绳的拉力来提供，只要不超过绳的承受力，

已知物体的速度，就可求出对应的拉力。)(2r

v m F mg T =+ 2. 当小球的速度0v v =，物体所受的重力G 刚好提供物体所需的向心力。

),(020gr v r

mv G == 3. 当小球的速度0v v <，物体所受的重力G 大于所需的向心力，此时小球

将上不到最高点。因此，绳拉小球在竖直平面过最高点时的最小速度为gr v =0。实例：翻转过山车如图3所示：由于过山车在轨道最高点所受的力为

重力和轨道的支持力，故分析方法与模型一类似。请同

学们自己分析一下。

模型二：一轻杆固定一小球在竖直平面过最高点的运动。

如图4所示，物体所受的重力和杆对球的弹力的合力提供

物体所需的向心力，即r

v m F mg T 2=- 分析：当杆对球的弹力为零时，只有重力提供小球所需的

向心力，即r

mv G 20=，gr v =0 1. 当小球的速度0v v >，物体所受的重力G 已不足以提供物体所需的向心

力。不足的部分将由小球所受的杆的拉力来提供。（此时杆对小球的弹力为向

下的拉力，参考图3）。已知物体的速度，就可求出对应的拉力。)(2

v m F mg T =+ 2. 当小球的速度0v v =，物体所受的重力G 刚好提供物体所需的向心力。

),(020gr v r

mv G == 3. 当小球的速度0v v <，物体所受的重力G 大于所需的向心力，多余的部

分将由杆对小球的支持力来抵消。（此时杆对小球的弹力为向上的支持力）。

)(2

v m F mg T =- 4. 当小球的速度0=v ，物体所受的重力G 等于杆对小球的支持力。

)(T F mg =因此，一轻杆固定一小球在竖直平面过最高点的最小速度为0。

（二）火车转弯

原型：火车转弯

如图5所示，火车在平直的轨道上转弯，将挤压外轨，由外轨给火车

的弹力提供火车转弯所需的向心力，这样久而久之，将损坏外轨。

故火车转弯处使外轨略高于轨，火车驶过转弯处

时，铁轨对火车的支持力F N 的方向不再是竖直的，

而是斜向弯道的侧，它与重力的合力指向圆心，提

供火车转弯所需的向心力（如图6所示）。这就减轻了轮缘与外轨的挤压。

分析：当火车的速度为0v 时，火车所需的向心力全部由重力和支持力的合力来提供，即r v m mg 20tan =θ，θtan 0gr v =。

1. 若火车的速度0v v >，将挤压外轨；

2. 若火车的速度0v v <，将挤压轨。

模型一：圆锥摆

小球所需的向心力由重力和绳的拉力的合力来提供（如图7

所示）

模型二：小球在漏斗中的转动

小球所需的向心力由重力和漏斗的支持力的合力来提供（如图8

所示）

四. 匀速圆周运动的多解问题

匀速圆周运动的多解问题常涉及两个物体的两种不同的运动，其中一个做匀速圆周运动，另一个做其他形式的运动。由于这两种运动是同时进行的，因此，依据等时性建立等式来解待求量是解答此类问题的基本思路。特别需要提醒同学们注意的是，因匀速圆周运动具有周期性，使得前一个周期中发生的事件在后一个周期中同样可能发生，这就要求我们在表达做匀速圆周运动物体的运动时间时，必须把各种可能都考虑进去，以下几例运算结果中的自然数“n ”正是这一考虑的数学化。

[例1] 如图1所示，直径为d 的圆筒绕中心轴做匀速圆

周运动，枪口发射的子弹速度为v ，并沿直径匀速穿过

圆筒。若子弹穿出后在圆筒上只留下一个弹孔，则圆筒

运动的角速度为多少？

解析：子弹穿过圆筒后做匀速直线运动，当它再次到达圆筒壁时，若原来的弹孔也恰好运动到此处。则圆筒上只留下一个弹孔，在子弹运动位移为d 的时间，圆筒转过的角度为ππ+n 2，其中 3,2,1,0=n ，即ωππ+=

n v d 2。(时

间相等)

解得角速度的值v d n ππω+=2， 3,2,1,0=n [例2] 质点P 以O 为圆心做半径为R 的匀速圆周运动，

如图2所示，周期为T 。当P 经过图中D 点时，有一

质量为m 的另一质点Q 受到力F 的作用从静止开始做

匀加速直线运动。为使P 、Q 两质点在某时刻的速度相同，则F 的大小应满足什么条件？

解析：速度相同包括大小相等和方向相同，由质点P 的旋转情况可知，只有当P 运动到圆周上的C 点时P 、Q 速度方向才相同，即质点P 转过)43(+n 周)3,2,1,0( =n

经历的时间)3,2,1,0()4

( =+=n T n t ①

质点P 的速率T R v π2= ② 在同样的时间，质点Q 做匀加速直线运动，速度应达到v ，由牛顿第二定律及速度公式得t m

F v = ③ 联立以上三式，解得)3,2,1,0()34(82 =+=

n T n mR F π [例3] 如图3所示，在同一竖直平面，A 物体从a 点开始做匀速

圆周运动，同时B 物体从圆心O 处自由落下，要使两物体在b 点

相遇，求A 的角速度。

解析：A 、B 两物体在b 点相遇，则要求A 从a 匀速转到b 和B 从O 自由下落到b 用的时间相等。

A 从a 匀速转到b 的时间T n t )43

(1+=)3,2,1,0(2)43( =+=n n ω

π B 从O 自由下落到b 点的时间g

R t 22=由21t t =，解得[例4] 如图4，半径为R 的水平圆盘正以中心O 为转轴匀速转动，从圆板中心O 的正上方h 高处水平抛出一球，此时半径OB 恰与球的初速度方向一致。

要使球正好落在B 点，则小球的初速度及圆盘的角速分别为多少？

解析：要使球正好落在B 点，则要求小球在做平抛运

动的时间，圆盘恰好转了n 圈（ 3,2,1=n ）。对小球221gt h = ① t v R 0= ②

对圆盘)3,2,1(2 ==n t n ωπ ③

联立以上三式，解得)3,2,1(2 ==n h g n π

ω h

g R v 20= 【模拟试题】

一. 选择题（在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确）

1. 下列说确的是（）

A. 做匀速圆周运动的物体的加速度恒定

B. 做匀速圆周运动的物体所受合外力为零

C. 做匀速圆周运动的物体的速度大小是不变的

D. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态

2. 如图1所示，把一个长为20cm ，系数为360N/m

的弹簧一端固定，作为圆心，弹簧的另一端连接一个质

量为0.50kg 的小球，当小球以min /360

r π的转速在光滑

水平面上做匀速圆周运动时，弹簧的伸长应为（）

A. 5.2cm

B. 5.3cm

C. 5.0cm

D. 5.4cm

ω=2n=2**360//60=12r/s F=m*ω2*R= m*ω2*(l+x) F=kx

kx= m*ω2*(l+x) 360x=0.5*12*12(0.2+x) x=0.05m=5cm

3. 一圆盘可以绕其竖直轴在图2所示水平面转动，圆盘半径为R 。甲、乙物体质量分别是M 和m （M>m ），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为)(R L L <的轻绳连在一起。

若将甲物体放在转轴位置上，甲、乙之间连线刚好沿半

径方向被拉直，要使两物体与圆盘间不发生相对滑动，

则转盘旋转角速度的最大值不得超过（两物体均看作质点） A. mL g m M )(-μ B. ML g

m M )(-μ C. ML g

m M )(+μ D. mL g

m M )(+μ

4. 如图3所示，一个球绕中心线O O '以ω角速度转动，则

（）

A. A 、B 两点的角速度相等

B. A 、B 两点的线速度

相等

C. 若?=30θ，则2:3:=B A v v

D. 以上答案都不对

5. 一圆盘可绕圆盘中心O 且垂直于盘面的竖直轴转动，

在圆盘上放置一小木块A ，它随圆盘一起运动（做匀速圆

周运动），如图4所示，则关于木块A 的受力，下列说确

的是（）

A. 木块A 受重力、支持力和向心力

B. 木块A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反

C. 木块A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心

D. 木块A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同

6. 如图5所示，质量为m 的小球在竖直平面的光滑圆轨道

上做圆周运动。圆半径为R ，小球经过圆环最高点时刚好不脱

离圆环，则其通过最高点时

A. 小球对圆环的压力大小等于mg

B. 小球受到的向心力

等于重力mg

C. 小球的线速度大小等于gR

D. 小球的向心加速度大小等于g

二. 填空题

7. 一辆质量为4t 的汽车驶过半径为50m 的凸形桥面时，始终保持5m/s 的速率。汽车所受的阻力为车对桥面压力的0.05倍。通过桥的最高点时汽车牵引力是 N 。（g=10m/s 2）

三. 解答题（解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）

9. 如图7所示，在水平转台上放有A 、B 两个小物块，它们距离轴心O 分别为m r A 2.0=，m r B 3.0=，它们与台面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的0.4倍，取2/10s m g =。

（1）当转台转动时，要使两物块都不发生相对于台面的

滑动，求转台转动的角速度的围；

（2）要使两物块都对台面发生滑动，求转台转动角度速度应满足的条件。

【试题答案】

1. C

2. C

3. D

4. AC

5. C

6. BCD

7. 3109.1?

8. cm r 141= cm r 72= N F F T T 2821==

9.（1）s rad /310

20≤≤ω （2）s rad /52>ω

功典型例题剖析教案

功典型题剖析例1某人用300N的水平推力，把一个质量为50kg的木箱沿水平路面加速推动10m，后来又把它匀速举高2m，这个人对木箱共做功多少？分析整个做功过程分为两个阶段：在水平路面上用力F1=300N，位移s1=10m；在竖直方向上用力F2，位移s2=2m．全过程中做功为这两个阶段中做功之和．解答沿水平路面推行时，人对木箱做功为 W1=F1s1=300×10J=3×103J．匀速举高时，人对木箱的托力F2=mg，人对木箱做功为 W2=F2s2=mgs2=50×10×2J=1×103J．所以全过程中人对木箱做的功为 W=W1+W2=4×103J．说明（1）计算每个过程中做功的时候，要注意力和位移要相应．（2）第一个过程中，木箱作什么运动跟功的计算无关；第二个过程中，指明木箱匀速上举，目的是可以由此求出对木箱的托力．（3）功是标量，全过程中的功等于两次做功的数量相加．例2质量m=20kg的物体，与水平地面间的动摩擦因数μ=0.4．求下列两种情况下需对它做多少功：（1）使物体沿水平地面以加速度a=1m／s2移动10m；（2）使物体竖直向上以加速度a=1m／s2升高10m．取g=10m／s2．分析物体沿水平面和竖直向上运动时，物体的受力情况分别如图4-3中（a）、（b）所示．根据牛顿第二定律，分别求出两种情况中对它的作用力F1、F2即可用功的公式算出功．解答（1）设使物体沿水平面加速运动的作用力为F1，由牛顿第二定律有：

水平方向F1-f=ma，竖直方向N-mg=0．又f=μN．联立三式，得 F1=μmg+ma=0.4×20×10N+20×1N =100N．所以对物体作功为 W1=F1s1=100×10J=103J．（2）设使物体竖直向上加速运动的作用力为F2，同理由牛顿第二定律： F2-mg=ma，得F2=mg+ma=m（g+a）=20（10+1）N =220N．所以对物体作功为 W2=F2s2=220×10J=2.2×103J．说明不能认为两种情况下物体的加速度相同，位移也相同，因此做功相同，其值为 W=Fs=mas=20×1×10J=200J．因为与ma相当的力F，不是我们所研究的某一个特定的力，而是作用在物体的合外力．所以在功的计算中必须注意是哪一个力做功，对谁做功．例3一个质量为m的木块，放在倾角θ的斜面体上，当斜面体与木块保持相对静止沿水平方向匀速向右移动距离s的过程中，作用在木块上的各个力分别做功多少？分析木块发生水平位移的过程中，作用在木块上共有三个力：重力mg、支待力N、静摩擦力f（图4-4）．根据木块的平衡条件，由这三个力的大小、物体的位移及力与位移间的夹角，即可用功的计算公式算出它们的功．解答斜面对木块的支持力N和静摩擦力f分别为 N=mgcosθ，f=mgsinθ．根据功的公式，分别得重力、支持力、摩擦力的功为

《向心力的实例分析》教案(2)

向心力的实例分析一、知识与技能 1、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力。 2、会在具体问题中分析向心力的来源。 3、引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的基础知识。 4、熟练掌握应用向心力知识分析两类圆周运动模型的步骤和方法。二、过程与方法 1、通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生的分析和解决问题的能力。 2、通过对匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辨证关系，提高学生的分析能力。 3、运用启发式问题探索教学方法，激发学生的求知欲和探索动机；锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力。三、情感态度与价值观 1、通过对几个实例的分析，使学生养成仔细观察、善于发现、勤于思考的良好习惯，明确具体问题必须具体分析。 2、激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯。重点难点重点：理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力；找出向心力的来源，理解并掌握在匀速圆周运动中合外力提供向心力，能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题。难点：火车在倾斜弯道上转弯的圆周运动模型的建立；临界问题中临界条件的确定。教学方法讲授、分析、推理、归纳教学用具 CAI课件教学过程【新课引入】：在上课之前先问一下我们班有没有溜旱冰的同学？（有），那么请问你在溜旱冰转弯是有什么感觉？你想安全或快速转弯，你将怎样滑？（引导学生）要弄清楚这些问题。这就是本节课我们要研究的问题。【新课教学】：（一）、实例1：转弯时的向心力分析课件模拟在平直轨道上匀速行驶的火车，提出问题：（1）、火车受几个力作用？（2）、这几个力的关系如何？（学生观察，画受力分析示意图）师生互动：火车受重力、支持力、牵引力及摩檫力，其合力为零。过渡：那火车转弯时情况会有何不同呢？课件模拟平弯轨道火车转弯情形，提出问题：（1）、转弯与直进有何不同？

高一物理向心力典型例题含答案

向心力典型例题（附答案详解）一、选择题【共12道小题】 1、如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′转动，小物块a 靠在圆筒的壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（）A. B. C. D. 解析：要使a不下滑，则a受筒的最大静摩擦力作用，此力与重力平衡，筒壁给a的支持力提供向心力，则N=mrω2，而fm=mg=μN，所以mg=μmr ω2，故. 所以A、B、C均错误，D正确. 2、下面关于向心力的叙述中，正确的是（） A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力 B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用外，还一定受到一个向心力的作用 C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力 D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小解析：向心力是按力的作用效果来命名的，它可以是物体受力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力.向心力时刻指向圆心与速度方向垂直，所以向心力只改变速度的方向，不改变速度

的大小，即向心力不做功. 答案：ACD 3、关于向心力的说法，正确的是（） A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小 C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变解析：向心力并不是物体受到的一个特殊力，它是由其他力沿半径方向的合力或某一个力沿半径方向的分力提供的.因为向心力始终与速度方向垂直，所以向心力不会改变速度的大小，只改变速度的方向.当质点做匀速圆周运动时，向心力的大小保持不变. 答案：BCD 4、在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子，一根长1 m的细绳一端系小球，另一端拴在A钉上，如图所示.已知小球质量为0.4 kg，小球开始以2 m／s的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（） A.2.4π s B.1.4π s C.1.2π s D.0.9π s 解析：当绳子拉力为4 N时，由F=可得r=0.4 m.小球每转半个周期，其半径就减小0.2 m，由分析知，小球分别以半径为1 m，0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉

多元统计分析模拟考题及答案.docx

一、判断题（对） 1 X ( X 1 , X 2 ,L , X p ) 的协差阵一定是对称的半正定阵（对（） 2 标准化随机向量的协差阵与原变量的相关系数阵相同。对） 3 典型相关分析是识别并量化两组变量间的关系，将两组变量的相关关系的研究转化为一组变量的线性组合与另一组变量的线性组合间的相关关系的研究。（对）4 多维标度法是以空间分布的形式在低维空间中再现研究对象间关系的数据分析方法。（错）5 X (X 1 , X 2 , , X p ) ~ N p ( , ) ， X , S 分别是样本均值和样本离差阵，则 X , S 分别是 , 的无偏估计。 n （对） 6 X ( X 1 , X 2 , , X p ) ~ N p ( , ) ， X 作为样本均值的估计，是无偏的、有效的、一致的。（错） 7 因子载荷经正交旋转后，各变量的共性方差和各因子的贡献都发生了变化（对） 8 因子载荷阵 A ( ij ) ij 表示第 i 个变量在第 j 个公因子上 a 中的 a 的相对重要性。（对）9 判别分析中，若两个总体的协差阵相等，则 Fisher 判别与距离判别等价。（对） 10 距离判别法要求两总体分布的协差阵相等， Fisher 判别法对总体的分布无特定的要求。二、填空题 1、多元统计中常用的统计量有：样本均值向量、样本协差阵、样本离差阵、样本相关系数矩阵． 2、设是总体的协方差阵，的特征根 ( 1, , ) 与相应的单 X ( X 1,L , X m ) i i L m 位正交化特征向量 i ( a i1, a i 2 ,L ,a im ) ，则第一主成分的表达式是 y 1 a 11 X 1 a 12 X 2 L a 1m X m ，方差为 1 。 3 设是总体 X ( X 1, X 2 , X 3, X 4 ) 的协方差阵，的特征根和标准正交特征向量分别为： 1 2.920 U 1' (0.1485, 0.5735, 0.5577, 0.5814) 2 1.024 U 2' (0.9544, 0.0984,0.2695,0.0824) 3 0.049 U 3' (0.2516,0.7733, 0.5589, 0.1624) 4 0.007 U 4' ( 0.0612,0.2519,0.5513, 0.7930) ，则其第二个主成分的表达式是

典型例题剖析(力和运动)

典型例题剖析(力和运动) 例1 （市中考试题）坐在行驶汽车上的一位乘客，欲估测前方隧道的长度．在进出隧道口时，分别看了一下手表，如图1—2—1（甲）、（乙）所示，汽车通过隧道时的平均速度是30km /h ，由此可计算出此隧道长约________km ．图1—2—1 精析（1）通过图中的“手表”，可计算出时间．（2）通过速度和时间可计算路程．解图甲时间t l ＝1点20分图乙时间t 2＝1点25分汽车通过隧道的时间为t ＝t 2－t 1＝5 min ＝121h 隧道长：s ＝vt ＝30km /h × 12 1h ＝2.5km 答案隧道长约2.5km ．例2 （市中考试题）一辆汽车在到的高速公路上行驶，汽车上的速度表指针在如图1—2—2所示的位置左右摆动，则汽车从图中位置行驶到还需________h ．图1—2—2 精析（1）通过“路标”图，判断出路程长短，通过速度计判断出汽车行驶的速度．（2）通过路程和速度计算时间．解汽车需行驶的路程s ＝120km 汽车的速度为v ＝100km /h 计算汽车用的时间：

t ＝v s ＝h km km /100120＝1.2h 答案到达还需1.2h ．例3 （市中考试题）关于力、力和运动的关系，下列说法中正确的是（） A ．施力物体不一定是受力物体 B ．只有相互接触的物体之间才有力的作用 C ．物体不受力，一定处于静止状态 D ．物体运动状态改变，一定是受到了力的作用精析 A ．因为力的作用是相互的，所以施力物体同时也是受力物体．A 选项不正确． B ．只要物体之间有相互作用，就会产生力．力可以是两个物体相互接触而产生的，如：力、拉力、支持力．而有的力可以产生于相互不接触的物体之间，如：在空中运动的乒乓球，仍受到重力作用，施力物体是地球，乒乓球和地球之间不接触，也产生了力．B 选项不正确． C ．根据前面复习的力和运动的关系，当物体不受力时，可以处于静止状态，还可以处于匀速直线运动状态．C 选项不正确．答案 D 例4 （市中考试题）关于运动和力，下列说法中正确的是（） A ．力是使物体保持静止的原因 B ．力是使物体运动状态改变的原因 C ．力是维持物体运动的原因 D ．物体受到力的作用就一定运动精析这道题考查学生对力的作用的理解，学生头脑中仍存在一些错误的概念，如：“物体运动必须有力维持，运动的物体失去力的作用，就会静止下来．”为纠正这些错误概念，就必须建立正确的概念：力是使物体运动状态改变的原因，而不是使物体运动的原因．解 A ．当物体不受任何力或受的合力为零时，它也可以保持静止状态，所以说，力不是使物体保持静止的原因．A 选项是错误的． B ．力可以使物体速度大小改变，也可以使物体运动方向改变，所以力是使物体运动状态改变的原因．B 选项正确． C ．当一个物体处于运动状态时，如果它不受任何力或所受合力为零时，仍可保持运动状态，所以说力不是维持物体运动的原因． D ．物体受平衡力时，可以保持静止状态，而不一定运动．例如：人用水平力F 推动一

鲁科版物理必修二第四章第3节向心力的实例分析

第3节向心力的实例分析一、转弯时的向心力实例分析 1．汽车在水平路面转弯，所受静摩擦力提供转弯所需的向心力。 2．火车(或汽车)转弯时，如图4-3-1所示，向心力由重力和支持力的合力提供，向心力 F ＝mg tan θ＝mv 2 r ，转弯处的速度v ＝gr tan θ。图4-3-1 图4-3-2 3．飞机(或飞鸟)转弯受力如图4-3-2所示，向心力由空气作用力F 和重力mg 的合力提供。二、竖直平面内的圆周运动实例分析 1．汽车过拱形桥

2．过山车(在最高点和最低点) (1)向心力来源：受力如图4-3-3所示，重力和支持力的合力提供向心力。图4-3-3 (2)向心力方程在最高点：N ＋mg ＝m v 2 r ，v 越小， N 越小，当N ＝0时v min ＝gr 。在最低点：N －mg ＝m v 2 r 。 1．自主思考——判一判 (1)火车转弯时的向心力是火车受到的合外力。(×) (2)火车以恒定速率转弯时，合外力提供向心力。(√) (3)做匀速圆周运动的汽车，其向心力保持不变。(×) (4)汽车过拱形桥时，对桥面的压力一定大于汽车自身的重力。(×) (5)汽车在水平路面上行驶时，汽车对地面的压力大小等于自身的重力大小。(√) 2．合作探究——议一议 (1)假定你是一个铁路设计的工程师，你打算用什么方法为火车转弯提供向心力？提示：要根据弯道的半径和规定的行驶速度，确定内外轨的高度差，使火车转弯时所需的向心力几乎完全由重力G 和支持力N 的合力来提供。 (2)如图4-3-4所示，滑冰运动员转弯时为什么要向转弯处的内侧倾斜身体？

圆周运动典型例题学生版(含答案)

圆周运动专题总结知识点一、匀速圆周运动 1、定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的相等，这种运动就叫做匀速周圆运动。 2、运动性质：匀速圆周运动是运动，而不是匀加速运动。因为线速度方向时刻在变化，向心加速度方向，时刻沿半径指向圆心，时刻变化 3、特征：匀速圆周运动中，角速度ω、周期T 、转速n 、速率、动能都是恒定不变的；而线速度 v 、加速度a 、合外力、动量是不断变化的。 4、受力提特点：。随堂练习题 1.关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（） A ．匀速圆周运动是匀速运动 B ．匀速圆周运动是匀变速曲线运动 C ．物体做匀速圆周运动是变加速曲线运动 D ．做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态 2.关于向心力的说法正确的是（） A ．物体由于作圆周运动而产生一个向心力 B ．向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小 C ．做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受合外力 D ．做匀速圆周运动的物体的向心力是个恒力 3.在光滑的水平桌面上一根细绳拉着一个小球在作匀速圆周运动，关于该运动下列物理量中不变的是（A ）速度（B ）动能（C ）加速度（D ）向心力知识点二、描述圆周运动的物理量 ⒈线速度 ⑴物理意义：线速度用来描述物体在圆弧上运动的快慢程度。 ⑵定义：圆周运动的物体通过的弧长l ?与所用时间t ?的比值，描述圆周运动的“线速度”，其本质就是“瞬时速度”。 ⑶方向：沿圆周上该点的方向 ⑷大小：=v = ⒉角速度 ⑴物理意义：角速度反映了物体绕圆心转动的快慢。 ⑵定义：做圆周运动的物体，围绕圆心转过的角度θ?与所用时间t ?的比值 ⑶大小：=ω = ，单位：（s rad ） ⒊线速度与角速度关系： ⒋周期和转速： ⑴物理意义：都是用来描述圆周运动转动快慢的。 ⑵周期T ：表示的是物体沿圆周运动一周所需要的时间，单位是秒；转速n （也叫频率f ）：表示的是物体在单位时间内转过的圈数。n 的单位是（s r ）或（m in r ）f 的单位：

应用多元统计分析习题解答典型相关分析Word版

第九章典型相关分析 9.1 什么是典型相关分析？简述其基本思想。答：典型相关分析是研究两组变量之间相关关系的一种多元统计方法。用于揭示两组变量之间的内在联系。典型相关分析的目的是识别并量化两组变量之间的联系。将两组变量相关关系的分析转化为一组变量的线性组合与另一组变量线性组合之间的相关关系。基本思想：（1）在每组变量中找出变量的线性组合，使得两组的线性组合之间具有最大的相关系数。即：若设(1) (1)(1) (1)12(,, ,)p X X X =X 、(2)(2)(2) (2) 12(,, ,)q X X X =X 是两组相互关联的随机变量，分别在两组变量中选取若干有代表性的综合变量Ui 、Vi ，使是原变量的线性组合。在(1)(1)(1)(2)()()1D D ''==a X b X 的条件下，使得(1)(1)(1)(2)(,)ρ''a X b X 达到最大。（2）选取和最初挑选的这对线性组合不相关的线性组合，使其配对，并选取相关系数最大的一对。（3）如此继续下去，直到两组变量之间的相关性被提取完毕为此。 9.2 什么是典型变量？它具有哪些性质？答：在典型相关分析中，在一定条件下选取系列线性组合以反映两组变量之间的线性关系，这被选出的线性组合配对被称为典型变量。具体来说， ()(1)()(1) ()(1) ()(1)1122i i i i i P P U a X a X a X '=++ +a X ()(2)()(2) ()(2) ()(2)1122i i i i i q q V b X b X b X '=+++b X 在(1)(1)(1)(2)()()1D D ''==a X b X 的条件下，使得(1)(1)(1)(2)(,)ρ''a X b X 达到最大，则称 (1)(1)'a X 、(1)(2)'b X 是(1)X 、(2)X 的第一对典型相关变量。典型变量性质：典型相关量化了两组变量之间的联系，反映了两组变量的相关程度。 1. ()1,()1 (1,2,,)k k D U D V k r === (,)0,(,)0()i j i j Cov U U Cov V V i j ==≠ 2. 0(,1,2,,) (,)0 ()0() i i j i j i r Cov U V i j j r λ≠==?? =≠??>? 9.3 试分析一组变量的典型变量与其主成分的联系与区别。答：一组变量的典型变量和其主成分都是经过线性变换计算矩阵特征值与特征向量得出的。主成分分析只涉及一组变量的相互依赖关系而典型相关则扩展到两组变量之间的相互依赖关系之中 ()(1)()(1)()(1)()(1) 1122i i i i i P P U a X a X a X '=+++a X ()(2)()(2)()(2)()(2)1122i i i i i q q V b X b X b X '=+++b X (1)(1)(1)(1)1 2 (,,,)p X X X =X 、(2)(2)(2)(2)1 2 (,,,)q X X X =X

向心力典型例题(附答案解析详解)

1、如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′转动，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（） A. B. C. D. 2、下面关于向心力的叙述中，正确的是（） A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力 B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用外，还一定受到一个向心力的作用 C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力 D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小 3、关于向心力的说法，正确的是（） A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小 C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变 5、如图所示，质量为m的木块，从半径为r的竖直圆轨道上的A点滑向B点，由于摩擦力的作用，木块的速率保持不变，则在这个过程中 A.木块的加速度为零 B.木块所受的合外力为零

C.木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心 D.木块所受合外力的大小和方向均不变 6、甲、乙两名溜冰运动员，M 甲=80 kg,M乙=40 kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两个相距0.9 m，弹簧秤的示数为 9.2 N，下列判断正确的是（） A.两人的线速度相同，约为40 m/s B.两人的角速度相同，为6 rad/s C.两人的运动半径相同，都是0.45 m D.两人的运动半径不同，甲为0.3 m,乙为0.6 m 7、如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（） A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B.物体所受弹力增大，摩擦力减小 C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小 D.物体所受弹力增大，摩擦力不变 8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（） A.当转速不变时，绳短易断 B.当角速度不变时，绳短易断 C.当线速度不变时，绳长易断 D.当周期不变时，绳长易断 9、如图,质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变 A.因为速率不变，所以木块加速度为零C.木块下滑过程中的摩擦

典型例题分析

典型例题-G-方差分析-2 某企业准备用三种方法组装一种新的产品，为确定哪种方法每小时生产的产品数量最多，随机抽取了30名工人，并指定每个人使用其中的一种方法。通过对每个工人生产的产品数进行方差分析，得到如下表所示的结果。每个工人生产产品数量的方差分析表 (2)若显著性水平为α=0.05，检验三种方法组装的产品数量之间是否有显著差异。解： (1)完成方差分析表，以表格中所标的①、②、③、④、⑤、⑥为顺序，来完成表格，具体步骤如下： ①求k -1 根据题目中“该企业准备用三种方法组装一种新的产品”可知，因素水平(总体)的个数k =3，所以第一自由度df 1=k -1=3-1=2，即SSA 的自由度。 ②求n -k 由“随机抽取了30名工人”可知，全部观测值的个数n =30，因此可以推出第二自由度df 2=n -k =30-3=27，即SSE 的自由度。 ③求组间平方和SSA 已知第一自由度df 1=k -1=3-1=2，MSA =210 根据公式 1-= = k SSA MSA 自由度组间平方和所以，SSA =MSA ×(k -1)=210×2=420 ④求总误差平方和SST 由上面③中可以知道SSA =420；此外从表格中可以知道：组内平方和SSE =3836，根据公式SST =SSA +SSE 可以得出SST =420+3836=4256，即总误差平方和SST=4256 ⑤求SSE 的均方MSE 已知组内平方和SSE =3836，SSE 的自由度n -k =30-3=27 根据公式 0741 .142273836 ==-== k n SSE MSE 自由度组内平方和所以组内均方MSE =142.0741 ⑥求检验统计量F 已知MSA =210，MSE =142.0741 根据 4781.10741.142210 === MSE MSA F 所以F=1.4781

动能及动能定理典型例题剖析

动能和动能定理、重力势能·典型例题剖析例1一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，量得停止处对开始运动处的水平距离为S，如图8－27，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的摩擦因数相同．求摩擦因数μ． [思路点拨]以物体为研究对象，它从静止开始运动，最后又静止在平面上，考查全过程中物体的动能没有变化，即ΔEK=0，因此可以根据全过程中各力的合功与物体动能的变化上找出联系． [解题过程]设该面倾角为α，斜坡长为l，则物体沿斜面下滑时，物体在平面上滑行时仅有摩擦力做功，设平面上滑行距离为S2，则对物体在全过程中应用动能定理：ΣW=ΔEk． mgl·sinα－μmgl·cosα－μmgS2=0 得h－μS1－μS2=0．式中S1为斜面底端与物体初位置间的水平距离．故 [小结]本题中物体的滑行明显地可分为斜面与平面两个阶段，而且运动性质也显然分别为匀加速运动和匀减速运动．依据各阶段中动力学和运动学关系也可求解本题．比较上述两种研究问题的方法，不难显现动能定理解题的优越性．用动能定理解题，只需抓住始、末两状态动能变化，不必追究从始至末的过程中运动的细节，因此不仅适用于中间过程为匀变速的，同样适用于中间过程是变加速的．不仅适用于恒力作用下的问题，同样适用于变力作用的问题．例2 质量为500t的机车以恒定的功率由静止出发，经5min行驶2.25km，速度达到最大值54km/h，设阻力恒定且取g=10m/s2．求：(1)机车的功率P=？(2)机车的速度为36km/h时机车的加速度a=？ [思路点拨]因为机车的功率恒定，由公式P=Fv可知随着速度的增加，机车的牵引力必定逐渐减小，机车做变加速运动，虽然牵引力是变力，但由W=P·t可求出牵引力做功，由动能定理结合P=f·vm，可

(完整版)习题课：向心力来源的实例分析.docx

习题课：向心力的来源实例分析 ★知识链接一．圆周运动的分析方法匀速圆周运动：合外力提供向心力，产生向心加速度a n，只改变速度的方向，不改变速度的大小。变速圆周运动：法向的合外力提供向心力，产生向心加速度a n，只改变速度的方向；切向的合外力产生切向的加速度a t，只改变速度的大小。规律总结：不管是匀速圆周运动还是变速圆周运动，都是由法向（指向圆心）的合外力提供向心力。二．向心力来源的分析方法确定圆心所在的平面→找出圆心、半径→受力分析→指向圆心的合力即为向心力。 ★实例分析 1．单摆O 例1．如图所示，一小球用细线悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，小球将以 O 点为圆心做圆周运动， F 则运动中小球所需的向心力是（D） A ．绳的拉力 B．小球的重力mg sin C．绳的拉力与小球的重力的合力mg cos D ．绳的拉力与小球的重力沿绳方向的分力的合力 mg 解析：法向： F mg cos m v2得： F mg cos m v2 L L 切向： mg sin ma t 总结：（ 1）当小球由高向低运动时，a t与 v 方向一致， v 逐渐增大；逐渐减小， cos逐渐增大， F 逐渐增大。（ 2）当小球由低向高运动时，a t与 v 方向相反， v 逐渐减小；逐渐增大， cos逐渐减小， F 逐渐减小。（ 3）小球在最高点，速度为零，拉力最小；小球在最低点，速度最大，拉力最大。

2．圆锥摆例 2．如图所示，长为 L 的细线，一端拴一质量为小球在水平面内做匀速圆周运动。当细线与竖直方向成（ 1）细线的拉力 F ．（ 2）小球运动的线速度 v ．（ 3）小球运动的角速度．（ 4）小球运动的周期 T ．解析： m 的小球，另一端固定于 O 点。让角时，求： O F F cos 竖直方向： F cos mg ，得 F mg F sin cos O 越大， cos 越小， F 越大。 m v 2 L sin mg 水平方向： F sin mg tan m 2 L sin m 4 2 L sin T 2 得： v gL tan sin 越大， v 越大 g 越大，越大 L cos T L cos 越大， T 越小 2 g 练 1．如图所示，一质量为 m 的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面水平。已知小球与球心 O 的连线与竖 OR 直方向的夹角为，碗的半径为 R ，求： F N （ 1）碗壁对小球的支持力 F N ； r O （ 2）小球运动的线速度 v 。 F 合 mg 解析：（ 1） F N mg cos v 2 得： v gRtan sin （ 2）由 mg tanm R sin

三角函数典型例题剖析与规律总结

三角函数典型例题剖析与规律总结一：函数的定义域问题 1. 求函数1sin 2+=x y 的定义域。分析：要求1sin 2+= y 的定义域，只需求满足01sin 2≥+x 的x 集合，即只需求出满足2 1 sin -≥x 的x 值集合，由于正弦函数具有周期性，只需先根据问题要求，求出在一个周期上的适合条件的区间，然后两边加上πk 2()Z k ∈即可。解：由题意知需01sin 2≥+x ，也即需21sin - ≥x ①在一周期??????-23,2ππ上符合①的角为?? ????-67,6ππ,由此可得到函数的定义域为?? ? ?? ? + - 672,6 2πππ πk k ()Z k ∈ 小结:确定三角函数的定义域的依据：（1）正、余弦函数、正切函数的定义域。（2）若函数是分式函数，则分母不能为零。（3）若函数是偶函数，则被开方式不能为负。（4）若函数是形如()() 1,0log ≠>= a a x f y a 的函数，则其定义域由()x f 确定。（5）当函数是有实际问题确定时，其定义域不仅要使解析式有意义同时还要使实际问题有意义。二．函数值域及最大值，最小值（1）求函数的值域例。求下列函数的值域（1）x y 2sin 23-= （2）2sin 2cos 2 -+= x y x 分析：利用1cos ≤x 与1sin ≤x 进行求解。解：（1） 12sin 1≤≤-x ∴[]5,151∈∴≤≤y y （2） ()[].0,4,1sin 11sin 1sin 2sin 2sin 22 22 cos -∈∴≤≤---=-+-=-+=y x x x x x x y 评注：一般函数的值域求法有：观察法，配方法判别式法，反比例函数法等，而三角函数是函数的特殊形式，其一般方法也适用，只不过要结合三角函数本身的性质罢了。（2）函数的最大值与最小值。例。求下列函数的最大值与最小值（1）x y sin 211- = （2）??? ??≤≤-??? ? ? +=6662sin 2πππx x y （3）4sin 5cos 22 -+=x x y （4）?? ? ? ??∈+-=32,31cos 4cos 32 ππx x x y 分析：（1）（2）可利用sinx,cosx 的值域求解求解过程要注意自变量的去值范围（3）（4）可利用二次函数 c bx ax x f ++=2)(在闭区间[]n m ,上求最值得方法。

向心力向心加速度·典型例题解析

向心力向心加速度·典型例题解析【例1】如图37－1所示，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无相对滑动，大轮的半径是小轮半径的2倍，大轮上的一点S离转动轴的距离是半径的1/3．当大轮边缘上的P点的向心加速度是0.12m/s2时，大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度各为多大？解析：P点和S点在同一个转动轮子上，其角速度相等，即ωP＝ωS．由向心加速度公式a＝rω2可知：a s/a p＝r s/r p，∴a s＝r s/r p·a p＝1/3×0.12m/s2＝0.04m/s2．由于皮带传动时不打滑，Q点和P点都在由皮带传动的两个轮子边缘，这两点的线速度的大小相等，即v Q＝v P．由向心加速度公式a＝v2/r可知：a Q/a P ＝r P/r Q，∴a Q＝r P/r Q×a P＝2/1×0.12m/s2＝0.24 m/s2．点拨：解决这类问题的关键是抓住相同量，找出已知量、待求量和相同量之间的关系，即可求解．【问题讨论】(1)在已知a p的情况下，为什么求解a s时要用公式a＝rω2、求解a Q时，要用公式a＝v2/r？ (2)回忆一下初中电学中学过的导体的电阻消耗的电功率与电阻的关系式：P＝I2R和P＝U2/R，你能找出电学中的电功率P与电阻R的关系及这里的向心加速度a与圆周半径r的关系之间的相似之处吗？【例2】如图37－2所示，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，在圆盘上放置一个木块，当圆盘匀角速转动时，木块随圆盘一起运动，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的运动，所以木块所受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反解析：从静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的趋势来分析：由于圆盘转动时，以转动的圆盘为参照物，物体的运动趋势是沿半径向外，背离圆心的，所以盘面对木块的静摩擦力方向沿半径指向圆心．从做匀速圆周运动的物体必须受到一个向心力的角度来分析：木块随圆盘一起做匀速圆周运动，它必须受到沿半径指向圆心的合力．由于木块所受的重力和盘面的支持力都在竖直方向上，只有来自盘面的静摩擦力提供指向圆心的向心力，因而盘面对木块的静摩擦力方向必沿半径指向圆心．所以，正确选项为B．点拨：1．向心力是按效果命名的，它可以是重力、或弹力、或摩擦力，也可以是这些力的合力或分力所提供． 2．静摩擦力是由物体的受力情况和运动情况决定的．【问题讨论】有的同学认为，做圆周运动的物体有沿切线方向飞出的趋势，静摩擦力的方向应该与物体的运动趋势方向相反．因而应该选取的正确答案为D．你认为他的说法对吗？为什么？【例3】如图37－3所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O；一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为m＝1kg的小球A，另一端连接质量为M＝4kg 的重物B． (1)当小球A沿半径r＝0.1m的圆周做匀速圆周运动，其角速度为ω＝ 10rad/s时，物体B对地面的压力为多大？ (2)当A球的角速度为多大时，B物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态？(g＝10m/s2)

典型相关分析及其应用实例

摘要典型相关分析是多元统计分析的一个重要研究课题.它是研究两组变量之间相关的一种统计分析方法，能够有效地揭示两组变量之间的相互线性依赖关系.它借助主成分分析降维的思想，用少数几对综合变量来反映两组变量间的线性相关性质.目前它已经在众多领域的相关分析和预测分析中得到广泛应用. 本文首先描述了典型相关分析的统计思想，定义了总体典型相关变量及典型相关系数，并简要概述了它们的求解思路，然后深入对样本典型相关分析的几种算法做了比较全面的论述.根据典型相关分析的推理，归纳总结了它的一些重要性质并给出了证明，接着推导了典型相关系数的显著性检验.最后通过理论与实例分析两个层面论证了典型相关分析的应用于实际生活中的可行性与优越性. 【关键词】典型相关分析，样本典型相关，性质，实际应用 ABSTRACT The Canonical Correlation Analysis is an important studying topic of the Multivariate Statistical Analysis. It is the statistical analysis method which studies the correlation between two sets of variables. It can work to reveal the mutual line dependence relation availably between two sets of variables. With the help of the thought about the Principal Components, we can use a few comprehensive variables to reflect the linear relationship between two sets of variables. Nowadays It has already been used widely in the correlation analysis and forecasted analysis. This text describes the statistical thought of the Canonical Correlation Analysis firstly, and then defines the total canonical correlation variables and canonical correlation coefficient, and sum up

-化归思想典型例题分析(含答案)

化归思想典型例题剖析【例1】如图3－1－1，反比例函数y=－8x 与一次函数y=－x+2的图象交于A 、B 两点．（1）求 A 、B 两点的坐标；（2）求△AOB 的面积．解：⑴解方程组82 y x y x ?=-???=-+? 得121242;24x x y y ==-????=-=?? 所以A 、B 两点的坐标分别为A （－2，4）B(4，－2 （2）因为直线y=－x+2与y 轴交点D 坐标是(0， 2），所以11222,24422 AOD BOD S S ??=??==??= 所以246AOB S ?=+= 点拨：两个函数的图象相交，说明交点处的横坐标和纵坐标，既适合于第一个函数，又适合于第二个函数，所以根据题意可以将函数问题转化为方程组的问题，从而求出交点坐标．【例2】解方程：22(1)5(1)20x x ---+= 解：令y= x —1，则2 y 2—5 y +2=0．所以y 1=2或y 2=12 ，即x —1＝2或x —1=12 ．所以x ＝3或x=32 故原方程的解为x ＝3或x=32 点拨：很显然，此为解关于x －1的一元二次方程．如果把方程展开化简后再求解会非常麻烦，所以可根据方程的特点，含未·知项的都是含有（x —1）所以可将设为y ，这样原方程就可以利用换元法转化为含有y 的一元二次方程，问题就简单化了．【例3】如图 3－1－2，梯形 ABCD 中，AD ∥BC ，AB=CD ，对角线AC 、BD 相交于O 点，且AC ⊥BD ，AD=3,BC=5，求AC 的长．解：过 D 作DE ⊥AC 交BC 的延长线于E ，则得AD=CE 、 AC=DE ．所以BE=BC+CE=8．因为 AC ⊥BD ，所以BD ⊥DE ．因为 AB=CD ，所以AC ＝BD ．所以GD=DE ．在Rt △BDE 中，BD 2＋DE 2=BE 2 所以BD BE=4 2 ，即AC=4 2 . 点拨：此题是根据梯形对角线互相垂直的特点通过平移对角线将等腰梯形转化为直角三角形和平行四边形，使问题得以解决．

向心力典型例题(附答案详解)

一、选择题【共12道小题】 1、如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′转动，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（）A. B. C. D. 解析：要使a不下滑，则a受筒的最大静摩擦力作用，此力与重力平衡，筒壁给a的支持力提供向心力，则N=mrω2，而fm=mg=μN，所以mg=μmr ω2，故. 所以A、B、C均错误，D正确. 2、下面关于向心力的叙述中，正确的是（） A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力 B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用外，还一定受到一个向心力的作用 C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力 D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小解析：向心力是按力的作用效果来命名的，它可以是物体受力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力.向心力时刻指向圆心与速度方向垂直，所以向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即向心力不做功. 答案：ACD

3、关于向心力的说法，正确的是（） A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小 C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变解析：向心力并不是物体受到的一个特殊力，它是由其他力沿半径方向的合力或某一个力沿半径方向的分力提供的.因为向心力始终与速度方向垂直，所以向心力不会改变速度的大小，只改变速度的方向.当质点做匀速圆周运动时，向心力的大小保持不变. 答案：BCD 4、在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子，一根长1 m的细绳一端系小球，另一端拴在A钉上，如图所示.已知小球质量为0.4 kg，小球开始以2 m／s的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（） A.2.4π s B.1.4π s C.1.2π s D.0.9π s 解析：当绳子拉力为4 N时，由F=可得r=0.4 m.小球每转半个周期，其半径就减小0.2 m，由分析知，小球分别以半径为1 m，0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉断了，所以时间为t==1.2π s. 答案：C