向心力
共7577题

向心力
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题型：简答题

简答题

如图所示，质量m=0.1kg的小球在细绳的拉力作用下在竖直面内做半径为r=0.2m的圆周运动，已知小球在最高点的速率为v1=2m/s，g取10m/s2，试求：小球在最高点时的细绳的拉力？

正确答案

解：在最高点，小球受到重力和细绳的拉力，根据牛顿第二定律得

T+mg=m

得：T=m（-g）=0.1×（-10）N=1N

答：小球在最高点时的细绳的拉力为1N．

解析

解：在最高点，小球受到重力和细绳的拉力，根据牛顿第二定律得

T+mg=m

得：T=m（-g）=0.1×（-10）N=1N

答：小球在最高点时的细绳的拉力为1N．

题型：多选题

多选题

如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半圆轨道固定于地面，一个小球先后在与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始下滑，通过轨道最低点时（　　）

A小球对两轨道的压力相同

B小球对两轨道的压力不同

C小球的向心加速度不相等

D小球的向心加速度相等

正确答案

A,D

解析

解：A、设半圆轨道的半径为r，小球到最低点的速度为v，在最低点，由牛顿第二定律得：FN-mg=m，

联立解得；FN=3mg，即压力为3mg，也与半径无关，所以小球对轨道的压力相同．因此，A选项正确，B选项错误．

C、由机械能守恒定律得：mgr=，

小球的向心加速度an=，联立两式解得：an=2g，与半径无关，因此此时小球的向心加速度相等，所以，C选项错误，D选项正确．

故选：A、D．

题型：简答题

简答题

如图所示，光滑的水平平台中间有一光滑小孔，手握轻绳下端，拉住在平台上做圆周运动的小球．某时刻，小球做圆周运动的半径为a、角速度为ω，然后松手一段时间，当手中的绳子向上滑过h时立即拉紧，达到稳定后，小球又在平台上做匀速圆周运动．设小球质量为m，平台面积足够大．

（1）松手之前，轻绳对小球的拉力大小．

（2）绳子在手中自由滑动的时间为多少？

（3）小球最后做匀速圆周运动的角速度．

正确答案

解：（1）松手前，轻绳的拉力大小为 T=mω2a．

（2）松手后，由于惯性，小球沿切线方向飞出做匀速直线运动，速度为：

v=ωa　

匀速运动的位移为：

s==　

则时间为：

t==．

（3）如图乙所示，v可分解为切向速度v1和法向速度v2，绳被拉紧后v2=0，小球以速度v1做匀速圆周运动，半径为：

r=a+h　

由v1=v=　

得：ω′==．

答：（1）松手之前，轻绳对小球的拉力大小是mω2a．

（2）绳子在手中自由滑动的时间为．

（3）小球最后做匀速圆周运动的角速度为．

解析

解：（1）松手前，轻绳的拉力大小为 T=mω2a．

（2）松手后，由于惯性，小球沿切线方向飞出做匀速直线运动，速度为：

v=ωa　

匀速运动的位移为：

s==　

则时间为：

t==．

（3）如图乙所示，v可分解为切向速度v1和法向速度v2，绳被拉紧后v2=0，小球以速度v1做匀速圆周运动，半径为：

r=a+h　

由v1=v=　

得：ω′==．

答：（1）松手之前，轻绳对小球的拉力大小是mω2a．

（2）绳子在手中自由滑动的时间为．

（3）小球最后做匀速圆周运动的角速度为．

题型：填空题

填空题

如图所示，长0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为1kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O在竖直平面内作匀速圆周运动，小球的速率为2m/s．小球通过最高点时，球对杆的力大小是______N．

正确答案

解析

解：设在最高点杆表现为拉力，则有F+mg=，代入数据得，F=-2N，则杆子表现为推力，大小为2N．所以小球对杆子表现为压力，大小为2N．

故答案为：2N

题型：填空题

填空题

卢瑟福的原子核式结构模型认为，核外电子绕原子核做高速的圆周运动．设想氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动，且核外电子离原子核最近的轨道半径为r1=0.53×10-10m，经典物理学知识认为核外电子受到原子核对它的库仑力作用而做圆周运动，则氢原子的核外电子在此轨道上运动时的周期为______s，速度为______m/s．（电子的质量为0.91×10-30kg）

正确答案

8.1×10-17

4.1×106

解析

解：根据k=mr，

解得T=2π=8.1×10-17s，

根据k=，得V==4.1×106m/s

故答案为：8.1×10-17s；4.1×106m/s，

继续学习棒棒哒，已是最后一个知识点

已完结

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