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题型:简答题
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简答题

如图所示,一个人用一根长1m、只能承受35N力的绳子,拴着一个质量为1kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O离地面h=6m.转动中小球在最低点时绳子恰好断了,求:(g取10m/s2

(1)绳子断时小球运动的角速度;

(2)绳断后小球到落地点间的位移(结果保留3位有效数字).

正确答案

解:(1)对小球受力分析,根据牛顿第二定律和向心力的公式可得:

F-mg=mrω2

解得:ω=rad/s,

即绳子断时小球运动的角速度的大小是5rad/s.

(2)由v=rω可得,绳断是小球的线速度大小为:v=5m/s,

绳断后,小球做平抛运动,

水平方向上:x=vt

竖直方向上:h-r=gt2

代入数值解得:x=5m

小球落地点与抛出点间的位移为:s==7.07m

答:(1)绳子断时小球运动的角速度为5rad/s;

(2)绳断后小球到落地点间的位移为7.07m.

解析

解:(1)对小球受力分析,根据牛顿第二定律和向心力的公式可得:

F-mg=mrω2

解得:ω=rad/s,

即绳子断时小球运动的角速度的大小是5rad/s.

(2)由v=rω可得,绳断是小球的线速度大小为:v=5m/s,

绳断后,小球做平抛运动,

水平方向上:x=vt

竖直方向上:h-r=gt2

代入数值解得:x=5m

小球落地点与抛出点间的位移为:s==7.07m

答:(1)绳子断时小球运动的角速度为5rad/s;

(2)绳断后小球到落地点间的位移为7.07m.

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题型:填空题
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填空题

飞机做特技表演时常做俯冲拉起运动.如图此运动在最低点附近可看作是半径为500m的圆周运动.若飞行员的质量为65kg,飞机经过最低点时的速度为360km/h,则这时飞行员对坐椅的压力为______N.(g取10m/s2

正确答案

1950

解析

解:以飞行员为研究对象,设其受坐椅支持力为F,则有:

F-mg=

其中m=65kg,v=360km/h=100m/s,R=500m

解得:F=mg+=650+65×=1950N

由牛顿第三定律知飞行员对坐椅的压力为:F′=F=1950N

故答案为:1950

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,在竖直的转动轴上,a、b两点间距为40cm,细线ac长50cm,bc长30cm,在c点系一质量为m的小球,在转动轴带着小球转动的过程中,下列说法正确的是(  )

A在细线bc拉直前,c球受到细线ac的拉力、重力和向心力三个力的作用

B细线bc刚好拉直时,细线ac中拉力为1.25mg

C细线bc拉直后转速增大,细线ac拉力增大

D细线bc拉直后转速增大,细线bc拉力不变

正确答案

B

解析

解:A、向心力是效果力,受力分析时不能分析,故A错误;

B、bc刚好拉直时,bc绳子的拉力为零,此时球受重力和ac绳子的拉力,合力指向圆心,如图:

,故B正确;

C、bc拉直后转速增大,小球受重力,bc绳子的拉力,ac绳子的拉力,将ac绳子拉力沿着水平和竖直方向正交分解,由于竖直方向平衡,有:Taccos37°=mg,故ac绳子拉力不变,故C错误;

D、bc拉直后转速增大,小球受重力,bc绳子的拉力,ac绳子的拉力,将ac绳子拉力沿着水平和竖直方向正交分解,由于竖直方向平衡,有:Taccos37°=mg,故ac绳子拉力不变,ac绳子拉力在水平方向的分量与bc绳拉力的合力提供向心力,即Tacsin37°+Tbc=m(2πn)2lbc,ac绳子拉力不变,则Tacsin37°不变,lbc不变,n变大,所以Tbc变大,故D错误;

故选:B

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题型: 多选题
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多选题

“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术,演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来.如图所示,已知桶壁的倾角为θ,车和人的总质量为m,做圆周运动的半径为r,若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力,下列说法正确的是(  )

A人和车的速度为

B人和车的速度为

C桶面对车的弹力为

D桶面对车的弹力为

正确答案

A,C

解析

解:A、人和车所受的合力为:F=mgtanθ,根据得:

v=.故A正确,B错误.

C、根据平行四边形定则知,桶面对车的弹力为:N=.故C正确,D错误.

故选:AC.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•宿迁期末)如图所示,水平转台上有一个质量M=0.5kg的小物块(可视为质点),离转台中心的

距离为R=0.2m.求:

(1)若小物块随转台一起转动的角速度为5rad/s,小物块线速度大小;

(2)在第(1)问条件下,小物块所受的摩擦力大小;

(3)若小物块与转台之间的最大静摩擦力大小为3.6N,小物块与转台间不发生相对滑动时,转台转动的最大角速度.

正确答案

解:(1)由v=ωR得:

线速度 v=5×0.2m/s=1m/s

(2)小物块所受的摩擦力 f=Fn=Mω2R

代入得:f=0.5×52×0.2N=2.5N

(3)当小物体所受静摩擦力最大时,角速度最大,则有 fm=Fm=Mωm2R

可得,转台转动的最大角速度ωm== rad/s=6rad/s

答:

(1)小物块线速度大小是1m/s;

(2)在第(1)问条件下,小物块所受的摩擦力大小是2.5N;

(3)小物块与转台间不发生相对滑动时,转台转动的最大角速度是6rad/s.

解析

解:(1)由v=ωR得:

线速度 v=5×0.2m/s=1m/s

(2)小物块所受的摩擦力 f=Fn=Mω2R

代入得:f=0.5×52×0.2N=2.5N

(3)当小物体所受静摩擦力最大时,角速度最大,则有 fm=Fm=Mωm2R

可得,转台转动的最大角速度ωm== rad/s=6rad/s

答:

(1)小物块线速度大小是1m/s;

(2)在第(1)问条件下,小物块所受的摩擦力大小是2.5N;

(3)小物块与转台间不发生相对滑动时,转台转动的最大角速度是6rad/s.

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