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题型:简答题
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简答题

在如图所示的圆锥摆中,已知绳子长度为l,绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g.试求小球做匀速圆周运动的加速度和周期.

正确答案

解:小球所受的重力和拉力的合力提供圆周运动的向心力,根据mgtanθ=ma得:

a=gtanθ

做圆周运动的半径为:

r=Lsinθ

根据a=

得:T=2

答:小球做匀速圆周运动的加速度为gtanθ,周期为2

解析

解:小球所受的重力和拉力的合力提供圆周运动的向心力,根据mgtanθ=ma得:

a=gtanθ

做圆周运动的半径为:

r=Lsinθ

根据a=

得:T=2

答:小球做匀速圆周运动的加速度为gtanθ,周期为2

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•洛阳校级期末)如图所示,用同样材料做成的A、B、C三个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起绕竖直轴转动.已知三物体质量间的关系mA=2mB=3mC,转动半径之间的关系是rC=2rA=2rB,那么以下说法中错误的是(  )

A物体A相对于圆盘的运动趋势方向沿圆心与A的连线向外

B物体B受到的向心力最小

C物体C的向心加速度最大

D转台转速加快时,物体B最先开始滑动

正确答案

D

解析

解:

A、物体A做匀速圆周运动,相对于圆盘的运动趋势方向沿圆心与A的连线向外,受到的静摩擦力指向圆心,提供向心力,故A正确.

B、三个物体的角速度相同,设角速度为ω,则三个物体受到的静摩擦力分别为

   fA=mAω2rA,fB=mBω2rB=mAω2rA,fC=mCω2rC=mAω2•2rA=mAω2rA

所以物体A受到的摩擦力最大,物体B受到的摩擦力最小.则物体A受到的向心力最大,物体B受到的向心力最小,故B正确.

C、根据向心加速度a=ω2r,ω相同,C的半径r最大,则物体C的向心加速度最大.故C正确.

D、三个物体受到的最大静摩擦力分别为:

   fAm=μmAg,fBm=μmBg=μmAg,fCm=μmCg=μmAg.转台转速加快时,角速度ω增大,三个受到的静摩擦力都增大,物体C的静摩擦力先达到最大值,最先滑动起来.故D错误.

本题选错误的,故选:D

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题型:填空题
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填空题

质量为2.0×103kg的汽车以10m/s的速度沿半径为50m的弯路转弯且不发生侧滑,汽车受到的向心力大小为______N.

正确答案

4×103

解析

解:汽车在水平弯路上运动时由静摩擦力提供向心力,由向心力公式得:F=m=2000×N=4000N

故答案为:4×103

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题型:简答题
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简答题

在如图所示,绳子得上端固定,下端拴着一个小球,小球在水平面内做匀速圆周运动.已知绳子长度为L,绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g;求

(1)绳子对小球的拉力.

(2)小球做匀速圆周运动的周期.

正确答案

解:

(1)对小球受力分析如图,设绳子的拉力为F,拉力在竖直方向的分力等于重力,则 F=

(2)对小球,小球所受重力和绳子的拉力的合力提供了向心力,得:

  mgtanθ=mr     

其中  r=Lsinθ              

解得:T=2π        

答:

(1)绳子对小球的拉力为

(2)小球做匀速圆周运动的周期为2π

解析

解:

(1)对小球受力分析如图,设绳子的拉力为F,拉力在竖直方向的分力等于重力,则 F=

(2)对小球,小球所受重力和绳子的拉力的合力提供了向心力,得:

  mgtanθ=mr     

其中  r=Lsinθ              

解得:T=2π        

答:

(1)绳子对小球的拉力为

(2)小球做匀速圆周运动的周期为2π

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题型: 多选题
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多选题

两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动.则它们的(  )

A运动的角速度相同

B运动的线速度相同

C向心加速度相同

D线速度与半径成正比

正确答案

A,D

解析

解:A、对其中一个小球受力分析,如图,受重力,绳子的拉力,由于小球做匀速圆周运动,故合力提供向心力;

将重力与拉力合成,合力指向圆心,由几何关系得,合力:F=mgtanθ…①;

由向心力公式得到:F=mω2r…②;

设绳子与悬挂点间的高度差为h,由几何关系,得:r=htanθ…③;

由①②③三式得:ω=,与绳子的长度和转动半径无关,故A正确;

B、由v=ωr,线速度与半径成正比,故B错误,D正确;

C、两球的角速度相同,转动半径不等,由a=ω2r得,向心加速度不等,故C错误;

故选:AD.

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