- 向心力
- 共7577题
汽车车厢地板上有一货物,货物与地板之间的最大静摩擦力是物体重力的0.2倍,当汽车以5m/s的速率匀速转过半径为8m的弯道时,在司机看来,货物将( )
正确答案
解析
解:货物随汽车一起做匀速圆周运动需要的向心力F=m,车厢能提供的最大静摩擦力为f=μmg=2m,
因为F>f,所以静摩擦力不足以提供静摩擦力,货物将做离心运动,右转时向车的左后方滑下,左转时向右后方滑下,故C正确.
故选:C
如图所示,在光滑的圆锥漏斗的内壁,有两个质量相等的小球A、B,它们分别紧贴漏斗,在不同水平面上做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、对A、B两球进行受力分析,两球均只受重力和漏斗给的支持力FN.如图所示.
设内壁与水平面的夹角为θ.
根据牛顿第二定律有:mgtanθ=,解得:v=
,A球的轨道半径较大,则小球A的速率较大.故A正确,B错误.
C、支持力,两小球的质量相等,则支持力相等,对漏斗壁的压力相等.故C错误.
D、根据ω=知,A的轨道半径大,则A的角速度较小.故D错误.
故选:A.
某圆拱桥的半径为20m,一辆质量为5.0t的汽车通过桥顶时对桥顶的压力是其重力,则它过桥顶时的速度等于( )
正确答案
解析
解:以汽车为研究对象,根据牛顿第二定律得:
mg-N=m,N=
,
解得:v=10m/s
故选:A
用长为L的细线拴一质量为m 的小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直方向平角为θ,如图所示.求:
(1)绳子拉力大小
(2)小球线速度大小.
正确答案
解:(1)小球在水平面内做匀速圆周运动,对小球受力分析,如图
小球受重力、和绳子的拉力,合力提供向心力,由图得:
绳子拉力大小 T==
(2)根据几何关系可知:F向=mgtanθ,
根据向心力公式得:
F向=m
又 r=Lsinθ
解得:v=
答:
(1)绳子拉力大小是.
(2)小球线速度大小是.
解析
解:(1)小球在水平面内做匀速圆周运动,对小球受力分析,如图
小球受重力、和绳子的拉力,合力提供向心力,由图得:
绳子拉力大小 T==
(2)根据几何关系可知:F向=mgtanθ,
根据向心力公式得:
F向=m
又 r=Lsinθ
解得:v=
答:
(1)绳子拉力大小是.
(2)小球线速度大小是.
一辆质量为1000kg的汽车在圆弧半径为50m的拱桥上行驶.(g取10m/s2)
(1)若汽车到达桥顶时速度为v1=5m/s,汽车对桥面的压力是多大?
(2)汽车以多大速度经过桥顶时,恰好对桥面没有压力?
(3)汽车对桥面的压力过小是不安全的,因此汽车过桥时的速度不能过大.对于同样的车速,拱桥圆弧的半径大些比较安全,还是小些比较安全?
(4)如果拱桥的半径增大到与地球半径一样大,汽车要在桥面上腾空,速度至少为多大?(已知地球半径为6 400km)
正确答案
解:(1)如图所示,汽车到达桥顶时,竖直方向受到重力G和桥对它的支持力N的作用.
汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力N,汽车过桥时做圆周运动,重力和支持力的合力提供向心力,即F=G-N;
根据向心力公式:F=,有N=G-F=mg-m
=10000-1000×
=5000N.
故汽车对桥的压力是5000N.
(2)汽车经过桥顶恰好对桥没有压力而腾空,则N=0,即汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供,所以有:
F=G=m,得v=
=
=10
m/s.
故汽车以10m/s速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空.
(3)根据N=G-F=mg-m知R越大,压力N越大,故拱桥圆弧的半径大些比较安全;
(4)由G=m,得v=
=
=8×103m/s
答:(1)若汽车到达桥顶时速度为v1=5m/s,汽车对桥面的压力是5000N;
(2)汽车以10m/s经过桥顶时,恰好对桥面没有压力;
(3)汽车对桥面的压力过小是不安全的,因此汽车过桥时的速度不能过大.对于同样的车速,拱桥圆弧的半径大些比较安全.
(4)如果拱桥的半径增大到与地球半径一样大,汽车要在桥面上腾空,速度至少为8×103m/s;
解析
解:(1)如图所示,汽车到达桥顶时,竖直方向受到重力G和桥对它的支持力N的作用.
汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力N,汽车过桥时做圆周运动,重力和支持力的合力提供向心力,即F=G-N;
根据向心力公式:F=,有N=G-F=mg-m
=10000-1000×
=5000N.
故汽车对桥的压力是5000N.
(2)汽车经过桥顶恰好对桥没有压力而腾空,则N=0,即汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供,所以有:
F=G=m,得v=
=
=10
m/s.
故汽车以10m/s速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空.
(3)根据N=G-F=mg-m知R越大,压力N越大,故拱桥圆弧的半径大些比较安全;
(4)由G=m,得v=
=
=8×103m/s
答:(1)若汽车到达桥顶时速度为v1=5m/s,汽车对桥面的压力是5000N;
(2)汽车以10m/s经过桥顶时,恰好对桥面没有压力;
(3)汽车对桥面的压力过小是不安全的,因此汽车过桥时的速度不能过大.对于同样的车速,拱桥圆弧的半径大些比较安全.
(4)如果拱桥的半径增大到与地球半径一样大,汽车要在桥面上腾空,速度至少为8×103m/s;
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