- 向心力
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一汽车通过拱形桥顶时速度为10m/s,车对桥顶的压力为车重的,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速至少为( )
正确答案
解析
解:根据牛顿第二定律得,,N=
解得R=.
当车对桥顶无压力时,有:,
解得.
故选:A.
如图所示,半径为r的圆筒绕中心竖直轴O1 O2匀速转动,角速度为ω,质量为m的小物块紧贴筒壁随筒转动,重力加速度为g.
(1)求小物块对筒壁压力F的大小;
(2)设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小物块与筒壁之间的动摩擦因数μ至少应为多少才能使小物块不滑落?
正确答案
解:(1)筒壁对小物块的弹力提供向心力,则有:
N=mrω2
(2)设小物块与筒壁之间的最大静摩擦力为f,则f=μN
小物块不滑落,则f=mg
解得:μ=
答:(1)筒壁对小物块的弹力N的大小为mrω2;
(2)小物块与筒壁之间的动摩擦因数μ至少应为才能使小物块不滑落.
解析
解:(1)筒壁对小物块的弹力提供向心力,则有:
N=mrω2
(2)设小物块与筒壁之间的最大静摩擦力为f,则f=μN
小物块不滑落,则f=mg
解得:μ=
答:(1)筒壁对小物块的弹力N的大小为mrω2;
(2)小物块与筒壁之间的动摩擦因数μ至少应为才能使小物块不滑落.
如图所示,细线与竖直线的夹角θ=30°,一条长为l的绳,一端固定在顶点O,另一端系一个质量为m的小球(视作质点),小球以某一速率绕竖直线做水平匀速圆周运动求
(1)绳子对小球的拉力T=?;
(2)小球做水平匀速圆周运动速率v=?
正确答案
解:(1)小球绕竖直线做水平匀速圆周运动,受到重力和细线的拉力,由合力提供其向心力.
由cosθ=得:T=
=
mg
(2)由牛顿运动定律可知 mgtanθ=m
又半径r=lsinθ
解得:v==
=
答:
(1)绳子对小球的拉力T=mg;
(2)小球做水平匀速圆周运动速率v=.
解析
解:(1)小球绕竖直线做水平匀速圆周运动,受到重力和细线的拉力,由合力提供其向心力.
由cosθ=得:T=
=
mg
(2)由牛顿运动定律可知 mgtanθ=m
又半径r=lsinθ
解得:v==
=
答:
(1)绳子对小球的拉力T=mg;
(2)小球做水平匀速圆周运动速率v=.
一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替.如图(a)所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径.现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度υ0抛出,如图(b)所示.则在其轨迹最高点P处的曲率半径是______
正确答案
解析
解:物体做斜抛运动,水平方向做匀速直线运动,物体在其轨迹最高点P处只有水平速度,其水平速度大小为v0cosα,
在最高点,把物体的运动看成圆周运动的一部分,物体的重力作为向心力,
由向心力的公式得 mg=m,
所以在其轨迹最高点P处的曲率半径是ρ=.
故答案为:
如图所示,质量m=1kg的小球用细线拴住,线长L=0.5m.小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时,细线恰好被拉断.拉断时小球的速度v=2m/s,距水平地面的高度h=5m,重力加速度g=10m/s2,求:
①小球落地处到地面上P点的距离?(P点在悬点的正下方)
②绳子承受的最大拉力是多少?
正确答案
解:①绳子断后,小球做平抛运动,竖直方向满足:
解得:t==1s
水平方向:x=vt=2×1=2m
②绳子断的瞬间满足:
代入数据得到:
T=18N
由于细线是恰好拉断,故绳子承受的最大拉力是18N;
答:①小球落地处到地面上P点的距离为2m;
②绳子承受的最大拉力是18N.
解析
解:①绳子断后,小球做平抛运动,竖直方向满足:
解得:t==1s
水平方向:x=vt=2×1=2m
②绳子断的瞬间满足:
代入数据得到:
T=18N
由于细线是恰好拉断,故绳子承受的最大拉力是18N;
答:①小球落地处到地面上P点的距离为2m;
②绳子承受的最大拉力是18N.
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