- 向心力
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如图所示,质量为m的汽车,在半径为20m的圆形的水平路面上行驶,最大静摩擦力是车重力的0.5倍,为了不使轮胎在公路上打滑,求汽车行驶的最大速度
(g=10m/s2).
正确答案
解:最大静摩擦力提供向心力:kmg=m
得:v=
代人数据解得:v=m/s=10m/s
答:汽车行驶的最大速度为10m/s.
解析
解:最大静摩擦力提供向心力:kmg=m
得:v=
代人数据解得:v=m/s=10m/s
答:汽车行驶的最大速度为10m/s.
如图所示,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( )
正确答案
解析
解: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B正确;
又由T=,故A错误;
由v=ωr,两球转动半径不等,所以线速度不等,故C错误;
由a=ω2r,两球转动半径不等,所以向心加速度不等,故D错误;
故选:B.
如图所示,假设地球是个半径为R的标准的球体,其表面的重力加速度为g,有一辆汽车沿过两极的圆周轨道沿地面匀速率行驶,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、汽车在地球两极行驶时,由重力和支持力的合力提供向心力.设汽车的质量为m,支持力为F,速度为v,地球半径为R,则由牛顿第二定律得:
得:
当汽车以速度v行驶时,则汽车对地面的压力小于重力.故A错误.
B、汽车沿过两极的圆周轨道沿地面匀速率行驶时,没有外力做功,汽车的机械能守恒.故B正确;
C、汽车在南极和北极对地面的压力都小于重力,都是处于失重状态.故C错误;
D、当汽车速度v=时,汽车将离开地面绕地球做圆周运动,重力恰好提供向心力,所以重力不断改变汽车的运动方向,汽车的运动状态发生变化.故D错误.
故选:B
歼-31战机是我国航空工业集团研制的第四代中型隐形战斗机,采用双发、单座、固定双斜垂尾、蚌式进气道.它的研制成功,结束可战斗机隐形技术只由美俄掌握的历史.若在某次航展中飞行员驾驶歼-31在水平面内做线速度大小为v、半径为R的匀速圆周运动,歼-31的总质量(包括飞行员等)为m,则歼-31受到空气的升力为( )
正确答案
解析
解:飞机受重力、空气的作用力,靠两个力的合力提供向心力,如图所示:
根据牛顿第二定律有:F合=m
根据平行四边形定则,空气对飞机的作用力F=,故C正确.
故选:C
如图所示,长度不同的两根轻绳L1与L2,一端分别连接质量为m1和m2的两个小球,另一端悬于天花板上的同一点O,两小球质量之比m1:m2=1:2,两小球在同一水平面内做匀速圆周运动,绳L1,L2与竖直方向的夹角分别为30°与60°,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小球运动的轨迹圆在水平面内,运动形式为匀速圆周运动,在指向轨迹圆圆心方向列向心力表达式方程,在竖直方向列平衡方程,可得,拉力大小,
,
,故A错误.
B、向心力大小F1=m1gtan30°,F2=m2gtan60°,
则有:,故B正确.
C、周期T=2π,因连接两小球的绳的悬点距两小球运动平面的距离相等,所以周期相等,故C错误.
D、由可知,
,故D错误.
故选:B.
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