- 向心力
- 共7577题
如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放置两个用细线相连的质量均为m的小物体A、B,它们到转轴的距离分别为rB=10cm,rA=50cm,A、B与盘间最大静摩擦力均为重力的k=0.3倍,g取10m/s2,试求:
(1)当细线上开始出现张力时,圆盘的角速度ω0;
(2)当B开始滑动时,圆盘的角速度ω;
(3)当B即将滑动时,烧断细线,A、B运动状态如何?
正确答案
解:(1)当细线上开始出现张力时,A与圆盘之间的静摩擦力达到最大值.
对B:kmg=mω02rA
即ω0==
=
rad/s
(2)当A开始滑动时,A、B所受静摩擦力均达最大,设此时细绳张力为T:
对A:FT+μmg=mω2RA
对B:μmg-FT=mω2RB
联立解得:ω==
=
rad/s
(3)烧断细线时,绳的拉力消失,A所受静摩擦力不足以提供所需向心力,故将远离圆心做离心运动;
对B,拉力消失后,静摩擦力变小,提供所需向心力,故继续做圆周运动.
答:(1)当细线上开始出现张力时,圆盘的角速度ω0为rad/s;
(2)当A开始滑动时,圆盘的角速度为rad/s;
(3)当B即将滑动时,烧断细线,B继续做圆周运动,A将远离圆心做离心运动.
解析
解:(1)当细线上开始出现张力时,A与圆盘之间的静摩擦力达到最大值.
对B:kmg=mω02rA
即ω0==
=
rad/s
(2)当A开始滑动时,A、B所受静摩擦力均达最大,设此时细绳张力为T:
对A:FT+μmg=mω2RA
对B:μmg-FT=mω2RB
联立解得:ω==
=
rad/s
(3)烧断细线时,绳的拉力消失,A所受静摩擦力不足以提供所需向心力,故将远离圆心做离心运动;
对B,拉力消失后,静摩擦力变小,提供所需向心力,故继续做圆周运动.
答:(1)当细线上开始出现张力时,圆盘的角速度ω0为rad/s;
(2)当A开始滑动时,圆盘的角速度为rad/s;
(3)当B即将滑动时,烧断细线,B继续做圆周运动,A将远离圆心做离心运动.
一个小铁球沿半径为R的固定半圆轨道上端边缘由静止下滑,当滑到半球底部时,半圆轨道底部所受压力为铁块重的3倍,重力加速度为g,此时小球的瞬时速度为______.
正确答案
解析
解:在轨道最低点,小球受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
N-mg=m…①
根据牛顿第三定律,有:
N′=N…②
根据题意,有:
N′=3mg…③
联立解得:v=
故答案为:
如图所示,在半径为R的半球壳的光滑内表面上,有一质量为m的质点沿球壳在一水平面上做匀速圆周运动,角速度为ω,则此处小球对球壳的压力______N,轨道平面离开球底的高度______.
正确答案
mω2R
R-
解析
解:小球靠重力和支持力的合力提供向心力,小球做圆周运动的半径为 r=Rsinθ
根据力图可知:sinθ=
解得:FN=mω2R
tanθ=
解得cosθ=
所以 h=R-Rcosθ=R-.
故答案为:mω2R;R-.
小球质量为m,用长为L的轻质细线悬挂在O点,在O点的正下方
处有一钉子P,把细线沿水平方向拉直,如图所示,无初速度地释放小球,当细线碰到钉子的瞬间,设线没有断裂,则下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B当细线碰到钉子瞬间,线速度的大小不变.据v=rω知,碰到钉子后,半径变小,则角速度增大.故A正确,B错误.
C、根据a=知,线速度大小不变,半径变小,则向心加速度增大.故C正确.
D、根据T-mg=m知,T=mg+m
,线速度大小不变,半径变小,则拉力变大.故D正确.
本题选错误的,故选:B.
如图一个箱子放在水平地面上,质量为M,箱内用一长为L的细线拴一小球绳,另一端拴在箱子的顶板上,小球质量为m现把细绳拉到与竖直方向成θ角自由释放当球摆到最低点时,地面受到的压力为( )
正确答案
解析
解:若球保持不动,压力为(M+m)g;
小球摆动,根据动能定理,有:
mgl(1-cosθ)=
解得:v=
最低点,球受到的重力和拉力的合力提供向心力,与静止时相比,拉力增加值等于向心力大小,为:
Fn=m=2mg(1-cosθ)
故此时压力为:N=(M+m)g+F=Mg+mg(3-2cosθ)
故选D.
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