- 向心力
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荡秋千是小孩非常喜欢的娱乐活动.如图所示,设小孩的质量为m,悬绳长为L,小孩从悬绳与竖直方向夹角为θ处由静止自由摆下,不计空气阻力,在小孩摆至最低点A的过程中,重力做的功为______,在A点处悬绳的拉力大小为______.
正确答案
mgL(1-cosθ)
3mg-2mgcosθ
解析
解:重力做的功W=mgh=mgL(1-cosθ)
从最高点到最低点的过程中,根据动能定理得:
解得:v=;
在A点有:
T-mg=m
解得:T=3mg-2mgcosθ
故答案为:mgL(1-cosθ);3mg-2mgcosθ.
飞机俯冲时,在最低点附近做半径是200m 的圆周运动.如果飞行员的质量是70kg,飞机经过最低点时的速度是720km/h,求这时飞行员对座位的压力.(g 取10m/s2)
正确答案
解:在最低点,飞行员受到重力和支持力两个力,其合力提供了方向竖直向上的向心力,根据牛顿第二定律得:
F-mg=m
所以:F=mg+m=1.47×104N.
飞行员对座位的压力和座位对飞行员的支持力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律得飞行员对座位的压力大小是1.47×104N.
答:飞行员对座位的压力大小是1.47×104N.
解析
解:在最低点,飞行员受到重力和支持力两个力,其合力提供了方向竖直向上的向心力,根据牛顿第二定律得:
F-mg=m
所以:F=mg+m=1.47×104N.
飞行员对座位的压力和座位对飞行员的支持力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律得飞行员对座位的压力大小是1.47×104N.
答:飞行员对座位的压力大小是1.47×104N.
(2015春•雅安校级月考)一辆汽车以54km/h的速率通过一座拱形桥的桥顶,汽车对桥面的压力等于车重的一半,
(1)求这座拱形桥的半径R;
(2)若要使汽车过桥顶时对桥面恰好无压力,求此时汽车的速率V.
正确答案
解:(1)54km/h=15m/s
在桥顶,根据牛顿第二定律得,,
N=,
代入数据解得R=45m.
(2)当汽车对桥顶无压力时,根据牛顿第二定律得,mg=,
解得v=m/s.
答:(1)这座拱形桥的半径R为45m;
(2)此时汽车的速率为.
解析
解:(1)54km/h=15m/s
在桥顶,根据牛顿第二定律得,,
N=,
代入数据解得R=45m.
(2)当汽车对桥顶无压力时,根据牛顿第二定律得,mg=,
解得v=m/s.
答:(1)这座拱形桥的半径R为45m;
(2)此时汽车的速率为.
由上海飞往美国洛杉矶的飞机在飞越太平洋上空的过程中,如果保持飞行速度的大小和距离海面的高度均不变,则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、地球是圆形的,由上海飞往美国洛杉矶的飞机在飞越太平洋上空的过程中,做匀速圆周运动,故A错误;
B、对人受力分析,G-N=m,所以地球对乘客的引力大于乘客对座椅的压力,故C正确,BD错误;
故选C
半径为R的光滑圆环轨道竖直放置,一质量为m的小球恰能在此圆轨道内做圆周运动,则小球在轨道最低点处对轨道的压力大小为( )
正确答案
解析
解:设小球通过轨道最高点时速度的大小为v1,根据题意和圆周运动向心力公式得:
mg=m
解得:v1=
设小球通过轨道最低点的速度大小为v2,从最高点到最低点的过程中运用机械能守恒定律,得:
2mgR=mv22-
mv12 ①
解得:
设小球通过轨道最低点时受到轨道支持力大小为FN,根据圆周运动向心力公式得:
FN-mg=m ②
由①②解得:FN=6mg
根据牛顿第三定律,球对轨道的压力为6mg;
故选D.
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