- 向心力
- 共7577题
绳子的一端拴着一重物,以手握住绳子另一端,使重物在水平面内做匀速圆周运动,下列判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、每秒转数相同时,则小球的角速度一定,根据F=mrω2知,绳子越长,拉力越大,则越容易断.故A正确.
B、线速度相等时,根据知,绳越短,拉力越大,则越容易断.故B正确,D错误.
C、旋转的周期相同,则角速度相同,根据F=mrω2知,绳子越短,拉力越小,越不容易断.故C错误.
故选:AB.
长L=0.5m、质量可忽略的杆,其一端固定于O点,另一端连有质量m=2kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动.当通过最高点时,如图所示,求下列情况下,杆受到的力(计算出大小,并说明是拉力还是压力,g取10m/s2):
(1)当v=1m/s时,杆受到的力多大,是什么力?
(2)当v=4m/s时,杆受到的力多大,是什么力?
正确答案
解:对小球受力分析,假设杆子对小球的作用力方向竖直向上大小为F:
根据牛顿第二定律:mg-F=
(1)当v=1m/s时,解得:F=mg-=16N
故杆子对小球的作用力大小为16N,方向向上.
根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向下的压力,大小为16N.
(2)当v=4m/s时,解得:F=mg-=-44N,负号表示力F的方向与题目假设的方向相反,
故杆子对小球的作用力大小为44N,方向向下.
根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向上的拉力,大小为44N.
答:(1)当v=1m/s时,杆受到的力大小为16N,方向向下,是压力.
(2)当v=4m/s时,杆受到的力大小为44N,方向向上,是拉力.
解析
解:对小球受力分析,假设杆子对小球的作用力方向竖直向上大小为F:
根据牛顿第二定律:mg-F=
(1)当v=1m/s时,解得:F=mg-=16N
故杆子对小球的作用力大小为16N,方向向上.
根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向下的压力,大小为16N.
(2)当v=4m/s时,解得:F=mg-=-44N,负号表示力F的方向与题目假设的方向相反,
故杆子对小球的作用力大小为44N,方向向下.
根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向上的拉力,大小为44N.
答:(1)当v=1m/s时,杆受到的力大小为16N,方向向下,是压力.
(2)当v=4m/s时,杆受到的力大小为44N,方向向上,是拉力.
在如图所示的圆锥摆中,轻质细绳悬挂质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动.已知绳子长度为L,绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ,
求:(1)绳中的拉力大小;
(2)小球运动的角速度的大小.
正确答案
解:对摆球进行受力分析,受重力mg和绳子的拉力T作用.
(1)在竖直方向上,合力为零,有:Tcosθ=mg
得:T=
(2)在水平方向上,合力提供向心力,有:Fn=mg•tanθ=mω2R
有几何关系可知:R=Lsinθ
联立解得:ω=
答:(1)绳中的拉力大小为.
(2)小球运动的角速度的大小为.
解析
解:对摆球进行受力分析,受重力mg和绳子的拉力T作用.
(1)在竖直方向上,合力为零,有:Tcosθ=mg
得:T=
(2)在水平方向上,合力提供向心力,有:Fn=mg•tanθ=mω2R
有几何关系可知:R=Lsinθ
联立解得:ω=
答:(1)绳中的拉力大小为.
(2)小球运动的角速度的大小为.
经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”,“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体.如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为m1:m2=3:2.则可知( )
正确答案
解析
解:双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,
对m1:G=m1ω2r1,
对m2:G=m2ω2r2,
得:m1r1=m2r2,=
=
.
所以r1=L,r2=
L.
又v=rω,所以线速度之比:
=
=
.
故AC错误、BD正确.
故选:BD.
一竖直放置的内壁光滑的环形圆管内有一质量为m的运动小球(球半径小于圆管内径),如图所示.若该环形圆管半径为R(其内径很小),小球通过最低点时的速度v=
,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、根据机械能守恒定律有:+mg•2R=
,又由题v=
,解得 小球经过最高点时的速度 v′=
,故A正确.
B、由于v′>0,所以小球能到达最高点,故B错误.
C、D、在最高点,根据牛二定律有:mg-N=m,解得N=
,方向向上,根据牛顿第三定律可知小球对圆管的压力N=N′=
mg,方向向下,则CD正确.
故选:ACD.
扫码查看完整答案与解析