- 向心力
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如图1将两个完全相同的小球A和B,用长为L=1m的细绳悬于以5m/s水平向右匀速运动的小车顶部,A、B两球分别与小车前后壁接触,小车突然停止运动(g取10m/s2),此时悬线的拉力之比FA:FB为( )
正确答案
解析
解:设小球的质量都是m,对A球有:FA-mg=m
即为:FA=mg+m=10m+m×
=35m.
对B球有:FB=mg=10m.
所以FA:FB=7:2.
故选:B.
如图所示,长为L的轻绳一端固定于O点,另一端系一质量为m的小球,现将绳水平拉直,让小球从静止开始运动,重力加速度为g,当绳与竖起方向的夹角α=30°时,小球受到的合力大小为( )
正确答案
解析
解:从最高点到绳与竖直方向的夹角为30°的过程中,根据动能定理得:
mv2=mgLcos30°
在该位置,球沿着绳子方向的合力提供向心力,则有:
F=m
联立解得:向心力为:F=2mgcos30°=mg
则此时的合力为:F合==
mg
故选:B.
近年来我国高速铁路发展迅速,现已知某新型国产机车总质量为m,如图已知两轨间宽度为L,内外轨高度差为h,重力加速度为g,如果机车要进入半径为R的弯道,请问,该弯道处的设计速度最为适宜的是( )
正确答案
解析
解:转弯中,当内外轨对车轮均没有侧向压力时,火车的受力如图,
由牛顿第二定律得:mgtanα=m,
tanθ=,
解得:v=.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
如图所示,质量为m的小物体(可视为质点)从与圆心等高的A点静止释放,沿半径为R的圆形轨道滑下,当小物块通过最低点B时物块的速度为v=
,则物块对轨道的压力大小为( )
正确答案
解析
解:小球在最低点受到轨道的支持力和重力,两个力的合力提供小球圆周运动的向心力,故有:
轨道对小球的支持力N=mg+
根据牛顿第三定律知,小球对轨道的压力N′=N=2mg
故选:C.
如图所示,半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内,轨道的末端B处切线水平,现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放.若保持圆心的位置不变,改变圆弧轨道的半径(不超过圆心离地的高度).半径越大,小物体( )
正确答案
解析
解:A、根据动能定理知mgH=mv2知总高度不变,末速度大小不变,故A错误;
B、根据平抛运动规律知
h=gt2,
x=v0t
mgR=mv
得x==2
,平抛运动的水平位移随R增大后减小,故B错误;
C、到圆弧轨道最低点时加速度a==2g,故加速度大小与R无关,故C错误;
D、小滑块落地时竖直分速度vy=gt
设与水平方向的夹角为θ,有tanθ==
=
,R越大,落地时的速度与竖直方向的夹角越大,故D正确;
故选:D
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