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题型: 单选题
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单选题

(2013春•宁夏校级月考)如图所示,当汽车通过凹形路面的最低位置时,下列说法中正确的是(  )

A汽车对桥面的压力等于零

B汽车对桥面的压力小于它的重力

C汽车司机处于超重状态

D汽车司机处于失重状态

正确答案

C

解析

解:AB、汽车过凹形路面的最高低时,设速度为v,半径为r,以汽车为研究对象,由牛顿第二定律得:

  FN-mg=m

解得:FN=mg+m,即FN>mg

根据牛顿第三定律可知,汽车对桥面的压力大于重力.故AB错误.

C、汽车司机的加速度竖直向上,由牛顿运动定律知,司机处于超重状态.故C正确,D错误.

故选:C

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题型:简答题
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简答题

一辆质量m=2.0t的小轿车,驶过半径 R=80m的一段圆弧形桥面,取g=10m/s2.求:

(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?

(2)若桥面为凸形,汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?

(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?

正确答案

解:(1)若桥面为凹形,在最低点有:

 

解得:=20000+2000×5N=30000N

即汽车对桥的压力为30000N.

(2)若桥面为凸形,在最高点有:

解得:=20000-2500N=17500N

即汽车对桥的压力为17500N.

(3)当对桥面刚好没有压力时,只受重力,重力提供向心力,根据牛顿第二定律得:

mg=m

解得:v==20m/s

答;(1)若桥面为凹形,轿车以20m/s的速度通过桥面最底点时,对桥面压力是30000N;

(2)若桥面为凸形,轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是17500N;

(3)桥车以20m/s的速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力.

解析

解:(1)若桥面为凹形,在最低点有:

 

解得:=20000+2000×5N=30000N

即汽车对桥的压力为30000N.

(2)若桥面为凸形,在最高点有:

解得:=20000-2500N=17500N

即汽车对桥的压力为17500N.

(3)当对桥面刚好没有压力时,只受重力,重力提供向心力,根据牛顿第二定律得:

mg=m

解得:v==20m/s

答;(1)若桥面为凹形,轿车以20m/s的速度通过桥面最底点时,对桥面压力是30000N;

(2)若桥面为凸形,轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是17500N;

(3)桥车以20m/s的速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,质量相等的汽车甲和汽车乙,以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,汽车甲在汽车乙的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为f和f,则下列说法中正确的是(  )

Af>f

Bf=f

Cf<f

D无法判断

正确答案

C

解析

解:设两汽车的质量为m,速率为v,半径分别为r和r,根据牛顿第二定律得:

Ff甲=m,Ff乙=m

由题r>r,则得到:Ff甲<Ff乙

故选C

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题型: 多选题
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多选题

如图所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小 于R),小球a、b大小相同,质量均为m,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动.两球先后以相同速度v通过轨道最低点,且当小球a在最低点时,小球b在最高点,以下说法正确的是(  )

A当小球b在最高点对轨道无压力时,小球a比小球b所需向心力大5mg

B当v=时,小球b在轨道最高点对轨道有压力

C速度v至少为,才能使两球在管内做圆周运动

D只要v≥,小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大6mg

正确答案

B,D

解析

解:A、b在最高点无压力时,向心力F1=mg;a在最低点时,向心力F2=m=5mg;即a球比b球所需向心力大4mg;故A错误;

B、当小球对轨道无压力时,则有:mg=m,解得:v1=;即当速度为时,小球在轨道最高点对轨道无压力;

由机械能守恒定律可得,mg2R=mv22-mv12

求出小球在最低点时的速度v2=,当速度为时,小球在最高点对轨道无压力;故B正确;

C、因小球在管内转动,则内管可对小球提供向上的支持力,故可看作是杆模型;

故小球的最高点的速度只要大于等于零,小球即可通过最高点,结合B项分析可知C错误;

D、在最高点时,T1+mg=m

最低点时,T2-mg=m

T2-T1=2mg+m(

由机械能守恒定律可得,mg2R=mv22-mv12

要使小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大6mg,则要m()=4mg,由A分析可知当b在最高点无压力时,m()=4mg,再根据B项分析可知,当速度为时,小球在最高点对轨道无压力,则当v≥,小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大6mg,故D正确.

故选BD

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动,将螺丝帽套在塑料管上,手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动,只要运动角速度合适,螺丝帽恰好不下滑,假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数μ,认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时,下述分析正确的是(  )

A螺丝帽受到的重力与最大静摩擦力平衡

B螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外,背离圆心

C此时手转动塑料管的角速度ω=

D若杆的转动加快,螺丝帽有可能相对杆发生运动

正确答案

A,C

解析

解:A、螺丝帽恰好不下滑,知螺丝帽受到重力和最大静摩擦力平衡.故A正确.

B、螺丝帽在水平方向受到的弹力提供向心力,弹力的方向指向圆心.故B错误.

C、根据mg=f=μN,解得N=,根据N=mrω2,解得.故C正确.

D、若杆转动加快,则向心力增大,弹力增大,最大静摩擦力增大,螺丝帽受重力和静摩擦力仍然平衡.故D错误.

故选AC.

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