- 向心力
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用长为L的细线拴一质量为m的小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直方向夹角为θ,如图所示则小球的线速度的大小为______;周期为______.
正确答案
解析
解:小球在水平面内做匀速圆周运动,对小球受力分析,如图
小球受重力、和绳子的拉力,合力提供向心力,
根据几何关系可知:F向=mgtanθ,
根据向心力公式得:
F向=m
解得:v=,
周期T=
故答案为:;
.
一辆卡车在丘陵地面匀速率行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,爆胎可能性最大的地段应是( )
正确答案
解析
解:在坡顶,根据牛顿第二定律得:
mg-FN=m
解得:
FN=mg-m,FN<mg…①
在坡谷,则有:
FN-mg=m,FN=mg+m
,FN>mg…②
由①②对比可知,汽车在坡谷处所受的支持力更容易爆胎;
由②知,r越小,FN越大.
则在b、d两点比a、c两点容易爆胎.
而d点半径比b点小,则d点最容易爆胎.故B正确.
故选:B
如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则( )
正确答案
解析
解:A、对小球受力分析,小球受到重力和支持力,它们的合力提供向心力,如图
根据牛顿第二定律,有:
F=mgtanθ=,解得:v=
,
,A的半径大,则A的线速度大,角速度小.故A错误,B正确.
C、从A选项解析知,A球的角速度小,根据,知A球的周期大,故C错误.
D、因为支持力N=,知球A对筒壁的压力一定等于球B对筒壁的压力.故D错误.
故选:B.
如图所示,长度为L=1.0m的绳,拴着一质量m=1kg的小球在竖直面内做圆周运动,小球半径不计,已知绳子能够承受的最大张力为19N,圆心离地面高度H=6m,运动过程中绳子始终处于绷紧状态求:
(1)分析绳子在何处最易断,求出绳子断时小球的线速度;
(2)绳子断后小球落地点与抛出点的水平距离多大?落地时速度多大?
正确答案
解:(1)小球在最低点时,速度最大,绳子所受的拉力最大,绳子最容易断.
此处由绳子的拉力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
F-mg=m
代入数据得:19-10=1×
则得 v=3m/s.
(2)小球平抛运动的高度为:h=H-L=6m-1m=5m.
根据h=得:t=
=
s=1s.
小球落地点与抛出点的水平距离 x=vt=3×1m=3m.
落地时速度 v′==
=
m/s=10.44m/s
答:
(1)绳子在最低点最易断,绳子断时小球的线速度为3m/s;
(2)绳子断后小球落地点与抛出点的水平距离是3m,落地时速度是10.44m/s.
解析
解:(1)小球在最低点时,速度最大,绳子所受的拉力最大,绳子最容易断.
此处由绳子的拉力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
F-mg=m
代入数据得:19-10=1×
则得 v=3m/s.
(2)小球平抛运动的高度为:h=H-L=6m-1m=5m.
根据h=得:t=
=
s=1s.
小球落地点与抛出点的水平距离 x=vt=3×1m=3m.
落地时速度 v′==
=
m/s=10.44m/s
答:
(1)绳子在最低点最易断,绳子断时小球的线速度为3m/s;
(2)绳子断后小球落地点与抛出点的水平距离是3m,落地时速度是10.44m/s.
质量为m的汽车以V0的速度安全驶过半径为R的凸形桥的桥顶,这时汽车对桥顶的压力是______,汽车能始终不脱离桥顶的最大行驶速度不能超过______(重力加速度为g)
正确答案
解析
解:在桥顶,根据牛顿第二定律得,,
解得支持力N=,则汽车对桥顶的压力为mg-
,
汽车在桥顶不脱离的临界情况时,N=0.
根据mg=得,最大速度v=
.
故答案为:,
.
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