- 向心力
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质量为2kg的物体,做匀速圆周运动,运动中所受向心力为8N,运动的轨道半径为1m,此物体运动的线速度为______m/s,此物体的动能为______J.
正确答案
2
4
解析
解:根据向心力公式得:
F=m,
解得:v=,
此物体的动能为:
故答案为:2,4
物理有一种叫“飞椅”的游乐项目,示意图如图所示,长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘,转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ,不计钢绳的重力,求
①座椅在水平面内做匀速圆周运动的半径.
②转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.
正确答案
解:对飞椅受力分析:重力mg和钢绳的拉力F,由合力提供向心力,则根据牛顿第二定律得:
竖直方向上:Fcosθ=mg
水平方向上:Fsinθ=mω2R
根据几何关系可知,R=Lsinθ+r
解得:ω=
答:①座椅在水平面内做匀速圆周运动的半径为Lsinθ+r;
②转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系为ω=.
解析
解:对飞椅受力分析:重力mg和钢绳的拉力F,由合力提供向心力,则根据牛顿第二定律得:
竖直方向上:Fcosθ=mg
水平方向上:Fsinθ=mω2R
根据几何关系可知,R=Lsinθ+r
解得:ω=
答:①座椅在水平面内做匀速圆周运动的半径为Lsinθ+r;
②转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系为ω=.
如图所示,轻杆长3L,在杆两端分别固定质量均为m的球A和B,光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点,外界给系统一定能量后,杆和球在竖直平面内转动,球B运动到最高点时,杆对球B恰好无作用力.忽略空气阻力.则球B在最高点时( )
正确答案
解析
解:A、球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力,即重力恰好提供向心力,有
mg=m
解得
v=①
故A错误;
B、由于A、B两球的角速度相等,则球A的速度大小,故B错误;
C、B球到最高点时,对杆无弹力,此时A球受重力和拉力的合力提供向心力,有
F-mg=m
解得:
F=1.5mg
故C正确,D错误.
故选:C
匀速圆周运动所需的向心力大小为______或______或______.
正确答案
m
mω2r
mr
解析
解:匀速圆周运动所需的向心力大小的计算公式为F=m
又v=ωr代入上式得:F=mω2r
T=代入上式得:F=m
r
故答案为:m,mω2r,m
r.
质量为2×103kg的汽车以5m/s的速度通过一半径为10m的凸形桥,汽车过桥顶时对桥的压力为______N,如汽车以速度为______m/s,通过桥顶时,汽车对桥的压力为零.(g=10m/s2)
正确答案
1.5×104
10
解析
解:在桥顶,根据牛顿第二定律得:
,
解得:N==
.
根据牛顿第三定律知,汽车过桥顶时对桥的压力为1.5×104N.
当汽车对桥顶压力为零时,根据牛顿第二定律得:mg=m,
解得:.
故答案为:1.5×104,10.
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