- 向心力
- 共7577题
汽车以20m/s的速度通过凸形桥最高点时,对桥面的压力是车重的,则当车对桥面最高点的压力恰好为零时,车速为( )
正确答案
解析
解:在凸形桥的最高点,根据牛顿第二定律有:
mg-N=m
由题意知,N=
联立得:=m
①
设车对桥面最高点的压力恰好为零时,车速为v′,则有
mg= ②
由①②得:v′=2v=2×20=40(m/s)
故选:B.
半径为R的四分之一光滑圆弧的绝缘轨道,如图所示.O为圆心,OA为水平半径,一质量为m,电量为q的带正电小球,从A点由静止滑下,经过最低点B时对轨道的压力为零,则该区域内匀强磁场的磁感应强度为______方向为______.
正确答案
垂直于纸面向外
解析
解:根据动能定理得,mgR=,
在最低点有:q
联立两式解得B=,因为洛伦兹力的方向竖直向上,根据左手定则知,磁感应强度的方向为垂直于纸面向外.
故答案为:,垂直于纸面向外.
如图所示,内壁光滑的半球形容器半径为R,一个小球(视为质点)在容器内沿水平面做匀速圆周运动,小球与容器球心连线与竖直方向成θ角,则小球做匀速圆周运动的角速度为______.
正确答案
解析
解:小球所受的合力为:F合=mgtanθ,
小球做圆周运动的轨道半径为:r=Rsinθ,
根据F合=mω2r
得角速度:
ω=
故答案为:.
如图所示,平台上的小球从A点水平抛出,恰能无碰撞地进入光滑的BC斜面,经C点进入光滑平面CD时速率不变,最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内.已知小球质量为m,A、B两点高度差h,BC斜面高2h,倾角α=45°,悬挂弧筐的轻绳长为3h,小球看成质点,轻质筐的重量忽略不计,弧形轻质筐的大小远小于悬线长度,重力加速度为g,试求:
(1)B点与抛出点A的水平距离x;
(2)小球运动至C点的速度vc大小
(3)小球进入轻质筐后瞬间,小球所受拉力F的大小.
正确答案
解:(1)小球至B点时速度方向与水平方向夹角为45°,设小球抛出的初速度为v0,A点至B点时间为t.则得:
h=,得 t=
又tan45°==
=
得:v0=2
则得:x=v0t=2•
得水平距离:x=2h
(2)设小球至B点时速度为vB,在斜面上运动的加速度为a,
vB=v0,
a=gsin45°,
由动能定理得:-
=2a•
联立以上几式得:vC=2
(3)小球进入轻筐后做圆周运动,由牛顿第二定律得:F-mg=m,
解得小球所受拉力:F=mg
答:
(1)B点与抛出点A的水平距离x为2h;
(2)小球运动至C点的速度vc大小为2.
(3)小球进入轻质筐后瞬间,小球所受拉力F的大小为mg.
解析
解:(1)小球至B点时速度方向与水平方向夹角为45°,设小球抛出的初速度为v0,A点至B点时间为t.则得:
h=,得 t=
又tan45°==
=
得:v0=2
则得:x=v0t=2•
得水平距离:x=2h
(2)设小球至B点时速度为vB,在斜面上运动的加速度为a,
vB=v0,
a=gsin45°,
由动能定理得:-
=2a•
联立以上几式得:vC=2
(3)小球进入轻筐后做圆周运动,由牛顿第二定律得:F-mg=m,
解得小球所受拉力:F=mg
答:
(1)B点与抛出点A的水平距离x为2h;
(2)小球运动至C点的速度vc大小为2.
(3)小球进入轻质筐后瞬间,小球所受拉力F的大小为mg.
质量M=1000kg的汽车通过圆形拱形桥时的速率恒定,拱形桥的半径R=10m.重力加速度g=10m/s2,试求:
(1)若汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时,汽车的速率v1;
(2)若汽车以v2=5m/s的速率过桥,在最高点时对桥面的压力多大?
(3)要使汽车始终不脱离桥面,则汽车在拱形桥的最高点的速度v3不能超过多大?
正确答案
解:(1)根据牛顿第二定律得:
mg-N1=m
又N1=mg
解得:v1==
=5
m/s
(2)根据牛顿第二定律得:
mg-N2=m
得:N2=m(g-)=7500N
根据牛顿第三定律得汽车对桥面的压力大小为7500N.
(3)汽车刚要脱离桥面时,有:mg=m
可得:v3==
=10m/s
答:(1)若汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时,汽车的速率v1是5m/s.
(2)若汽车以v2=5m/s的速率过桥,在最高点时对桥面的压力是7500N.
(3)要使汽车始终不脱离桥面,则汽车在拱形桥的最高点的速度v3不能超过10m/s.
解析
解:(1)根据牛顿第二定律得:
mg-N1=m
又N1=mg
解得:v1==
=5
m/s
(2)根据牛顿第二定律得:
mg-N2=m
得:N2=m(g-)=7500N
根据牛顿第三定律得汽车对桥面的压力大小为7500N.
(3)汽车刚要脱离桥面时,有:mg=m
可得:v3==
=10m/s
答:(1)若汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时,汽车的速率v1是5m/s.
(2)若汽车以v2=5m/s的速率过桥,在最高点时对桥面的压力是7500N.
(3)要使汽车始终不脱离桥面,则汽车在拱形桥的最高点的速度v3不能超过10m/s.
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