- 向心力
- 共7577题
2014年8月20日,天津国际无人机展开幕.其中,首次公开展开的轨体飞机引发观众广泛关注.据介绍,软体飞机是没有硬质骨架的飞机,从箱子里面取出来吹气成型,同比之下机翼面积大,载荷能量强,可做超低速超低空飞行.具有良好的弹性,耐撞击而不受损坏,可用于航拍、航测、遥感等用途.飞翔从容、稳定、柔和、自如.易操纵,被称为“空中自行车”、“无线的风筝”.若一质量为m的软体飞机超低空在距离地面h高度的同一水平面内.以速度v做半径为R的匀速圆周运动,重力加速度为g.
(1)求空气对飞机的作用力的大小;
(2)若飞机在匀速圆周运动过程中,飞机上的一个质点脱落,求质点落地点与飞机做匀速圆周运动的圆心之间的距离d.(空气阻力忽略不计)
正确答案
解析
解:(1)受力分析,根据牛顿第二定律有:F向=F合=m.
根据平行四边形定则,
如图.
空气对飞机的作用力F==m
.
(2)飞机上的质点脱落后,做初速度为v的平抛运动,
由平抛运动规律,可知,x=vt
h=gt2;
根据几何关系,则有:
质点落地点与飞机做匀速圆周运动的圆心之间的距离为d=
联立解得:d=
答:(1)空气对飞机的作用力的大小m;
(2)质点落地点与飞机做匀速圆周运动的圆心之间的距离.
(2015秋•金华期末)如图所示,细绳一端系着质量M=0.5kg的物体,静止在水平圆盘上,另一端通过圆盘中心的光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体,物体M与小孔距离为0.4m(物体M可看成质点),已知M和水平圆盘间的最大静摩擦力为2N.现使圆盘绕中心轴线转动,角速度ω在什么范围内,m会处于静止状态(g=10m/s2)
正确答案
解:设物体M和水平面保持相对静止,当ω具有最小值时,M有向着圆心O运动的趋势,所以M受到的静摩擦力方向沿半径向外.
当静摩擦力等于最大静摩擦力时,对M受力分析有:
,又F=mg,
解得.
当ω具有最大值时,M有离开圆心O运动的趋势,M受的最大静摩擦力指向圆心,对M受力分析有:
,
又F=mg,
解得.
所以ω的范围为.
答:角速度ω在范围内,m会处于静止状态.
解析
解:设物体M和水平面保持相对静止,当ω具有最小值时,M有向着圆心O运动的趋势,所以M受到的静摩擦力方向沿半径向外.
当静摩擦力等于最大静摩擦力时,对M受力分析有:
,又F=mg,
解得.
当ω具有最大值时,M有离开圆心O运动的趋势,M受的最大静摩擦力指向圆心,对M受力分析有:
,
又F=mg,
解得.
所以ω的范围为.
答:角速度ω在范围内,m会处于静止状态.
在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc,俯视如图.长度为L=1m的细线,一端固定在a点,另一端拴住一个质量为m=0.5kg、不计大小的小球.初始时刻,把细线拉直在ca的延长线上,并给小球以v0=2m/s且垂直于细线方向的水平速度,由于光滑棱柱的存在,细线逐渐缠绕在棱柱上(不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失).已知细线所能承受的最大张力为7N,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B细线断裂之前,绳子拉力与速度垂直,不做功,不改变小球的速度大小,故小球的速度大小保持不变.故A正确,B错误.
C、绳子刚断裂时,拉力大小为7N,由F=m得,此时的半径为r=
m,由于小球每转120°半径减小0.3m,则知小球刚好转过一周,细线断裂,则小球运动的总时间为
t=+
+
而r1=1m,r2=0.7m,r3=0.4m,v0=2m/s,解得,t=0.7π s.故C正确.
D、小球每转120°半径减小0.3m,细线断裂之前,小球运动的位移大小为1m-0.1m=0.9m.故D正确.
故选ACD
如图所示,将质量为m的摆球用长为L的轻绳悬挂,使其在水平面内做匀速圆周运动,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、摆球在水平面内圆周运动,受重力和绳的拉力,故A错误.
BCD、圆周运动的向心力由重力和拉力两个力的合力提供,大小为F=mgtanθ,所以向心加速度为a=gtanθ.由牛顿第二定律,解得
.又v=
.故C、D正确,B错误.
故选:CD.
一个物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑,在下滑过程中由于摩擦力的作用,物块的速率恰好保持不变,如图所示.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B物块下滑过程速率保持不变,做匀速圆周运动,由公式F=m知,所受的合外力的大小不变.故A正确.B错误.
C、物块的加速度不等于零,则合外力不等于零.故C错误.
D、随着物块向下滑动,重力的径向分力G径分增大,根据牛顿第二定律得:N-G径分=ma,所受圆弧的弹力N增大,滑动摩擦力增大.故D错误.
故先A
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