- 向心力
- 共7577题
宇航员的选拔、训练是非常严格的.当航天飞机升空时,宇航员会发生黑视.黑视的原因第一是因为血压降低,导致视网膜缺血,第二是因为脑缺血.为了使宇航员适应飞行要求,在如图8所示的仪器中对宇航员进行训练.宇航员坐在一个在竖直平面内做匀速圆周运动的舱内,若要使宇航员的向心加速度为an=6g,(已知:R=20m,g取10m/s2)
求:(1)仪器旋转的角速度需设定为多少?
(2)宇航员对座椅的压力是自身重力的多少倍?
正确答案
解:(1)由向心加速度公式 an=ω2R,得:ω==
=
rad/s
(2)以宇航员为研究对象,根据牛顿第二定律得:
F-mg=man;
则 F=mg+man=mg+6mg=7mg
答:
(1)仪器旋转的角速度需设定为rad/s.
(2)宇航员对座椅的压力是自身重力的6倍.
解析
解:(1)由向心加速度公式 an=ω2R,得:ω==
=
rad/s
(2)以宇航员为研究对象,根据牛顿第二定律得:
F-mg=man;
则 F=mg+man=mg+6mg=7mg
答:
(1)仪器旋转的角速度需设定为rad/s.
(2)宇航员对座椅的压力是自身重力的6倍.
如图所示,可视为质点、质量为m的小球,在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列有关说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若小球做匀速圆周运动则小球所受合力指向圆心,又小球所受轨道弹力只能在轨道的法向方向,故两者合力不可能时时都指向圆心,故小球不可能做匀速圆周运动,所以A正确;
B、小球运动到轨道最低点时圆心在上方,根据合力提供向心力可知,轨道对小球的支持力大于其重力,即B正确;
C、小球通过最高点时速度过大,则外侧轨道提供向下的弹力,速度过小只内侧轨道提供向上的弹力,故小球通过最高点的临界条件是v≥0,故C错误;
D、根据临界条件知,当小球只受重力时在最高点速度为,所以当速度为2
时重力不足以提供圆周运动向心力,故外则轨道将提供向下的弹力作用,故D正确.
故选:ABD.
如图所示,绳子的一端固定在O点,另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动( )
正确答案
解析
解:A、周期相同时,则角速度相同,根据F=mrω2,知绳越长,所需的向心力越大,则绳越容易断.故A正确,B错误.
C、线速度相等,根据F=m知,绳越短,向心力越大,则绳越短越容易断.故C正确,D错误.
故选:AC
如图所示,质量为0.1kg的小球放置在水平托盘上.现在使小球和托盘一起以1m/s的速度在竖直平面内做半径R=1m的匀速圆周运动(小球与托盘保持相对静止).小球在最高点A处对托盘的压力大小为______N;小球在圆周水平直径的右端B处所受的合外力大小为______N.(g取10m/s2)
正确答案
0.9
0.1
解析
解:在A点,以小球为研究对象,由合力提供圆周运动的向心力,得
mg-N=m
得 N=m(g-)=0.1×(10-
)=0.9N
由牛顿第三定律得,小球在最高点A处对托盘的压力大小为0.9N.
小球在B处所受的合外力大小为 F=m=0.1×
=0.1N
故答案为:0.9,0.1.
有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶,做匀速圆周运动.图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、摩托车做匀速圆周运动,提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力,作出力图.设圆台侧壁与竖直方向的夹角为α,侧壁对摩托车的支持力F=
不变,则摩托车对侧壁的压力不变.故A错误.
B、如图向心力Fn=mgcotα,m,α不变,向心力大小不变,根据牛顿第二定律得Fn=m,h越高,r越大,Fn不变,则v越大.故B正确,D错误.
C、根据牛顿第二定律得Fn=m,h越高,r越大,Fn不变,则T越大.故C错误.
故选:B
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