- 向心力
- 共7577题
在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低,如图所示.汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动.设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于( )
正确答案
解析
解:设路面的斜角为θ.
以汽车为研究对象,作出汽车的受力图,如图.
根据牛顿第二定律,得:
mgtanθ=m
又由数学知识得到:
tanθ=
联立解得:v=
故选:B
关于匀速圆周运动的向心力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、向心力是能使物体产生向心加速度,使物体做圆周运动的力,是效果命名的力,故A错误.
B、向心力的作用是产生向心加速度,它不是什么特殊的力,是多个力的合力,也可以是其中的一个力或一个力的分力,故B正确.
C、向心力大小公式Fn=,可知,对于稳定的圆周运动,向心力大小不变,但向心力的方向始终指向圆心,方向时刻在变化,所以向心力一定是变力,故C错误.
D、向心力的方向始终与质点的速度方向垂直,不做功,根据动能定理可知,不能改变质点的速度大小,只能改变速度的方向,故D错误.
故选:B
向心力大小的计算公式为:Fn=______=______(分别用线速度和角速度表示),其方向指向圆心.
正确答案
mrω2
解析
解:向心力公式:Fn==mrω2.其方向指向圆心.
故答案为:,mrω2.
“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术,演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来,如图所示,已知桶壁的倾角为θ,车和人的总质量为m,做圆周运动的半径为r.若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:对人和车受力分析如图所示,由此根据牛顿第二定律得:
FNcosθ=mg,
解得:v=,FN=
故B正确,ACD错误.
故选:B
如图所示,水平转盘上放有质量为m的物体,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力为零).物体和转盘间的最大静摩擦力是其正压力的μ倍.求:
(1)当转盘的角速度ω1=时,细绳的拉力
.
(2)当转盘的角速度时,细绳的拉力
.
正确答案
解:设转动过程中物体与盘间恰好达到最大静摩擦力时转动的角速度为ω0,则μmg=mrω02,
解得:
(1)因为,所以物体所需向心力小于物体与盘间的最大摩擦力,则物与盘产生的摩擦力还未达到最大静摩擦力,细绳的拉力仍为0,即FT1=0.
答:当转盘的角速度ω1=时,细绳的拉力
为0.
(2)因为,所以物体所需向心力大于物与盘间的最大静摩擦力,则细绳将对物体施加拉力FT2,由牛顿第二定律得
,
解得
答:当转盘的角速度时,细绳的拉力
为
.
解析
解:设转动过程中物体与盘间恰好达到最大静摩擦力时转动的角速度为ω0,则μmg=mrω02,
解得:
(1)因为,所以物体所需向心力小于物体与盘间的最大摩擦力,则物与盘产生的摩擦力还未达到最大静摩擦力,细绳的拉力仍为0,即FT1=0.
答:当转盘的角速度ω1=时,细绳的拉力
为0.
(2)因为,所以物体所需向心力大于物与盘间的最大静摩擦力,则细绳将对物体施加拉力FT2,由牛顿第二定律得
,
解得
答:当转盘的角速度时,细绳的拉力
为
.
扫码查看完整答案与解析