- 向心力
- 共7577题
一质量为2kg的物体以恒定的速率v=5m/s通过如图的轨道,两轨道都为半径为5m的半圆形的轨道,A,B两点分别为轨道的最高点和最低点,则小车在A点和在B点对轨道的压力之比为______.
正确答案
1:3
解析
解:物体经过轨道最高点A时,根据牛顿第二定律,得:
mg-N1=m
则得:N1=m(g-)=2×(10-
)N=10N
根据牛顿第三定律得:物体经过轨道最高点时,对轨道的压力为:N1′=N1=10N,方向向下.
物体经过轨道最底点B时,根据牛顿第二定律,得:
N2-mg=m
则得:N2=m(g+)=2×(10+
)N=30N
根据牛顿第三定律得:物体经过轨道最底点B时,对轨道的压力为:N2′=N2=30N,方向向下.
小车在A点和在B点对轨道的压力之比为N1:N2=10:30=1:3
故答案为:1:3
如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为L,b与转轴的距离为2L.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、两个木块的最大静摩擦力相等.木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律得:木块所受的静摩擦力f=mω2r,m、ω相等,f∝r,所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力,当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值,所以b一定比a先开始滑动,故A错误,B错误;
C、当b刚要滑动时,有kmg=mω2•2l,解得:ω=,故C正确;
D、以a为研究对象,当ω=时,由牛顿第二定律得:
f=mω2l,可解得:f=kmg,故D错误.
故选:C.
飞行员的质量为m,驾驶飞机在竖直平面内以速度v做半径为r的匀速圆周运动(在最高点时,飞行员头朝下),则在轨道的最高点和最低点时,飞行员对座椅的压力( )
正确答案
解析
解:在最高点有:
解得:
在最低点有:
解得:
所以F2-F1=2mg
故选D
如图所示,用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做完整的圆周运动,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小球在圆周最高点时,向心力可能为重力,也可能是重力与绳子的合力,取决于小球的瞬时速度的大小,故A正确.
B、小球在圆周最高点时,满足一定的条件可以使绳子的拉力为零,故B错误.
C、小球刚好能在竖直面内做圆周运动,则在最高点,恰好由重力提供向心力时,有:mg=m,v=
,故C错误.
D、小球在圆周最低点时,具有竖直向上的向心加速度,处于超重状态,根据牛顿第二定律得知,拉力一定大于重力,故D正确.
故选:AD
司机为了能够控制驾驶的汽车,汽车对地面的压力一定要大于0,在高速公路上所建的高架桥的顶部可看作是一个圆弧,若高速公路上汽车设计时速为40m/s,则高架桥顶部的圆弧半径至少应为______m(g取10m/s2)
正确答案
160
解析
解:汽车通过凸圆弧形桥顶部时,由汽车的重力和桥面的支持力提供汽车的向心力,即:
把N=0,v=40m/s带入,
解得:R=
故答案为:160
扫码查看完整答案与解析