- 向心力
- 共7577题
质量为800kg的小汽车驶过一座半径为50m的圆拱桥,到达桥顶时的速度为5m/s,求:
(1)此时汽车的加速度大小及汽车对桥顶的压力;
(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力而腾空?
正确答案
解:(1)汽车的加速度大小为:a=
对汽车,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mg-N=ma
解得:N=m(g-a)=800×(10-0.5)=7600N
根据牛顿第三定律,压力为7600N;
(2)重力恰好提供匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,有:
mg=m
解得:v=m/s
答:(1)此时汽车的加速度大小为0.5m/s2,汽车对桥顶的压力为7600N;
(2)汽车以10m/s速度经过桥顶时恰好对桥没有压力而腾空.
解析
解:(1)汽车的加速度大小为:a=
对汽车,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mg-N=ma
解得:N=m(g-a)=800×(10-0.5)=7600N
根据牛顿第三定律,压力为7600N;
(2)重力恰好提供匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,有:
mg=m
解得:v=m/s
答:(1)此时汽车的加速度大小为0.5m/s2,汽车对桥顶的压力为7600N;
(2)汽车以10m/s速度经过桥顶时恰好对桥没有压力而腾空.
一根原长为0.20m的轻质弹簧,劲度系数k=20 N/m,一端拴着一个质量为1kg的小球,在光滑的水平面上绕另一端做匀速圆周运动,此时弹簧的实际长度为0.25m,如图所示.求:
(1)小球运动的线速度为多大?
(2)小球运动的周期为多大?
正确答案
解:(1)根据牛顿第二定律得
k(L-L0)=m
代入数据,解得 v==
=0.5 m/s
(2)小球运动的周期为 T==
≈3.14 s
答:
(1)小球运动的线速度为是0.5m/s.
(2)小球运动的周期为3.14 s.
解析
解:(1)根据牛顿第二定律得
k(L-L0)=m
代入数据,解得 v==
=0.5 m/s
(2)小球运动的周期为 T==
≈3.14 s
答:
(1)小球运动的线速度为是0.5m/s.
(2)小球运动的周期为3.14 s.
如图所示,一轻杆一端固定一个质量为m的小球,另一端可绕O点在竖直平面内自由转动,不计转轴的摩擦,杆长为R,重力加速度为g.则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、通过最低点时,弹力和重力的合力提供向心力,故弹力一定是向上,故A错误;
B、若通过最高点时杆对小球的弹力为零,则重力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mg=m
解得:v=,故B正确;
C、D、若到达左边最远位置时速度为v,弹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:F=m,故C正确,D错误;
故选:BC.
如图所示,长为L的细绳一端与一质量为m的小球(可看成质点)相连,可绕过O点的水平转轴在竖直面内无摩擦地转动.在最低点a处给一个初速度,使小球恰好能通过最高点完成完整的圆周运动,求:
(1)小球过b点时的速度大小;
(2)初速度v0的大小;
(3)最低点处绳中的拉力大小.
正确答案
解:(1)小球在最高点:mg=m
vb=
(2)从a点到最高点b的过程中,由机械能转化和守恒定律得:
=2mgL+
v0=
(3)最低点处绳中的拉力大小为F
F-mg=m
F=6mg
答:(1)小球过b点时的速度大小为.
(2)初速度v0的大小为.
(3)最低点处绳中的拉力大小为6mg.
解析
解:(1)小球在最高点:mg=m
vb=
(2)从a点到最高点b的过程中,由机械能转化和守恒定律得:
=2mgL+
v0=
(3)最低点处绳中的拉力大小为F
F-mg=m
F=6mg
答:(1)小球过b点时的速度大小为.
(2)初速度v0的大小为.
(3)最低点处绳中的拉力大小为6mg.
甲、乙两球的质量相等,悬线一长一短,将两球由图示位置的同一水平面无初速度释放,不计阻力,则对小球过最低点时的正确说法是( )
正确答案
解析
解:A、根据动能定理=mgL可知,由于绳长不等,则甲乙两球动能不等,故A错误.
B、在最低点,根据牛顿第二定律得:
F-mg=m,得F=mg+m
=3mg,与绳的长度无关.所以两绳拉力大小相等.故B正确.
C、向心加速度a==2g,加速度相等,故C正确;
D、A、B两球在运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,初始位置的机械能相等,所以在最低点,两球的机械能相等.故D正确.
故选:BCD
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