- 向心力
- 共7577题
如图所示,一质量为m=0.5kg的小球,用长为l=0.4m的细线拴住在竖直面内作圆周运动.取g=10m/s2.试求:
(1)当小球在圆上最高点速度为v1=4m/s时,细线的拉力.
(2)当小球在圆上最低点速度为v2=4m/s时,细线的拉力.
正确答案
解:(1)小球在圆上最高点速度为v1=4m/s时,设细线的拉力为F1.则:
F1+mg=
代入数据解得:F1=15N
(2)设小球在圆上最低点速度为v2=4m/s时,细线的拉力为F2.则:
F2-mg=
代入数据解得:F2=45N
答:(1)当小球在圆上最高点速度为v1=4m/s时,细线的拉力是15N.
(2)当小球在圆上最低点速度为v2=4m/s时,细线的拉力是45N.
解析
解:(1)小球在圆上最高点速度为v1=4m/s时,设细线的拉力为F1.则:
F1+mg=
代入数据解得:F1=15N
(2)设小球在圆上最低点速度为v2=4m/s时,细线的拉力为F2.则:
F2-mg=
代入数据解得:F2=45N
答:(1)当小球在圆上最高点速度为v1=4m/s时,细线的拉力是15N.
(2)当小球在圆上最低点速度为v2=4m/s时,细线的拉力是45N.
如图所示,在光滑水平面上,一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动,小球运动的线速度为υ,小球运动的角速度为ω,则绳的拉力大小为( )
正确答案
解析
解:根据牛顿第二定律得,拉力提供向心力,有F=m.
又v=ωr,得:F=mω2r;
故选:CD.
质量为m的物体随水平传送带一起匀速运动,A为传送带的终端皮带轮.如图所示,皮带轮半径为r,要使物体通过终端时能水平抛出,皮带轮的转速至少为( )
正确答案
解析
解:当物块恰好被水平抛出时,在皮带上最高点时由重力提供向心力,则由牛顿第二定律得:
mg=m,
解得:v=
设此时皮带转速为n,则有2πnr=v,得到:n=.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
如图所示,质量为m的小球用长为L的悬线固定于O点,在O点正下方O′处钉一个钉子,把悬线拉直与竖直方向成一定角度,由静止释放小球,当悬线碰到钉子时,则( )
正确答案
解析
解:A、当悬线碰到钉子时,线速度大小不变.故A错误.
B、线速度大小不变,摆长变小,根据ω=知,角速度变大.故B错误;
C、当悬线碰到钉子时,线速度大小不变,摆长变小,根据a=知,向心加速度变大.故C正确.
D、根据牛顿第二定律得,F-mg=ma,向心加速度变大,则悬线拉力变大.故D正确.
故选:CD
(2015秋•冀州市校级期末)如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定,有质量相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内作匀速圆周运动,A的运动半径较大,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、如右图所示,小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动.
由于A和B的质量相同,小球A和B在两处的合力沿水平方向,是相同的,即它们做圆周运动时的向心力是相同的.
由向心力的计算公式 F=m,由于球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的线速度大,故A错误.
B、由公式F=mω2r,由于球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的角速度小,所以球A的角速度小于球B的角速度.故B错误.
C、由F=ma知,球A的加速度等于球B的加速度,故C正确.
D、根据力图可知,筒壁对A球的支持力等于筒壁对B球的支持力,则球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力,故D错误.
故选:C
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