向心力_章节学习

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，已知球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力．求：

（1）球B在最高点时，杆对A球的作用力大小．

（2）若球B转到最低点时B的速度vB=，杆对球A和球B的作用力分别是多大？A球对杆的作用力方向如何？

正确答案

解：（1）球B在最高点时速度为v0，有，

得：．

因为A、B两球的角速度相等，根据v=rω知，此时球A的速度为：

设此时杆对球A的作用力为FA，则 FA-mg=m

解得：FA=1.5mg

（2）若球B转到最低点时B的速度vB=，则对B球得：

解得：FB=3.6mg

此时A球的速度 vA=vB=，则

则杆对A球作用力的方向向下，牛顿第三定律得，A球对杆作用力的方向向上．

由牛顿第二定律得：

解得：FA=0.3mg

答：（1）球B在最高点时，杆对A球的作用力大小为1.5mg．（2）若球B转到最低点时B的速度vB=，杆对球A和球B的作用力分别是0.3mg和3.6mg，A球对杆的作用力方向向上．

解析

解：（1）球B在最高点时速度为v0，有，

得：．

因为A、B两球的角速度相等，根据v=rω知，此时球A的速度为：

设此时杆对球A的作用力为FA，则 FA-mg=m

解得：FA=1.5mg

（2）若球B转到最低点时B的速度vB=，则对B球得：

解得：FB=3.6mg

此时A球的速度 vA=vB=，则

则杆对A球作用力的方向向下，牛顿第三定律得，A球对杆作用力的方向向上．

由牛顿第二定律得：

解得：FA=0.3mg

答：（1）球B在最高点时，杆对A球的作用力大小为1.5mg．（2）若球B转到最低点时B的速度vB=，杆对球A和球B的作用力分别是0.3mg和3.6mg，A球对杆的作用力方向向上．

1

题型：多选题

|

多选题

铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（　　）

A内轨对内侧车轮轮缘有挤压

B外轨对外侧车轮轮缘有挤压

C这时铁轨对火车的支持力大于

D这时铁轨对火车的支持力小于

正确答案

A,D

解析

解：A、B、火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是，由题知，质量为m的火车转弯时速度小于，所以内轨对内侧车轮轮缘有挤压，故A正确，B错误．

C、当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，N=，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小．故C错误D正确．

故选：AD．

1

题型：单选题

|

单选题

一辆汽车通过拱形桥面最高点时速度为36km/h，此时车对桥顶的压力为车重的九分之八，要使车在行驶过程中不离开桥面．（g=10m/s2）则最高点的速度不能超过（　　）

A20m/s

B30m/s

C40m/s

D50m/s

正确答案

B

解析

解：36km/h=10m/s，根据牛顿第二定律得：

，

N=，

联立并代入数据得：R=90m，

汽车恰好不离开桥面的临界情况是压力为零，根据mg=得最高点的速度为：

m/s=30m/s．

故选：B．

1

题型：单选题

|

单选题

长度为0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为3kg的木球，以O点为圆心，在竖直面内做圆周运动，如图所示，小球通过最高点的速度为2m/s，取g=10m/s2，则此时轻杆OA（　　）

A受到6N的拉力

B受到30N的压力

C受到6N的压力

D受到24N的拉力

正确答案

C

解析

解：小球到达最高点时，受重力和杆的弹力，先假设为向下的弹力，由牛顿第二定律

F+mg=．

解得F=-6N＜0．

故弹力的方向与假设的方向相反，为向上的6N支持力；

根据牛顿第三定律，球对杆有向下的6N压力；故C正确，A、B、D错误．

故选C．

1

题型：填空题

|

填空题

在一段半径为R的圆弧形水平弯道上，已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ倍，则汽车拐弯时的安全速度是______．

正确答案

v

解析

解：汽车在圆弧水平弯道路面行驶，做圆周运动．

其所需要的向心力由静摩擦力提供：F静=m

由上式可知，当速度越大时，静摩擦力也越大．所以速度最大时，静摩擦力达最大．

即FM静=m

解得：=

所以汽车拐弯时的安全速度是v

故答案为：v

热门试卷

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析