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题型:简答题
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简答题

(2015秋•兴平市月考)如图所示,半径R=0.9m的光滑的半圆轨道固定在竖直平面内,直径AC竖直,下端A与光滑的水平轨道相切.一个质量m=1kg的小球沿水平轨道从A端以VA=3m/s的速度进入竖直圆轨道,后小球恰好能通过最高点C.不计空气阻力,g取10m/s2.求:

(1)小球刚进入圆周轨道A点时对轨道的压力为多少?

(2)小球从C点离开轨道后的落地点到A点的距离为多少?

正确答案

解:(1)在A点,根据向心力公式得:

N-mg=m

解得:N=60N

根据牛顿第三定律得:小球对轨道的压力为60N

(2)小球恰好能通过最高点C,则在C点只有重力提供向心力,

mg=m

解得:vC=3m/s

小球从C点抛出后做平抛运动,

则t=s=0.6s

所以x=vCt=1.8m

答:(1)小球刚进入圆周轨道A点时对轨道的压力为60N;

(2)小球从C点离开轨道后的落地点到A点的距离为1.8m.

解析

解:(1)在A点,根据向心力公式得:

N-mg=m

解得:N=60N

根据牛顿第三定律得:小球对轨道的压力为60N

(2)小球恰好能通过最高点C,则在C点只有重力提供向心力,

mg=m

解得:vC=3m/s

小球从C点抛出后做平抛运动,

则t=s=0.6s

所以x=vCt=1.8m

答:(1)小球刚进入圆周轨道A点时对轨道的压力为60N;

(2)小球从C点离开轨道后的落地点到A点的距离为1.8m.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动.现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点.则杆对球的作用力可能是(  )

Aa处为拉力,b处为拉力

Ba处为拉力,b处为推力

Ca处为推力,b处为拉力

Da处为推力,b处为推力

正确答案

A,B

解析

解:在a处,受重力和杆子的作用力,合力提供向心力,方向竖直向上,所以杆子表现为拉力.

在b处,若杆子作用力为零,根据mg=知,v=,若,则杆子表现为拉力,若,杆子表现为推力.故A、B正确,C、D错误.

故选:AB.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平转盘的中心处有一光滑的小孔,穿过小孔的细线一端与放在转盘上的物体A(视为质点)相连,另一端悬挂着物体B.已知物体A、B的质量相同,物体A到小孔的距离为r,且与水平转盘间的动摩擦因数为μ,其与水平转盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现使水平转盘绕通过小孔的竖直轴匀速转动,问:转盘转动的角速度ω在什么范围内,物体A才能随转盘一起转动?

正确答案

解:当A所受的最大静摩擦力沿半径方向向外时,角速度ω最小,根据牛顿第二定律得:

  T-Ff=mrω12

又 T=mg,Ff=μmg

解得角速度的最小值为ω1=

当A所受的最大静摩擦力沿半径方向向内时,角速度ω最小,根据牛顿第二定律得:

  F+Ff=mrω22

又 T=mg,Ff=μmg

解得角速度的最大值为ω2=

故转盘转动的角速度ω在:≤ω≤范围内,物体A才能随转盘一起转动.

答:转盘转动的角速度ω在:≤ω≤范围内,物体A才能随转盘一起转动.

解析

解:当A所受的最大静摩擦力沿半径方向向外时,角速度ω最小,根据牛顿第二定律得:

  T-Ff=mrω12

又 T=mg,Ff=μmg

解得角速度的最小值为ω1=

当A所受的最大静摩擦力沿半径方向向内时,角速度ω最小,根据牛顿第二定律得:

  F+Ff=mrω22

又 T=mg,Ff=μmg

解得角速度的最大值为ω2=

故转盘转动的角速度ω在:≤ω≤范围内,物体A才能随转盘一起转动.

答:转盘转动的角速度ω在:≤ω≤范围内,物体A才能随转盘一起转动.

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题型: 多选题
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多选题

质量为m的物体沿着半径为R的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为υ,如图所示,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时的(  )

A向心加速度为

B向心力为m(g+)

C对球壳的压力为

D受到的摩擦力为μm(g+

正确答案

A,D

解析

解:A、物体滑到半球形金属球壳最低点时,速度大小为v,半径为R,向心加速度为an=.故A正确.

B、根据牛顿第二定律得知,物体在最低点时的向心力Fn=man=m.故B错误.

C、根据牛顿第二定律得N-mg=m,得到金属球壳对小球的支持力N=m(g+),由牛顿第三定律可知,小球对金属球壳的压力大小N′=m(g+).故C错误.

D、物体在最低点时,受到的摩擦力为f=μN=μm(g+).故D正确.

故选:AD

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题型:简答题
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简答题

如图,在竖直平面内有一固定光滑轨道,其中AB是长为R的水平直轨道,BCD是圆心为O、半径为R的3/4圆弧轨道,两轨道相切于B点.在外力作用下,一小球从A点由静止开始做匀加速直线运动,到达B点时撤除外力.已知小球经过最高点C时对轨道有向上的压力为mg/4,重力加速度为g.求:

(1)小球在最高点C的速度;

(2)小球在AB段运动的加速度大小;

(3)小球从D点运动到A点所用的时间.

正确答案

解:(1)在最高点C,小球受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:

解得:

(2)从A到C,根据动能定理,有:

解得:F=

在AB过程中,根据牛顿第二定律,有:

F=ma

解得:a=

(3)从A到D有,根据动能定理,有:

解得:

从A再回到A,根据动能定理,有:

解得:

从D到A匀加速有:

vA=vD+gt

解得:

答:(1)小球在最高点C的速度为

(2)小球在AB段运动的加速度大小为

(3)小球从D点运动到A点所用的时间为

解析

解:(1)在最高点C,小球受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:

解得:

(2)从A到C,根据动能定理,有:

解得:F=

在AB过程中,根据牛顿第二定律,有:

F=ma

解得:a=

(3)从A到D有,根据动能定理,有:

解得:

从A再回到A,根据动能定理,有:

解得:

从D到A匀加速有:

vA=vD+gt

解得:

答:(1)小球在最高点C的速度为

(2)小球在AB段运动的加速度大小为

(3)小球从D点运动到A点所用的时间为

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