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题型:简答题
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简答题

如图所示,一质量为0.5kg的小球,用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动,已知它在最高点的速率为4m/s,在最低点的速率为4m/s,g取10m/s2求:

(1)小球在圆上最高点时,细线的拉力F;

(2)小球在圆上最低点时,细线的拉力T.

正确答案

解:(1)从最低点到最高点的过程中,根据动能定理得:

-mg•2r=-

得 v2===4m/s

当小球在圆上最高点时,根据牛顿第二定律得:

  F+mg=m

得到:F=m(-g)=0.5×(-10)N=15N

(2)当小球在圆上最低点时,有

 T-mg=m

解得:T=m(+g)=0.5×[+10]N=45N

答:

(1)小球在圆上最高点时,细线的拉力F是15N;

(2)小球在圆上最低点时,细线的拉力T是45N.

解析

解:(1)从最低点到最高点的过程中,根据动能定理得:

-mg•2r=-

得 v2===4m/s

当小球在圆上最高点时,根据牛顿第二定律得:

  F+mg=m

得到:F=m(-g)=0.5×(-10)N=15N

(2)当小球在圆上最低点时,有

 T-mg=m

解得:T=m(+g)=0.5×[+10]N=45N

答:

(1)小球在圆上最高点时,细线的拉力F是15N;

(2)小球在圆上最低点时,细线的拉力T是45N.

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题型:填空题
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填空题

在一段半径为R=9m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0.4倍,则汽车顺利拐弯时的最大速度是______m/s.

正确答案

6

解析

解:汽车拐弯时靠静摩擦力提供向心力,当汽车所受的静摩擦力达到最大时,速度最大.

由牛顿第二定律得:0.4mg=m

解得:vm==m/s=6m/s;

故答案为:6

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题型:简答题
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简答题

如图所示,匀速转动的水平转台上,沿半径方向放置两个用细线相连的小物块A、B(可视为质点),质量分别为mA=3kg、mB=1kg;细线长L=2m,A、B与转台间的动摩擦因数μ=0.2.开始转动时A放在转轴处,细线刚好拉直但无张力,重力加速度G=10m/s2.最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:

(1)使细线刚好拉直但无张力,转台转动的最大角速度ω1为多少;

(2)使A、B能随转台一起匀速圆周运动,转台转动的最大角速度ω2为多少.

正确答案

解:(1)当转台角速度为ω1时,B与转台间摩擦力恰好达最大静摩擦力,细绳的弹力刚好为零;有:

带入数值解得:ω1=1rad/s

(2)当转台角速度为ω2时,A、B与转台间摩擦力都达最大静摩擦力,则:

对A有:μmAg=T;  对B有:

带入数值解得:ω2=2rad/s

答:(1)使细线刚好拉直但无张力,转台转动的最大角速度ω1为1rad/s;

(2)使A、B能随转台一起匀速圆周运动,转台转动的最大角速度ω2为2rad/s.

解析

解:(1)当转台角速度为ω1时,B与转台间摩擦力恰好达最大静摩擦力,细绳的弹力刚好为零;有:

带入数值解得:ω1=1rad/s

(2)当转台角速度为ω2时,A、B与转台间摩擦力都达最大静摩擦力,则:

对A有:μmAg=T;  对B有:

带入数值解得:ω2=2rad/s

答:(1)使细线刚好拉直但无张力,转台转动的最大角速度ω1为1rad/s;

(2)使A、B能随转台一起匀速圆周运动,转台转动的最大角速度ω2为2rad/s.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示为表演“杂技飞车走壁”的示意图,演员骑摩托车在一个锥形圆桶结构的内壁上飞驰,做匀速圆周运动,图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托车,在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹.不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正确的是(  )

A在b轨道上运动时角速度较大

B在b轨道上运动时线速度较大

C在b轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较小

D在b轨道上运动时摩托车和运动员所需的向心力较小

正确答案

A

解析

解:A、以任摩托车为研究对象,作出力图,如图.设侧壁与竖直方向的夹角为θ,

则根据牛顿第二定律,

得mgcotθ=mω2r,得到ω=,θ相同,r大,则ω大,故在b轨道上运动时角速度较大.故A正确.

B、根据得,v=,r大,则v大,则在a轨道上运动时线速度较大.故B错误.

C、设侧壁对车的支持力为FN,则由图得到

FN=,因两车质量相等,故FN大小相等.故C错误.

D、向心力Fn=mgcotθ,因两车质量相等,故Fn大小相等.故D错误.

故选:A.

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题型:简答题
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简答题

一汽车通过拱形桥顶点时的速度为10m/s,车对桥顶的压力为车重的,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速至少为多大?

正确答案

解:车对桥顶的压力为G,则桥顶对车的支持力为G;

由向心力公式可得:

mg-mg=m

解得:r=40m;

当汽车对桥面没有压力时,重力提供向心力,即为:mg=m

解得:v0==20m/s;

答:汽车在桥顶对桥面没有压力时,车速至少为20m/s.

解析

解:车对桥顶的压力为G,则桥顶对车的支持力为G;

由向心力公式可得:

mg-mg=m

解得:r=40m;

当汽车对桥面没有压力时,重力提供向心力,即为:mg=m

解得:v0==20m/s;

答:汽车在桥顶对桥面没有压力时,车速至少为20m/s.

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