- 向心力
- 共7577题
如图所示,将悬线拉至水平位置无初速释放,当小球到达最低点时,细线被一与悬点同一竖直线上的小钉B挡住,比较悬线被小钉子挡住的前后瞬间,以下说法正确的是( )
①小球的机械能减小 ②小球的动能减小
③悬线的张力变大 ④小球的向心加速度变大.
正确答案
解析
解:①在整个过程中只有重力做功,机械能守恒,悬线被小钉子挡住的前后,小球的机械能不变,故①错误;
②悬线被小钉子挡住的前后,小球的线速度不变,则小球动能不变,动能不变,故②错误;
③小球做圆周运动,由牛顿第二定律得:F-mg=m,悬线张力F=mg=m
,悬线被小钉子挡住的后,小球做圆周运动的半径r减小,则悬线张力变大,故③正确;
④小球的向心加速度a=,悬线被小钉子挡住的前后,小球速度v不变,轨道半径r减小,故向心加速度变大,故④正确;
故选:B.
如图所示,细绳的一端固定与O点,另一端系一质量为m的小球,使小球在竖直平面内作圆周运动,周期一定,当小球在最高点时绳的拉力为F1,在最低点时,绳的拉力为F2,则F1 和F2的差值为( )
正确答案
解析
解:设最高点的速度为v1,最低点的速度为v2,
根据牛顿第二定律得:,
解得:,
则有:…①
根据机械能守恒定律有:…②
联立①②两式得:F2-F1=6mg.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
如图所示,一质量为m的沙袋用轻质刚性绳悬挂在支架上,一练功队员用力将沙袋拉起使绳与竖直方向的夹角θ=30°,且绳绷紧,则练功队员对沙袋施加的最小作用力大小为( )
正确答案
解析
解:以沙袋为研究对象进行受力分析,将重力 mg按图示进行分解,F2与轻质刚性绳的拉力等大反向,
F1与人所施加的力等大反向,由图知人对沙袋施加的作用力的最小值为,选项A正确.
故选:B
如图,长为L的轻杆一端固定一质量为m的小球,另一端有固定轴O,杆可在竖直平面内绕轴O无摩擦转动.已知小球通过最低点Q时,速度的大小为
,则小球运动情况为( )
正确答案
解析
解:从Q到P点的过程中运用动能定理得:
解得vP=
所以小球能到达P点,故D错误
在P点有:
mg-N=m
解得:N=0
所以在P点不受轻杆的作用力,故C正确,AB错误.
故选C
如图所示长L=0.5m的轻杆,其一端固定于O点,另一端连有质量m=3kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动.当小球运动到最高点时,取g=10m/s2.
(1)轻杆对小球无作用力,小球的速度为多大;
(2)v=2m/s,杆受到的力的大小和方向;
(2)v=3m/s,杆受到的力的大小和方向.
正确答案
解:(1)最高点,当杆对小球的作用力恰好为零,重力等于向心力,故:mg=m,解得:
,
(2)v=2m/s<v0,则杆子对小球的作用力向上,根据牛顿第二定律得:
mg-T=m
解得:T=6N
(3)v=3m/s>v0,则杆子提供拉力,方向向下,根据根据牛顿第二定律得:
mg+T′=m
解得:T′=24N
答:(1)轻杆对小球无作用力,小球的速度为;
(2)v=2m/s,杆受到的力的大小为6N,方向向上;
(2)v=3m/s,杆受到的力的大小为24N,方向向下.
解析
解:(1)最高点,当杆对小球的作用力恰好为零,重力等于向心力,故:mg=m,解得:
,
(2)v=2m/s<v0,则杆子对小球的作用力向上,根据牛顿第二定律得:
mg-T=m
解得:T=6N
(3)v=3m/s>v0,则杆子提供拉力,方向向下,根据根据牛顿第二定律得:
mg+T′=m
解得:T′=24N
答:(1)轻杆对小球无作用力,小球的速度为;
(2)v=2m/s,杆受到的力的大小为6N,方向向上;
(2)v=3m/s,杆受到的力的大小为24N,方向向下.
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