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题型: 多选题
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多选题

如图,质量为m的小球从斜轨道高h处由静止滑下,然后沿竖直圆轨道的内侧运动.已知圆轨道的半径为R,不计一切摩擦阻力,重力加速度为g.则下列说法正确的是(  )

A当h=2R时,小球恰好能到达最高点M

B当h=2R时,小球在圆心等高处P时对轨道压力为2mg

C当h≤R时,小球在运动过程中不会脱离轨道

D当h=R时,小球在最低点N时对轨道压力为2mg

正确答案

B,C

解析

解:A、在圆轨道的最高点M,由牛顿第二定律有:mg=m

得:v0=

根据机械能守恒得:mgh=mg•2R+

解得:h=2.5R,故A错误.

B、当h=2R时,小球在圆心等高处P时速度为v,根据机械能守恒得:mg•2R=mgR+

小球在P时,有:N=m

联立解得 N=2mg,则知小球在圆心等高处P时对轨道压力为2mg,故B正确.

C、当h≤R时,根据机械能守恒得知小球在圆轨道上圆心下方轨道上来回运动,在运动过程中不会脱离轨道,故C正确.

D、当h=R时,设小球在最低点N时速度为v′,则有:

mgR=

在圆轨道最低点,有:N′-mg=m

解得:N′=3mg,则小球在最低点N时对轨道压力为3mg,故D错误.

故选:BC.

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题型: 单选题
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单选题

用材料和粗细相同、长短不同的两段绳子,各拴一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,那么以下说法错误的是(  )

A两个球以相同的线速度运动时,短绳易断

B两个球以相同的角速度运动时,长绳易断

C两个球以相同的周期运动时,长绳易断

D两个小球以相同大小的加速度运动时,短绳易断.

正确答案

D

解析

解:A、由F=m知,两球的线速度相等时,绳子越短,向心力越大,绳子的拉力越大,越容易断.故A正确.

B、由F=mω2r知,两球的角速度相等时,绳子越长,向心力越大,绳子的拉力越大,越容易断.故B正确.

C、由F=mr知,两球的周期相等时,绳子越长,向心力越大,绳子的拉力越大,越容易断.故C正确.

D、由F=ma知,两球的加速度大小相等时,绳子的拉力大小相等,绳子断裂程度相同.故D错误.

本题选错误的,故选:D

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题型:简答题
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简答题

质量为m=3000kg的汽车在水平公路上行驶,轮胎与路面间的最大静摩擦力为15000N,汽车经过半径为r=80m的弯路时,试问:

(1)如果汽车以速度v=36km/h沿弯路行驶,汽车的向心力为多大?是由什么力提供的?

(2)为保证汽车不发生侧滑,车速的最大值是多少?

正确答案

解:(1)V=36km/h=10m/s

F=m=3000×N=3750 N

此向心力是由轮胎与地面的摩擦力提供的.

(2)为保证汽车不发生侧滑,则此时由最大静摩擦力提供摩擦力,

即:,其中向心力为15000N,解得:Vm=40m/s

即为保证汽车不发生侧滑,最大的车速为40m/s.

答:(1)如果汽车以速度v=36km/h沿弯路行驶,汽车的向心力为3750,是由轮胎与地面的摩擦力提供的.(2)为保证汽车不发生侧滑,车速的最大值是40m/s.

解析

解:(1)V=36km/h=10m/s

F=m=3000×N=3750 N

此向心力是由轮胎与地面的摩擦力提供的.

(2)为保证汽车不发生侧滑,则此时由最大静摩擦力提供摩擦力,

即:,其中向心力为15000N,解得:Vm=40m/s

即为保证汽车不发生侧滑,最大的车速为40m/s.

答:(1)如果汽车以速度v=36km/h沿弯路行驶,汽车的向心力为3750,是由轮胎与地面的摩擦力提供的.(2)为保证汽车不发生侧滑,车速的最大值是40m/s.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内旋转,下列说法正确的是(  )

A车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人就会掉下来

B人在最高点时对座位仍可能产生压力

C人在最低点时对座位的压力等于mg

D人在最低点时对座位的压力小于mg

正确答案

B

解析

解:A、当人与保险带间恰好没有作用力,由重力提供向心力时,有mg=m,则得临界速度为v0=.当速度v≥时,没有保险带,人也不会掉下来.故A错误.

B、当人在最高点的速度v>时,人对座位就产生压力.故B正确.

C、D人在最低点时,加速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律分析可知,人处于超重状态,人对座位的压力大于mg.故C、D错误.

故选B

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一个人用一根长为R=1米,能承受最大拉力为F=110N的绳子,系着一个质量为m=1Kg的小球,在竖直平面内作圆周运动,已知圆心O离地面高h=6米.运动中小球在圆周的最低点时绳子刚好被拉断,绳子的质量和空气阻力均忽略不计,g=10m/s2.求:

(1)绳子被拉断的瞬间,小球的速度v的大小?

(2)绳断后,小球落地点与圆周的最低点间的水平距离s多大?

正确答案

解:(1)在最低点,根据牛顿第二定律得,F-mg=m

代入数据解得v=10m/s.

(2)根据得,t=

则水平距离s=vt=10×1m=10m.

答:(1)绳子被拉断的瞬间,小球的速度v的大小为10m/s.

(2)绳断后,小球落地点与圆周的最低点间的水平距离s为10m.

解析

解:(1)在最低点,根据牛顿第二定律得,F-mg=m

代入数据解得v=10m/s.

(2)根据得,t=

则水平距离s=vt=10×1m=10m.

答:(1)绳子被拉断的瞬间,小球的速度v的大小为10m/s.

(2)绳断后,小球落地点与圆周的最低点间的水平距离s为10m.

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