- 向心力
- 共7577题
质量为1000kg的汽车,行驶到一座半径为40m的圆形凸桥顶时,如果汽车对桥的压力恰好为零,则此时汽车所需向心力大小为______N,汽车的速度大小为______m/s.(g取10m/s2)
正确答案
1.0×104
20
解析
解:汽车经过圆形凸桥顶时,对桥的压力恰好为零,则桥对汽车的支持力为零,此时汽车所需向心力由重力提供,
向心力大小等于重力大小:F向=mg=1.0×104 N
设汽车的速度大小为v.
根据牛顿第二定律得:mg=m
代入数据得:v=20m/s
故答案为:1.0×104;20.
一辆质量2t的小轿车,驶过半径R=40m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?
(2)若桥面为凸形,汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?
(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?
正确答案
解:(1)过凹形桥时,根据牛顿第二定律得:
N-G=m
得N=G+m=(2×103×10+2×103×
)N=4×104N.
根椐牛顿第三定律,车对桥的压力大小N‘=4×104N.
(2)过凸形桥:G-N1=m得 N1=G-
=(2×104×10-2×103×
)N=1.5×104N.
由牛顿第三定律,车对桥顶的压力大小为1.5×104N.
(3)当对桥面刚好没有压力时,只受重力,重力提供向心力,根据牛顿第二定律得:mg=m
v==
m/s=20m/s
答:(1)对桥面压力是4×104N; (2)对桥面压力是1.5×104N;(3)汽车以20m/s的速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力.
解析
解:(1)过凹形桥时,根据牛顿第二定律得:
N-G=m
得N=G+m=(2×103×10+2×103×
)N=4×104N.
根椐牛顿第三定律,车对桥的压力大小N‘=4×104N.
(2)过凸形桥:G-N1=m得 N1=G-
=(2×104×10-2×103×
)N=1.5×104N.
由牛顿第三定律,车对桥顶的压力大小为1.5×104N.
(3)当对桥面刚好没有压力时,只受重力,重力提供向心力,根据牛顿第二定律得:mg=m
v==
m/s=20m/s
答:(1)对桥面压力是4×104N; (2)对桥面压力是1.5×104N;(3)汽车以20m/s的速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力.
北京时间2007.10.24日18:05,中国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空.同学们也对月球有了更多的关注.若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径r.(结果要用题目中的已知量表示)
正确答案
解:由万有引力充当向心力,有:
G…①
在地球表面附近有:
mg=G…③
解①②得:r=.
答:月球绕地球运动的轨道半径为.
解析
解:由万有引力充当向心力,有:
G…①
在地球表面附近有:
mg=G…③
解①②得:r=.
答:月球绕地球运动的轨道半径为.
一辆质量m=2.0×103kg的小轿车,驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?
(2)若桥面为凸形,汽车通过桥顶时对桥面压力刚好为零,则此时汽车的速率为多大?
正确答案
解:(1)轿车在凸形桥的最高点,靠重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有:
mg-N=,
则得:N=mg-=2000×4+20000=28000N.
根据牛顿第三定律,对桥面的压力为28000N.
(2)当压力为零时,有:mg=,
解得:m/s.
答:(1)若桥面为凸形,汽车以l0m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是28000N;
(2)汽车以m/s的速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力.
解析
解:(1)轿车在凸形桥的最高点,靠重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有:
mg-N=,
则得:N=mg-=2000×4+20000=28000N.
根据牛顿第三定律,对桥面的压力为28000N.
(2)当压力为零时,有:mg=,
解得:m/s.
答:(1)若桥面为凸形,汽车以l0m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是28000N;
(2)汽车以m/s的速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力.
如图所示,质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动.圆环半径为R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环,则其通过最高点时( )
正确答案
解析
解:A、因为小球刚好在最高点不脱离圆环,则轨道对球的弹力为零,所以小球对圆环的压力为零.故A错误.
B、根据牛顿第二定律得,mg==ma,知向心力不为零,线速度v=
,向心加速度a=g.故B错误,C、D正确.
故选CD.
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