- 向心力
- 共7577题
如图所示,汽车驶过凸形桥路面,如果通过路面最高处的行驶速度增大,则( )
正确答案
解析
解:汽车受到的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=m
解得:N=mg-m
当速度v增加时,支持力减小,根据牛顿第三定律,压力也减小;
当v=时,汽车对路面的压力减为零,汽车做平抛运动;
故选:B.
(2015春•广安校级月考)小球固定在轻杆的一端,随杆一起绕另一端在竖直平面内作圆周运动,在运动过程中,球对杆的作用力( )
正确答案
解析
解:①在最低点,弹力和重力的合力提供向心力,故:
F-mg=m
故弹力一定向上,是拉力;
②在最高点,根据牛顿第二定律,有:
F+mg=m
当v=时,弹力为零;
当v>时,弹力F>0,是拉力;
当v<时,弹力F<0,是支持力;
故ABD错误,C正确;
故选:C.
如图所示,一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上,一个质量为m的小球先后两次以不同的速度冲上轨道,第一次小球恰能通过轨道的最高点A,之后落于水平面上的P点,第二次小球通过最高点后落于Q点,P、Q两点间距离为R.求:
(1)第一次小球落点P到轨道底端B的距离;
(2)第二次小球经过A点时对轨道的压力.
正确答案
解:设求第一次通过A点速度为v1,根据牛顿第二定律有:
解得:
根据2R=,x1=v1t,
解得:x1=2R.
(2)第二次小球的水平位移为:x2=x1+R=3R,
由x2=v2t,
,
联立解得:.
根据牛顿第三定律:对轨道的压力为:,方向竖直向上.
答:(1)第一次小球落点P到轨道底端B的距离为2R;
(2)第二次小球经过A点时对轨道的压力为.
解析
解:设求第一次通过A点速度为v1,根据牛顿第二定律有:
解得:
根据2R=,x1=v1t,
解得:x1=2R.
(2)第二次小球的水平位移为:x2=x1+R=3R,
由x2=v2t,
,
联立解得:.
根据牛顿第三定律:对轨道的压力为:,方向竖直向上.
答:(1)第一次小球落点P到轨道底端B的距离为2R;
(2)第二次小球经过A点时对轨道的压力为.
质量为m的小球在竖直平面内半径为R的圆管轨道内运动.小球的直径略小于圆管的内径,且圆管内径远小于R,如图所示,已知小球以速度v通过最高点时对圆管内壁的压力恰好为
,则( )
正确答案
解析
解:
A、据题:小球以速度v通过最高点时对圆管内壁的压力恰好为,则小球受到重力、管壁对小球向上的支持力,根据牛顿第二定律得:mg-N=m
得:N=mg-m
则知当0≤v<时,N>0,管壁对小球有向上的支持力,随着速度v的增大,支持力减小,小球对管壁的压力也随之减小;当v>
时,N<0,管外壁对小球有向下的压力,压力大小为 N=m
-mg,v增大,N增大.故A错误.
B、由N=mg-m,知若减小小球通过最高点时的速度,N增大,小球对管壁的压力也增大.故B错误.
C、由于管壁能支持力小球,所以小球过最高点的最小速度是零.故C错误.
D、由N=mg-m及 N=
,得v=
若小球以2v的速度通过最高点,有:mg+N′=m
联立得:N′=mg,即小球对圆管外壁的压力为mg.故D正确.
故选:D.
如图所示,质量为0.5kg的杯子里盛有1kg的水,用绳子系住水杯在竖直面内做“水流星”表演,转动半径为1m,水杯通过最高点的速度为4m/s,此时绳子的拉力为______N,水对杯底的压力为______N.(g=10m/s2)
正确答案
9
6
解析
解:杯子和水整体做圆周运动,在最高点.拉力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
T+(m+M)g=(m+M)
解得:T=(m+M)-(m+M)g=(0.5+1)×
-(0.5+1)×10=9N;
在最高点,水受到的重力和杯底对水的压力的合力提供向心力,则:
Mg+F=M
解得:F=M-Mg=
=6N,
根据牛顿第三定律可知,在最高点时水对杯底的压力大小为6N.
故答案为:9;6
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