- 向心力
- 共7577题
在如图所示的圆锥摆中,已知小球的质量为m,绳子长度为L,绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ,求:
(1)小球受到绳子拉力的大小;
(2)小球做圆周运动的周期.
正确答案
解:(1)如图小球的受力如右图所示,
根据几何关系可知,绳子的拉力T=,
(2)由牛顿第二定律得
mgtanθ=
解得:T=
答:(1)小球受到绳子拉力的大小为;
(2)小球做圆周运动的周期为.
解析
解:(1)如图小球的受力如右图所示,
根据几何关系可知,绳子的拉力T=,
(2)由牛顿第二定律得
mgtanθ=
解得:T=
答:(1)小球受到绳子拉力的大小为;
(2)小球做圆周运动的周期为.
一根原长为l0=0.1m的轻弹簧,一端拴住质量为m=0.5kg的小球,以另一端为圆心在光滑的水平面上做匀速圆周运动,如图所示,角速度为ω=10rad/s,弹簧的劲度系数k=100N/m,求:小球做匀速圆周运动所受到的向心力F.
正确答案
解:物块做匀速圆周运动时,受到重力、支持力和弹簧的拉力,弹簧的弹力提供向心力,
设弹簧的形变量为x,根据牛顿第二定律和胡克定律,有:
kx=mω2(l0+x)
解得:
由弹簧的弹力公式有:
F=kx=10N
答:小球做匀速圆周运动所受到的向心力F为10N.
解析
解:物块做匀速圆周运动时,受到重力、支持力和弹簧的拉力,弹簧的弹力提供向心力,
设弹簧的形变量为x,根据牛顿第二定律和胡克定律,有:
kx=mω2(l0+x)
解得:
由弹簧的弹力公式有:
F=kx=10N
答:小球做匀速圆周运动所受到的向心力F为10N.
一根轻杆长L,两端各固定一个质量为m的小球A和B,在距A球
处有一转轴O,当杆绕轴在竖直平面内匀速转动时,周期T=2π
,当杆转到如图所示的竖直位置时,求两球对杆的作用力.
正确答案
解:对A球,根据牛顿第二定律得:,
解得:F1=,
杆子对A球的作用力向上,则A球对杆的作用力向下,为压力.对B球,根据牛顿第二定律得:
,
解得:,
杆子对B球的作用力向上,则B球对杆的作用力向下,为拉力.
答:A球对杆则是向下压力,大小为,B球对杆的作用力应向下,大小为
解析
解:对A球,根据牛顿第二定律得:,
解得:F1=,
杆子对A球的作用力向上,则A球对杆的作用力向下,为压力.对B球,根据牛顿第二定律得:
,
解得:,
杆子对B球的作用力向上,则B球对杆的作用力向下,为拉力.
答:A球对杆则是向下压力,大小为,B球对杆的作用力应向下,大小为
在探究向心力与质量、转速和半径的关系的实验中,得到如下数据.试根据表中数据分析说明向心力的大小与哪些因素有关.
正确答案
解:①当m、n相同,当r=0.2时,力为F;当r=0.4时,力为2F,因此则有:F∝r;
②同理,当m、r相同,当n=1时,力为F;当n=2时,力为4F,则有:F∝n2
③当r、n 相同,当m=1时,力为4F,当m=2时,力为8F,则有:F∝m;综上所述,则有F∝Kmn2r;
答:向心力的大小的因素有:F∝Kmn2r.
解析
解:①当m、n相同,当r=0.2时,力为F;当r=0.4时,力为2F,因此则有:F∝r;
②同理,当m、r相同,当n=1时,力为F;当n=2时,力为4F,则有:F∝n2
③当r、n 相同,当m=1时,力为4F,当m=2时,力为8F,则有:F∝m;综上所述,则有F∝Kmn2r;
答:向心力的大小的因素有:F∝Kmn2r.
如图所示,用一连接体一端与一小球相连,绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动,设轨道半径为r,图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点,则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若连接体是细绳,在P点的临界情况是拉力为零,根据mg=,最小速度为
.故A错误,C正确.
B、若连接体是细杆,在P点的最小速度可以为零.故B正确.
D、若连接体是细杆,小球在P点可以表现为拉力,也可以表现为支持力,在Q点只能表现为拉力.故D错误.
故选BC.
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