- 向心力
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如图,固定的锥形漏斗内壁的光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:物体受力如图:将FN沿水平和竖直方向分解得:FNcosθ=ma ①,FNsinθ=mg ②.
由②可知支持力相等,则A、B对内壁的压力大小相等.
根据牛顿第二定律,合外力提供向心力,合外力相等,则向心力相等.由①②可得:mgcotθ=ma=m=mω2R.可知半径大的线速度大,角速度小.
则A的线速度大于B的线速度,A的角速度小于B的角速度,A、B的向心加速度相等.故AD正确,BC错误.
故选:AD.
用长为l的细线栓一个小球使其绕细线的加一端的竖直平面内做圆周运动,当球通过圆周的最高点时,细线受到的拉力等于球重的2倍,已知重力加速度为g,则球此时的角速度大小______,加速度大小为______.
正确答案
3g
解析
解:在最高点,根据F+mg=mlω2得,ω=.
则加速度a=lω2=3g.
故答案为:,3g.
如图所示,用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢里,当车厢突然制动时( )
正确答案
解析
解:原来匀速运动时,求处于平衡状态,绳子对球的拉力与球受到的重力是一对平衡力,
F拉=G
当车厢突然制动时,球由于惯性继续保持原来的速度运动,但由于绳子的作用做圆周运动,
绳子对球竖直向上的拉力和球受到的重力的合力提供它做圆周运动所需要的向心力.
所以F拉>G
绳的拉力突然变大,故C正确、ABD错误.
故选:C.
有一辆质量为1.2×103kg的小汽车驶上半径为50m的圆弧形拱桥。求:
(1)汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力的大小;
(2)汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力.
正确答案
解:(1)根据牛顿第二定律:
得汽车在桥顶受到桥的支持力为:=
N
根据牛顿第三定律知,汽车对桥的压力为9.6×103N
(2)汽车在桥顶对桥的压力为0,故此时汽车只受重力作用,根据牛顿第二定律:
得汽车速度为:
答:(1)汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力的大小为9.6×103N;
(2)汽车以速度经过桥顶时恰好对桥没有压力.
解析
解:(1)根据牛顿第二定律:
得汽车在桥顶受到桥的支持力为:=
N
根据牛顿第三定律知,汽车对桥的压力为9.6×103N
(2)汽车在桥顶对桥的压力为0,故此时汽车只受重力作用,根据牛顿第二定律:
得汽车速度为:
答:(1)汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力的大小为9.6×103N;
(2)汽车以速度经过桥顶时恰好对桥没有压力.
如图,圆弧为半径R=0.8m的
圆弧,质量为m=0.1kg的小球从圆弧顶端无初速释放,下滑到最低点P后,做平抛运动,平抛的竖直位移h=0.2m,水平位移d=0.8m.g=10m/s2.求:
(1)球运动到P点的瞬时速度υ0;
(2)小球运动到P点的瞬时加速度a1和刚刚离开P点后瞬间的加速度a2;
(3)小球在P点瞬时对圆弧轨道的压力为多大?
正确答案
解:(1)小球从P点开始做平抛运动
竖直方向:
水平方向:d=υ0t
解得:υ0=4m/s
(2)小球运动到P点的瞬时加速度a1,则有:,方向竖直向上
离开P点后只受重力,加速度为:a2=g=10m/s2,方向竖直向下.
(3)小球在P点受支持力N和重力mg,有:
N=3N
由牛顿第三定律,球对轨道的压力为:N′=N=3N
答:(1)球运动到P点的瞬时速度υ0为4m/s.
(2)小球运动到P点的瞬时加速度a1为20m/s2,刚刚离开P点后瞬间的加速度a2为10m/s2;
(3)小球在P点瞬时对圆弧轨道的压力为3N.
解析
解:(1)小球从P点开始做平抛运动
竖直方向:
水平方向:d=υ0t
解得:υ0=4m/s
(2)小球运动到P点的瞬时加速度a1,则有:,方向竖直向上
离开P点后只受重力,加速度为:a2=g=10m/s2,方向竖直向下.
(3)小球在P点受支持力N和重力mg,有:
N=3N
由牛顿第三定律,球对轨道的压力为:N′=N=3N
答:(1)球运动到P点的瞬时速度υ0为4m/s.
(2)小球运动到P点的瞬时加速度a1为20m/s2,刚刚离开P点后瞬间的加速度a2为10m/s2;
(3)小球在P点瞬时对圆弧轨道的压力为3N.
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