- 向心力
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在如图所示的圆锥摆中,已知绳子长度为L,绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ,已知摆球质量为m.
(1)画出摆球受力示意图;
(2)求小球做匀速圆周运动的周期T和绳子的拉力F.
正确答案
解:(1)小球受到重力和绳子的拉力,合力提供向心力,受力示意图,如图所示:
(2)小球所受重力和绳子的拉力的合力提供了向心力,有:
mgtanθ==
解得:T=2π;
绳子的拉力为F,则有:F=
答:(1)摆球受力示意图,如图所示;
(2)小球做匀速圆周运动的周期T为2π,绳子的拉力为
.
解析
解:(1)小球受到重力和绳子的拉力,合力提供向心力,受力示意图,如图所示:
(2)小球所受重力和绳子的拉力的合力提供了向心力,有:
mgtanθ==
解得:T=2π;
绳子的拉力为F,则有:F=
答:(1)摆球受力示意图,如图所示;
(2)小球做匀速圆周运动的周期T为2π,绳子的拉力为
.
在宽阔路面上,汽车和地面的滑动摩擦力和最大静摩擦力相等,都为F,汽车质量为M.汽车以速度V行驶,突然发现前面有一个深沟横在路面,如果汽车急刹车,则滑行S1=______;若司机急转弯,则前进S2=______可以避开深沟,所以司机应该选择______避开深沟.
正确答案
急刹车
解析
解:如果汽车急刹车,根据动能定理得
-FS1=0-,可得 S1=
若司机急转弯,由静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律得
F=M
则得 S2=
由于S1<S2,所以司机应该选择急刹车避开深沟.
故答案为:,
,急刹车.
(2015春•延安月考)如图所示,质量为m的小物体系在轻绳的一端,轻绳的另一端固定在转轴上.轻绳长度为L.现在使物体在光滑水平支持面上与圆盘相对静止地以角速度ω做匀速圆周运动.求:
(1)物体运动一周所用的时间T;
(2)绳子对物体的拉力.
正确答案
解:(1)物体作匀速圆周运动的角速度ω=
所以,
(2)绳子拉力F提供物体向心力,有 F=mLω2
答:(1)物体运动一周所用的时间为.
(2)绳子对物体的拉力为mLω2.
解析
解:(1)物体作匀速圆周运动的角速度ω=
所以,
(2)绳子拉力F提供物体向心力,有 F=mLω2
答:(1)物体运动一周所用的时间为.
(2)绳子对物体的拉力为mLω2.
如图所示,长度为L=0.5m的轻质细杆OA,A端有一质量为m=2kg的小球,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率为3m/s,g取10m/s2,则此时小球受到细杆的力为( )
正确答案
解析
解:在最高点,设杆子对小球的作用力向下,根据牛顿第二定律得:
mg+F=m
解得:F=2×-20=16N,方向向下,为拉力.
故选:A
地球可以看做一个巨大的拱形桥(如图所示),桥面的半径就是地球的半径(约为6400km).假如会出现这样的情况:当速度大到一定程度时,地面对车的支持力恰好为零,则此时汽车的速度约为______km/s.(g取10m/s2)
正确答案
8
解析
解:根据牛顿第二定律得,mg=m,解得v=
=8km/s
故答案为:8
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