- 向心力
- 共114题
6.一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定,有质量相同的小球A和B,沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,A的运动半径较大,则()
正确答案
解析
A、B、对小球受力分析,小球受到重力和支持力,它们的合力提供向心力,如图
根据牛顿第二定律,有:F=mgtanθ=m
解得:v=.由于A球的转动半径较大,A线速度较大,而ω=
=
,由于A球的转动半径较大,则A的角速度较小.故AB正确.
C、周期T==2π
,因为A的半径较大,则周期较大.频率较小,故C错误.
D、由上分析可知,筒对小球的支持力N=,与轨道半径无关,则由牛顿第三定律得知,小球对筒的压力也与半径无关,即有球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力.故D错误.
考查方向
解题思路
对小球受力分析,受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解即可.
易错点
关键是对小球受力分析,知道小球做圆周运动向心力的来自于合外力.
知识点
16.如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内,左右两端点等高,分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。M、N为轨道的最低点。则下列分析正确的是( )
正确答案
解析
在磁场中运动到最低点的过程洛伦兹力不做功,根据动能定理在电场中运动到最低点的过程电场力做负功,根据动能定理
所以
,A项错误;在M点时受力分析,洛伦兹力向向下,根据向心力公式
,在N点时受力分析,根据向心力公式
又
,所以FM > FN ,B项正确;设小球在磁场中和电场中下降的高度为h时速度分别为
,
,
,由此可见不论h为多大都有
,所以小球从磁场中运动到最低点M的平均速率大于从电场各运动到最低点N的平均速率,而两者路程相同,所以小球第一次到达M点的时间小于小球第一次到达N点的时间,C项正确;磁场中小球运动过程中洛伦兹力不做功,机械能守恒,所以能到达轨道另一端最高处,电场中小球电场力做了负功,电势能增大,机械能减小,所以不能到达轨道另一端最高处,D项正确。
考查方向
本题考查了带电体在磁场和电场中运动,圆周运动的向心力,动能定理和能量守恒定律的应用。
易错点
(1)A选项没有注意到在磁场中运动时洛伦兹力不做功,在电场中电场力做负功。
(2)B选项在分析在M点受力分析时洛伦兹力方几易出错。
(3)想不到用平均速率的方法分析运动时间的大小。
知识点
9.甲、乙两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如图所示。已知M甲=80 kg,M乙=40 kg,两人相距0.9m,弹簧秤的示数为9.2N,下列判断中正确的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
8.已知,它们距轴的关系是
,三物体与转盘表面的动摩擦因数相同,当转盘的转速逐渐增加时( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
5.质量为m的物块,沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为v,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
8.质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A和C点,绳长分别为la、lb,如图所示,当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时轻杆停止转动,则( )
正确答案
解析
本题有多个选项符合题意,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,错选或不答得0分。
知识点
22.如图所示,用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上,已知APB部分的半径R=1.0 m,BC段长L=1.5m。弹射装置将一个质量为1kg的小球(可视为质点)以v0=5m/s的水平初速度从A点弹入轨道,小球从C点离开轨道随即水平抛出,桌子的高度h=1.2m,不计空气阻力,g取10m/s2。
求:
(1)小球在半圆轨道上运动时的角速度ω和向心加速度a的大小及圆管对小球的作用力大小;
(2)小球从A点运动到C点的时间t;
(3)小球将要落到地面上D点时的速度大小。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
13.如图所示,在光滑的水平面上有坐标系xOy,可视为质点的铁块的初始位置为(-2 m,0),并用长度为=2m不可伸长的轻绳拴接于坐标原点O,铁块的质量为m=l kg。现给铁块一沿y轴正方向的初速度,初速度大小为v0=2 m/s,同时施加沿x轴正方向的恒力,恒力大小为F=10 N。求轻绳再次拉直时铁块的速度。
正确答案
铁块沿x轴正方向做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律:F=ma
由运动学公式:x+l=at2 vx=at
绳子拉直前沿y方向做匀速运动,有:y=v0t绳子被拉直时:x2+y2=l2
速度大小为v=
方向:tanθ=
联立解得:V=2m/s
tanθ=0.25
解析
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知识点
9.狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布(如图甲所示),距离它r处的磁感应强度大小为(k为常数),其磁场分布与负点电荷Q的电场(如图乙所示)分布相似.现假设磁单极子S和负点电荷Q均分别固定且相距较远,有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动.关于小球做匀速圆周运动的判断错误的是( )
正确答案
解析
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知识点
利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小。实验时,把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处,然后小球由静止释放,同时开始计时,利用传感器和计算机获得弹性绳的拉力随时间的变化如图乙所示。根据图像提供的信息,下列说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
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