- 向心力
- 共114题
如图所示为圆弧形固定光滑轨道,a点切线方向与水平方向夹角53o,b点切线方向水平。一小球以水平初速度6m/s做平抛运动刚好能沿轨道切线方向进入轨道,已知轨道半径1m,小球质量1kg。(sin53o=0.8,cos53o=0.6,g=10m/s2)
25.求小球做平抛运动的飞行时间。
26.小球到达b点时,轨道对小球压力大小。
正确答案
t=0.8s
解析
(1)进入轨道时速度方向与水平方向夹角为53o有=tan53o-Vy=gt-得t=0.8s-
考查方向
本题考查的是平抛运动、竖直平面内圆周运动向心力问题
解题思路
通过分析进入轨道时速度,分解速度求出竖直方向上速度大小,根据竖直方向上的运动求出飞行时间。
易错点
本题易错点是进入轨道时速度分解时角度易出错,另一个易错点就是对b点列牛二定律方程时易丢掉重力。
正确答案
t=0.8s
解析
(2)初始位置距a点高度h
h=gt2h=3.2m
初始位置距b点高度H
H=h-(R+R)H=1.6m
从初始位置到b列
动能定理mgH=mvb2-
mvo2-
对b点列牛二定律N+mg=m解得:N=58N
考查方向
解题思路
根据平抛运动求出抛出点的高度,再根据动能定理求出b点的速度,对b点列牛二定律方程求出压力。
易错点
本题易错点是进入轨道时速度分解时角度易出错,另一个易错点就是对b点列牛二定律方程时易丢掉重力。
3.如图所示为一种叫做“魔盘”的娱乐设施,当转盘转动很慢时,人会随着“磨盘”一起转动,当“魔盘”转动到一定速度时,人会“贴”在“魔盘”竖直壁上,而不会滑下。若磨盘半径为r,人与魔盘竖直壁间的动摩擦因数为μ,在人“贴”在“魔盘”竖直壁上,随“魔盘”一起运动过程中,则下列说法正确的是()
正确答案
解析
受力分析知分析性质力,所以没有向心力。A错误;
人在竖直方向受到重力和摩擦力,二力平衡,则知转速变大时,人与器壁之间的摩擦力不变.故B错误;
如果转速变大,由,知人与器壁之间的弹力变大,故C错误;
人恰好贴在魔盘上时,有 mg≤f, ,又f=μN,解得转速为 n≥
,故“魔盘”的转速一定大于
,故D正确
故选D
考查方向
解题思路
人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力作用;由弹力提供圆周运动所需的向心力,由牛顿第二定律和向心力公式结合分析
易错点
人恰好贴在魔盘上时,有 mg≤f
知识点
4.儿童乐园里的游戏“空中飞椅”简化模型如图所示,座椅通过钢丝绳与顶端转盘连接.已知正常工作时转盘的转速一定。设绳长为L,绳与竖直方向夹角为θ,座椅中人的质量为m.则下列说法正确的是()
正确答案
解析
对“空中飞椅”受力分析得:、
,由以上两式可得
,与m无关,CD错误;根据数学知识知,L变长时,θ将变大,A正确,B错误。
故选A。
考查方向
解题思路
合力提供向心力
易错点
匀速圆周运动,合力提供向心力是解题的关键。
知识点
19.如图甲所示,一长为l的轻绳,一端穿在过O点的水平转轴上,另一端固定一质量未知的小球,整个装置绕O点在竖直面内转动.小球通过最高点时,绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示,重力加速度为g,下列判断正确的是
正确答案
解析
A选项,小球在最高点时合外力提供向心力:,故错误。B选项,从图像可知当F=0时,v2=b,根据公式
,当F=0时,v2=gl,所以b=gl,得
,故B选项正确。C选项,根据公式
可知图像斜率
,故当l不变时,m越小,斜率越小,故错误。D选项,根据b=gl可知,当l不变时,b的位置不变,故D选项正确。
考查方向
1、考查物体做圆周运动向心力的公式。
2、考查图像的斜率,截距的物理含义,及其表达式计算。
解题思路
1、根据合外力提供向心力:,得出图像的函数表达式。
2、根据函数表达式,解出图像与坐标轴的截距,及斜率的函数表达式。
易错点
容易误认为绳子拉力提供物体圆周运动的向心力。
知识点
如图所示,长 L=0.20m 的不可伸长的轻绳上端固定在 O 点, 下端系一质量 m=0.10kg 的小球(可视为质点),将绳拉至水平位 置,无初速地释放小球。当小球运动至 O 点正下方的 M 点时,绳 刚好被拉断。经过一段时间,小球落到了水平地面上 P 点,P 点 与 M 点的水平距离 x=0.80m,不计空气阻力,取重力加速度 g=10m/s2。求:
23.小球运动至 M 点时的速率 v;
24.M 点距水平地面的高度 h。
25.绳所能承受的最大拉力 F 的大小;
正确答案
(1)2.0
解析
(1)小球自绳处于水平位置释放到最低点的过程机械能守恒,则有mgL=mv2 解得
m/s
考查方向
抛体运动功能关系、机械能守恒定律及其应用牛顿运动定律、牛顿定律的应用
解题思路
(1)因为是曲线运动,所以对小球由机械能守恒或者动能定理列方程求解;
易错点
不应该出错
正确答案
0.8m
解析
设小球自M点到P点的运动时间为t,则h=gt2, x=vt 解得h=0.80m
考查方向
解题思路
由平抛运动规律求解。
易错点
不应该出错
正确答案
3N
解析
设小球通过最低点时绳的拉力为F′,根据牛顿第二定律有 解得 F′=3.0N 根据牛顿第三定律可知绳所能承受最大拉力F=3N。
考查方向
抛体运动功能关系、机械能守恒定律及其应用牛顿运动定律、牛顿定律的应用
解题思路
在M点由合力提供向心力可求F;
易错点
不应该出错
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