热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

一半径为圆盘可绕通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,圆盘距地面的竖直高度为2R,距圆盘中心R处放一小木块,它与圆盘之间相对静止且随圆盘一起做匀速圆周运动,已知木块与圆盘之间的动摩擦因数为.设木块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.

(1)求圆盘转动的最大角速度;

(2)若圆盘以最大角速度转动,某时刻圆盘突然停止转动,小木块离开圆盘最后落到地面.求木块离开圆盘时的速度大小及落地点与圆盘中心O的水平距离.

正确答案

解:(1)当小木块受到的静摩擦力达到最大时,角速度最大,根据向心力公式得:

μmg=mω2R

解得:ω=

(2)停止转动后,小木块先沿切线方向做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得:

a=

根据

其中s=

得:

综上述四式得:v=

离开圆盘后做平抛运动,平抛运动的时间为:t=

水平射程为:x=vt=R

根据几何关系,距O点的水平距离为:x′=

答:(1)圆盘转动的最大角速度为

(2)木块离开圆盘时的速度大小为,落地点与圆盘中心O的水平距离为

解析

解:(1)当小木块受到的静摩擦力达到最大时,角速度最大,根据向心力公式得:

μmg=mω2R

解得:ω=

(2)停止转动后,小木块先沿切线方向做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得:

a=

根据

其中s=

得:

综上述四式得:v=

离开圆盘后做平抛运动,平抛运动的时间为:t=

水平射程为:x=vt=R

根据几何关系,距O点的水平距离为:x′=

答:(1)圆盘转动的最大角速度为

(2)木块离开圆盘时的速度大小为,落地点与圆盘中心O的水平距离为

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,一辆质量为1000kg的汽车静止在一座半径为5m的圆弧形拱桥顶部(g=10m/s2),求:

(1)此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大;

(2)汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时汽车的速度.

正确答案

解:(1)汽车静止,受力平衡,有:F=mg=1000×10=1×104N,

根据牛顿第三定律知,汽车对圆弧拱形桥的压力为1×104N.

(2)汽车受到的重力和支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律,有:mg-FN=

代入数据解得:v=5m/s.

答:(1)汽车对圆弧拱桥的压力为1×104N.

(2)汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时汽车的速度为5m/s.

解析

解:(1)汽车静止,受力平衡,有:F=mg=1000×10=1×104N,

根据牛顿第三定律知,汽车对圆弧拱形桥的压力为1×104N.

(2)汽车受到的重力和支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律,有:mg-FN=

代入数据解得:v=5m/s.

答:(1)汽车对圆弧拱桥的压力为1×104N.

(2)汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时汽车的速度为5m/s.

1
题型:简答题
|
简答题

一根轻杆长为L,两端各固定一个质量为m的小球A和B,当轻杆绕着中点的轴O在竖直平面内匀速转动时,其转动周期T=4π,求轻杆转动到竖直位置的瞬间.

(1)A和B对杆施加的各是什么力?其大小各是多少?

(2)轻杆对轴O的作用力多大?方向如何?

正确答案

解:(1)设杆对球均施加拉力,则

对A:(负号表示A受的是支持力)

根据牛顿第三定律知,A对杆施加的是竖直向下的压力,大小为

对B:

根据牛顿第三定律知,B对杆施加的是竖直向下的拉力,大小为

(2)对杆,由力的平衡条件知,轴O对杆有竖直向上的支持力:

根据牛顿第三定律知,杆对轴O施加的是竖直向下的压力,大小为2mg;

答:(1)A对杆施加的是的支持力,B对杆施加的各是的压力;

(2)轻杆对轴O的作用力为2mg,竖直向下.

解析

解:(1)设杆对球均施加拉力,则

对A:(负号表示A受的是支持力)

根据牛顿第三定律知,A对杆施加的是竖直向下的压力,大小为

对B:

根据牛顿第三定律知,B对杆施加的是竖直向下的拉力,大小为

(2)对杆,由力的平衡条件知,轴O对杆有竖直向上的支持力:

根据牛顿第三定律知,杆对轴O施加的是竖直向下的压力,大小为2mg;

答:(1)A对杆施加的是的支持力,B对杆施加的各是的压力;

(2)轻杆对轴O的作用力为2mg,竖直向下.

1
题型:简答题
|
简答题

物体做圆周运动时所需的向心力F由物体运动情况决定,合力提供的向心力F由物体受力情况决定.若某时刻F=F,则物体能做圆周运动;若F>F,物体将做离心运动;若F<F,物体将做近心运动.现有一根长L=1m的刚性轻绳,其一端固定于O点,另一端系着质量m=0.5kg的小球(可视为质点),将小球提至O点正上方的A点处,此时绳刚好伸直且无张力,如图所示.不计空气阻力,g取10m/s2,则:

(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动,在A点至少应施加给小球多大的水平速度?

(2)在小球以速度v1=4m/s水平抛出的瞬间,绳中的张力为多少?

(3)在小球以速度v2=2m/s水平抛出的瞬间,绳中若有张力,求其大小;若无张力,试求绳子再次伸直时所经历的时间.

正确答案

解:(1)要使小球在竖直面内能够做完整的圆周运动,在最高点时至少应该是重力作为所需要的向心力,

所以 由 mg=

v0=m/s

(2)因为v1>V0,故绳中有张力,

由牛顿第二定律得,

T-mg=

代入数据解得,绳中的张力为T=3N,

(3)因为v2<V0,故绳中没有张力,小球将做平抛运动,如图所示

水平方向:x=v2t

竖直方向:y=gt2

L2=(y-L)2+x2

解得:t=

答:(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动,在A点至少应施加给小球的水平速度;

(2)在小球以速度v1=4m/s水平抛出的瞬间,绳中的张力为3N;

(3)在小球以速度v2=2m/s水平抛出的瞬间,绳中无张力,绳子再次伸直时所经历的时间为

解析

解:(1)要使小球在竖直面内能够做完整的圆周运动,在最高点时至少应该是重力作为所需要的向心力,

所以 由 mg=

v0=m/s

(2)因为v1>V0,故绳中有张力,

由牛顿第二定律得,

T-mg=

代入数据解得,绳中的张力为T=3N,

(3)因为v2<V0,故绳中没有张力,小球将做平抛运动,如图所示

水平方向:x=v2t

竖直方向:y=gt2

L2=(y-L)2+x2

解得:t=

答:(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动,在A点至少应施加给小球的水平速度;

(2)在小球以速度v1=4m/s水平抛出的瞬间,绳中的张力为3N;

(3)在小球以速度v2=2m/s水平抛出的瞬间,绳中无张力,绳子再次伸直时所经历的时间为

1
题型: 单选题
|
单选题

如图所示足够大的倾角为θ的光滑斜面固定放置,在其上有一固定点O,O点连接一长为L的细线,细线的另一端连接一可以看做质点的小球.原来小球处于静止状态,现给小球一与细线垂直的初速度v0,使小球能在斜面内做完整的圆周运动,则v0的最小值为(  )

A

B2

C

D2

正确答案

C

解析

解:在最高点,有;mgsin,解得v=

根据动能定理得,,解得.故C正确,A、B、D错误.

故选:C.

1
题型:填空题
|
填空题

在高速公路的拐弯处,路面要修建的外高内低,即当车向右拐弯时,司机左侧的路面比右侧的应高一些.路面与水平面的夹角为θ,设拐弯路段是外半径为R的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零,则θ应等于______

正确答案

arctan

解析

解:摩擦力等于零,说明重力与支持力的合力完全提供向心力,重力、支持力的合力为:F=mgtanθ

向心力为:F=

则有:F=F

解得:tanθ=

所以:θ=arctan

故答案为:arctan

1
题型: 多选题
|
多选题

(2015秋•株洲校级月考)如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒,其轴线垂直于水平面,圆锥筒固定在水平地面不动.有两个质量均为m的小球A和小球B紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动,小球B所在的高度为小球A所在的高度一半.下列说法正确的是(  )

A小球A、B所受的支持力大小之比为2:1

B小球A、B的加速度的大小之比为1:1

C小球A、B的角速度之比为:1

D小球A、B的线速度之比为:1

正确答案

B,D

解析

解:A、两球均贴着圆筒的内壁,在水平面内做匀速圆周运动,由重力和筒壁的支持力的合力提供向心力,如图所示.

由图可知,筒壁对两球的支持力均为,支持力大小之比为1:1,故A错误.

B、对任意一球,运用牛顿第二定律得:mgcotθ=ma,得 a=gcotθ,可得A、B的加速度的大小之比为1:1,故B正确.

C、由mgcotθ=mω2r得:ω=,小球A、B的轨道半径之比为2:1,则角速度之比为1:,故C错误.

D、球的线速度:mgcotθ=m,得 v=,A、B的线速度之比为:1;故D正确.

故选:BD

1
题型: 多选题
|
多选题

如图,两个质量相等的小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点,现将细绳拉至水平后由静止释放小球,当两小球通过最低点时,下述说法正确的是(  )

A两球速度相等

B两球角速度相等

C两球加速度相等

D细绳拉力相等

正确答案

C,D

解析

解:A、根据动能定理得:mgL=mv2,解得:v=,因为L不等,所以速度不等,故A错误;

B、根据v=rω,角速度为:ω==,因为L不等,所以速度不等,故B错误;

C、根据a=,解得:a=2g,所以两球加速度相等,故C正确;

D、根据T-mg=ma,解得:T=3mg;即两个球通过最低点时细线的拉力均为3mg,故D正确;

故选:CD.

1
题型: 单选题
|
单选题

如图所示,当汽车通过拱形桥顶点的速度为15ms时,尺对桥顶的压力为车重的,如果桥面粗糙,要是汽车在桥顶所受摩擦力为零,则汽车通过桥顶的速度至少应为

(  )

A20m/s

B40m/s

C30m/s

D35m/s

正确答案

C

解析

解:根据牛顿第二定律得,,则

解得R=

当摩擦力为零,支持力为零,根据mg=得,

故选:C.

1
题型:简答题
|
简答题

某人为了测定一个凹形桥的半径,在乘汽车通过凹桥最低点时,他注意到车上的速度计示数为108km/h,悬挂2kg砝码的弹簧秤的示数为25N,则桥的半径为多大?(g取10m/s2

正确答案

解:以砝码为研究对象,在凹形桥的最低点时由重力和弹簧的拉力的合力提供向心力,则有:

F-mg=m

由题意有:F=25N,v=108km/h=30m/s,m=2kg

则得:R==m=360m

答:凹行桥的半径为360m

解析

解:以砝码为研究对象,在凹形桥的最低点时由重力和弹簧的拉力的合力提供向心力,则有:

F-mg=m

由题意有:F=25N,v=108km/h=30m/s,m=2kg

则得:R==m=360m

答:凹行桥的半径为360m

下一知识点 : 生活中的圆周运动
百度题库 > 高考 > 物理 > 向心力

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/10
  • 下一题