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题型:简答题
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简答题

如图所示,一质点A绕O点在竖直面内做匀速圆周运动,线速度大小为v0,当A质点运动到图示位置时,与A在同一水平线MN上的另一质点B以速度2v0竖直向上抛出.为使A、B两质点在某时刻速度又相同,A做匀速圆周运动的周期应满足什么条件?重力加速度大小为g.

正确答案

解:B质点做匀减速直线运动,但速度为v0时,方向可能竖直向上,也可能竖直向下

(1)当B质点速度方向竖直向上时,为使A、B两质点在某时刻速度又相同,A质点应该恰好回到出发点

设运动时间为t,

对质点B:根据v=v0+at得:

   ①

对质点A,则t=nT  (n=1、2、3、…)  ②

①②联立得: (n=1、2、3、…)

(2)当B质点速度方向竖直向下时,为使A、B两质点在某时刻速度又相同,A质点应该恰好回到出发点的对称点

对质点B:根据v=v0+at得:

   ③

对质点A,则   (n=1、2、3、…)④

③④联立得: (n=1、2、3、…)

答:为使A、B两质点在某时刻速度又相同,A做匀速圆周运动的周期应满足或  (n=1、2、3、…)

解析

解:B质点做匀减速直线运动,但速度为v0时,方向可能竖直向上,也可能竖直向下

(1)当B质点速度方向竖直向上时,为使A、B两质点在某时刻速度又相同,A质点应该恰好回到出发点

设运动时间为t,

对质点B:根据v=v0+at得:

   ①

对质点A,则t=nT  (n=1、2、3、…)  ②

①②联立得: (n=1、2、3、…)

(2)当B质点速度方向竖直向下时,为使A、B两质点在某时刻速度又相同,A质点应该恰好回到出发点的对称点

对质点B:根据v=v0+at得:

   ③

对质点A,则   (n=1、2、3、…)④

③④联立得: (n=1、2、3、…)

答:为使A、B两质点在某时刻速度又相同,A做匀速圆周运动的周期应满足或  (n=1、2、3、…)

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,圆环固定在竖直平面内,其半径为R,金属小球套在圆环上,使小球在圆环上做圆周运动,以下说法正确的是(  )

A小球过最高点时,小球所受的弹力可以为零

B小球过最高点时的最小速度为

C小球过最高点时,环对小球的弹力可以与球所受重力的方向相反,此时重力一定大于环对小球的弹力

D小球过最低点时,其一定处于失重状态

正确答案

A

解析

解:A、当小球在最高点恰好只有重力作为它的向心力的时候,此时球对杆没有作用力,所以A正确.

B、轻杆带着物体做圆周运动,只要物体能够到达最高点就可以了,所以速度可以为零,所以B错误.

C、小球在最高点时,如果速度恰好为,则此时恰好只有重力作为它的向心力,杆和球之间没有作用力,如果速度小于,重力大于所需要的向心力,杆就要随球由支持力,方向与重力的方向相反,此时最大的支持力就是球在最高点的速度为零时,最大值和重力相等,所以C错误.

D、小球过最低点时,需要的向心力向上,所以处于超重状态,故D错误.

故选A

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题型: 单选题
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单选题

质点做匀速圆周运动时(  )

A线速度越大,其转速一定很大

B角速度大时,其转速一定大

C线速度一定时,半径越大则周期越大

D无论半径大小如何,角速度越大,则质点的速度方向变化得越快

正确答案

C

解析

解:A、由公式v=ωr=2πrn,v大,n不一定大,还取决于r,故A错误;

B、由公式ω=2πn,知ω与n成正比,故B错误;

C、由T=,线速度一定时,T与r成正比,故C正确;

D、由公式an=2r;向心加速度的大小与半径有关,故D错误;

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

下列说法正确的是(  )

A平抛运动的物体在相等时间内速度变化量大小总相同,方向总竖直向下

B匀速圆周运动是变加速曲线运动,做匀速圆周运动的物体相等时间里发生的位移相同

C物体在变力或恒力作用下可能做直线运动也可能做曲线运动

D长为L的细绳拴一小球在竖直平面内做圆周运动,在最低点时绳的拉力一定大于球重力,最高点时球的速率一定大于等于

正确答案

A,C,D

解析

解:A、做平抛运动的物体只受到重力的作用,加速度的大小和方向始终不变,所以在相等的时间内速度的变化都相等,方向总竖直向下.故A正确.

B、匀速圆周运动在相等时间内通过的弧长相等,相等的弧长对应相等的弦长,所以相等时间内位移的大小相等,但方向不同,所以相等时间内发生的位移不同,故B错误.

C、当合力的方向与速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动,当合力的方向与速度方向在同一条直线上时,物体做直线运动,力可以是恒力,也可以是变力,故C正确;

D、在最低点时,绳子的拉力和重力的合力提供向心力,合外力指向圆心,所以拉力一定大于球重力,小球刚好能在竖直面内做圆周运动,则在最高点,重力提供向心力,v=,则最高点时球的速率一定大于等于,故D正确.

故选:ACD.

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题型: 多选题
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多选题

在马戏团表演的场地里,表演者骑在大象背上,大象绕着场地走动,若大象是沿着半径为R的圆周做匀速走动,则关于大象和表演者的受力情况,下面说法正确的是(  )

A表演者骑在大象背上不动,他受到的力是平衡力

B表演者的向心力是地面摩擦力通过大象作用于他的

C大象和表演者所受向心力大小与两者的质量成正比

D大象与人两者做匀速圆周运动的向心力是地面摩擦力提供的

正确答案

C,D

解析

解;A、表演者骑在大象背上相对于大象不动,相对于地面做匀速圆周运动,他受到的力不是平衡力,故A错误.

B、表演者的向心力是重力与大象的作用力的合力,故B错误.

C、由可得,大象和表演者所受向心力大小与两者的质量成正比,故C正确.

D、将大象与人看做一个整体,由受力方向可得,两者做匀速圆周运动的向心力是地面摩擦力提供的,故D正确.

故选:CD

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