- 匀速圆周运动
- 共1545题
一航天飞机绕地球做匀速圆周运动,航天飞机内一机械手将物体相对航天飞机无初速度地释放于机外,则此物体将( )
正确答案
解析
解:航天飞机在太空绕地球作匀速圆周运动时,由地球的万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得到航天飞机的速度表达式为v=,M是地球的质量,r是航天飞机的轨道半径.将物体相对航天飞机静止释放时,物体的速度也等于v=
,地球对物体万有引力恰好提供其向心力,所以物体将随航天飞机同步绕地球作匀速圆周运动,不做自由落体运动.故ABD错误,C正确.
故选C
下列关于匀速圆周运动的说法,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、匀速圆周运动速度的方向时刻改变,可见是变速运动.故A正确.
B、匀速圆周运动的加速度就是向心加速度,方向始终指向圆心,可见方向时刻改变.故B错误.
C、匀速圆周运动的角速度不变.故C正确.
D、根据ω=,周期越大,角速度越小,运动越慢.故D错误.
故选AC.
对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据ω=2πn可知,转速与角速度成正比;由T=可知周期与角速度成反比,故A正确;
B、线速度表示单位时间内转过的弧长,可以描述运动的快慢,故B正确;
C、匀速圆周运动其轨迹是曲线,速度方向一定改变,不是匀速运动,故C正确;
D、匀速圆周运动的过程中,线速度的大小不变,方向改变,故D错误.
故选:ABC
如图,质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m,小杯通过最高点的速度为4m/s,g取10m/s2.求:
(1)在最高点时,绳的拉力?
(2)在最高点时水对小杯底的压力?
(3)为使小杯经过最高点时水不流出,在最高点时最小速率是多少?
正确答案
解:(1)小杯质量m=0.5kg,水的质量M=1kg,在最高点时,
杯和水的受重力和拉力作用,如图所示,
合力F合=(M+m)g+T-------------------------①
圆周半径为R,则F向=(M+m)----------------②
F合提供向心力,有 (M+m)g+T=(M+m)
所以细绳拉力T=(M+m)(-g)=(1+0.5)(
-10)=9N;
(2)在最高点时,水受重力Mg和杯的压力F作用,如图所示,
合力F合=Mg+F
圆周半径为R,则F向=M
F合提供向心力,有 Mg+F=M
所以杯对水的压力F=M(-g)=1×(
-10)=6N;
根据牛顿第三定律,水对小杯底的压力为6N,方向竖直向上.
(3)小杯经过最高点时水恰好不流出时,此时杯对水的压力为零,只有水的重力作为向心力,由(2)得:
Mg=M
解得v==
m/s=
.
答:(1)在最高点时,绳的拉力为9 N;(2)在最高点时水对小杯底的压力为6N;(3)在最高点时最小速率为.
解析
解:(1)小杯质量m=0.5kg,水的质量M=1kg,在最高点时,
杯和水的受重力和拉力作用,如图所示,
合力F合=(M+m)g+T-------------------------①
圆周半径为R,则F向=(M+m)----------------②
F合提供向心力,有 (M+m)g+T=(M+m)
所以细绳拉力T=(M+m)(-g)=(1+0.5)(
-10)=9N;
(2)在最高点时,水受重力Mg和杯的压力F作用,如图所示,
合力F合=Mg+F
圆周半径为R,则F向=M
F合提供向心力,有 Mg+F=M
所以杯对水的压力F=M(-g)=1×(
-10)=6N;
根据牛顿第三定律,水对小杯底的压力为6N,方向竖直向上.
(3)小杯经过最高点时水恰好不流出时,此时杯对水的压力为零,只有水的重力作为向心力,由(2)得:
Mg=M
解得v==
m/s=
.
答:(1)在最高点时,绳的拉力为9 N;(2)在最高点时水对小杯底的压力为6N;(3)在最高点时最小速率为.
一轻杆一端固定一质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球做半径为R的圆周运动,以下说法正确的是( )
正确答案
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,如果速度大于
,向心力大于重力,杆对小球的作用力跟重力相同,所以C正确,D错误.
故选:AC
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