- 匀速圆周运动
- 共1545题
如图所示,内壁光滑的直圆筒内径为R,在顶部边缘A处沿直线方向有一足够高的斜槽,槽底成水平.小球可从槽上滑下,由A进入圆筒,沿内壁滑动.圆筒足够高,小球可视为质点,且接触处均是光滑的.现要在A点正下方B处钉一个小钉,以便让小球从斜槽上H高处由静止滑下进入圆筒内,恰能击中在B点的小钉,求B应距A多远?
正确答案
解:小球从释放到A点的过程中,根据动能定理得:
解得:v=,
小球进入圆筒水平方向做匀速圆周运动,竖直方向做自由落体运动,则周期为:
T==
=
,
而B在A的正下方,所以从A到B运动的时间应是周期的整数倍,则时间为:
t=,(n=1,2,3…)
所以AB的距离为:
h==
,(n=1,2,3…).
答:B距A的距离为,(n=1,2,3…).
解析
解:小球从释放到A点的过程中,根据动能定理得:
解得:v=,
小球进入圆筒水平方向做匀速圆周运动,竖直方向做自由落体运动,则周期为:
T==
=
,
而B在A的正下方,所以从A到B运动的时间应是周期的整数倍,则时间为:
t=,(n=1,2,3…)
所以AB的距离为:
h==
,(n=1,2,3…).
答:B距A的距离为,(n=1,2,3…).
一辆质量为5t的汽车以4m/s通过拱桥的最高点时,对拱桥的压力为4.5×104N,求汽车通过拱桥最高点恰好对拱桥无压力时的速度大小(g取10m/s2).
正确答案
解:汽车以4m/s通过拱桥的最高点时,对拱桥的压力为4.5×104N,根据牛顿第三定律,支持力也为4.5×104N,重力和支持力的合力提供向心力,有:
mg-N=m ①
汽车通过拱桥最高点恰好对拱桥无压力时,重力提供向心力,有:
mg=m ②
联立解得:r=16m,v2=4m/s
答:汽车通过拱桥最高点恰好对拱桥无压力时的速度大小为4m/s.
解析
解:汽车以4m/s通过拱桥的最高点时,对拱桥的压力为4.5×104N,根据牛顿第三定律,支持力也为4.5×104N,重力和支持力的合力提供向心力,有:
mg-N=m ①
汽车通过拱桥最高点恰好对拱桥无压力时,重力提供向心力,有:
mg=m ②
联立解得:r=16m,v2=4m/s
答:汽车通过拱桥最高点恰好对拱桥无压力时的速度大小为4m/s.
如图所示,半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴O在水平面内匀速转动,在其正上方h处沿OB方向水平抛出一小球,小球做平抛运动.要使球与盘只碰一次,且落点为B,
求:(1)小球的初速度
(2)圆盘转动的角速度.
正确答案
解:(1)小球做平抛运动,
竖直方向上有,
水平方向上有R=vt,
联立解得:
(2)在时间t内,圆盘转过的角度为θ=ωt=n•2π(n=1,2,3,…)
联立解得.
答:(1)小球的初速度为
(2)圆盘转动的角速度为(n=1,2,3,…).
解析
解:(1)小球做平抛运动,
竖直方向上有,
水平方向上有R=vt,
联立解得:
(2)在时间t内,圆盘转过的角度为θ=ωt=n•2π(n=1,2,3,…)
联立解得.
答:(1)小球的初速度为
(2)圆盘转动的角速度为(n=1,2,3,…).
人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动,它的速率、周期跟它的轨道半径的关系是( )
正确答案
解析
解:
由万有引力提供向心力:
G=m
解得:
v=
可知半径越大,速率越小,
由:G=mr
解得:
T=
可知半径越大,周期越大,故C正确,ABD错误.
故选:C.
关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、匀速圆周运动速度大小不变,根据公式a=,加速度大小也不变,但其方向时刻指向圆心,即时刻在变化,故A正确,B错误;
C、做匀速圆周运动物体的速度大小恒定不变,做匀速圆周运动物体的速度方向,即曲线上某点位置的切线方向,不断改变,不是匀变速运动,故CD错误;
故选:A.
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