- 匀速圆周运动
- 共1545题
质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据T=,速度大,周期不一定大,还跟半径有关.故A错误.
B、根据,角速度越大,周期越小.故B错误.
C、匀速圆周运动的加速度大小不变,方向始终指向圆心,不改变速度的大小,只改变速度的方向.故C错误,D正确.
故选:D.
对于做匀速圆周运动的物体,下面说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:匀速圆周运动的过程中,线速度的大小不变,但方向改变,所以线速度改变,动能E=,不发生改变,故B正确.
故选B
如图所示为火车站用来装卸煤炭使用的水平传送带模型,水平传送带的长度为L=8m,传送带的皮带轮半径均为R=0.4m,皮带轮转动的角速度为ω=10rad/s.传送带的底部距地面的高度为h=4.2m,现有一块矩形煤炭(视为质点)无初速度地释放在水平传送带的A点位置处(A、B分别为皮带轮中心轴正上方的两个点).已知煤炭与皮带之间的动摩擦因数为μ=0.2.皮带轮与皮带之间始终不打滑.空气阻力不计,g取10m/s2.回答下列问题:
(1)水平传送带的传动速度为多少?该块煤炭从释放到和传送带共速时,煤块和传送带运动的距离分别是多少?
(2)该块煤炭到达B点后是沿着皮带轮的圆弧滑下,还是离开圆弧飞出?说明原因(要求有必要的理论运算).
(3)该块煤炭落在水平地面上的落点与O2点正下方的水平距离多大?
正确答案
解:(1)根据圆周运动v=ωr,得v=4 m/s
由于煤块初速度为零,煤块与传送带之间发生了相对滑动,滑块所受的滑动摩擦力,
f=μmg,
由 F=ma得,
μmg=ma,
a=2 m/s2,
当煤块加速度到速度等于皮带的传动速度时,二者相对静止,并一起匀速运动,
由v=at,s1=at2得:
煤块加速时间,
t1=2s,
s1=4m,
这个过程传送带一直匀速运动,s2=vt=8m;
(2)当煤块运动到B点飞离圆弧的最小速度为vm,半径为R,
得:mg=,
vm=2 m/s,
煤块滑到B点的速度vt=4 m/s>vm,
所以煤块将飞离B点做平抛运动.
(3)煤块做平抛运动,
竖直方向h+2R=gt2得,
其运动时间为t=1s,
水平位移为s=vt,
s=4m.
答:(1)水平传送带的传动速度为4 m/s,煤块运动的距离是4m,传送带运动的距离是8m.
(2)煤块将飞离B点做平抛运动.
(3)该块煤炭落在水平地面上的落点与O2点正下方的水平距离是4m.
解析
解:(1)根据圆周运动v=ωr,得v=4 m/s
由于煤块初速度为零,煤块与传送带之间发生了相对滑动,滑块所受的滑动摩擦力,
f=μmg,
由 F=ma得,
μmg=ma,
a=2 m/s2,
当煤块加速度到速度等于皮带的传动速度时,二者相对静止,并一起匀速运动,
由v=at,s1=at2得:
煤块加速时间,
t1=2s,
s1=4m,
这个过程传送带一直匀速运动,s2=vt=8m;
(2)当煤块运动到B点飞离圆弧的最小速度为vm,半径为R,
得:mg=,
vm=2 m/s,
煤块滑到B点的速度vt=4 m/s>vm,
所以煤块将飞离B点做平抛运动.
(3)煤块做平抛运动,
竖直方向h+2R=gt2得,
其运动时间为t=1s,
水平位移为s=vt,
s=4m.
答:(1)水平传送带的传动速度为4 m/s,煤块运动的距离是4m,传送带运动的距离是8m.
(2)煤块将飞离B点做平抛运动.
(3)该块煤炭落在水平地面上的落点与O2点正下方的水平距离是4m.
如图所示,质点P以O为圆心在水平面内做匀速圆周运动,半径为r,角速度为ω,当质点P正通过x轴时,另一质量为m的质点由静止开始在水平恒力F的作用下,沿x轴正方向运动,若要使P、Q两质点能在某时刻的速度相同(大小和方向),则力F的可能取值为?
正确答案
解:质点Q在沿OA方向从静止开始在光滑水平面上作匀加速直线运动,速度方向水平向右,故当质点P运动到圆周的正上方位置时,速度与Q的速度相同;
速度v=ωR;
时间t=(n+0.75)T,其中n=0、1、2、…;
对质点Q运用动量定理,有:
Ft=mv;
联立解得:F=,其中n=0、1、2、…;
答:F的大小应满足条件为:F=,其中n=0、1、2、…
解析
解:质点Q在沿OA方向从静止开始在光滑水平面上作匀加速直线运动,速度方向水平向右,故当质点P运动到圆周的正上方位置时,速度与Q的速度相同;
速度v=ωR;
时间t=(n+0.75)T,其中n=0、1、2、…;
对质点Q运用动量定理,有:
Ft=mv;
联立解得:F=,其中n=0、1、2、…;
答:F的大小应满足条件为:F=,其中n=0、1、2、…
下列关于物体运动的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体做直线运动条件是受力为零,或者合力与速度在一条直线上,而不是加速度不变,加速度不变物体可以是曲线运动,如平抛,故A错误.
B、当物体速度为零时,相对其所在的参考系是静止的,但是运动是绝对的,故不能说一定处于静止状态,故B错误.
C、平抛加速度恒定为g,故速度变化量△v=g△t,在任意相等的时间内速度变化量一定相同,故C正确.
D、做匀速圆周运动的物体加速度为:,由于加速度大小不变,方向时刻变化,故△v大小不变,方向时刻变化,故在任意相等的时间内,速度的变化量不同,故D错误.
故选:C.
扫码查看完整答案与解析