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题型:简答题
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简答题

如图6-8-25甲所示,在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球,圆锥体固定在水平面上不动,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为300,物体以速率v绕圆锥体轴线做水平圆周运动:

⑴当时,求线对物体的拉力;

⑵当时,求线对物体的拉力。

正确答案

;⑵F=2mg

临界条件为圆锥体对小球的支持力FN=0,如图6-8-25乙所示,

 ,得:

⑴ 因v1<v0 FN≠0 ,对小球受力分析如图6-8-25丙。

Fsinθ-FNcosθ=mv12/(Lsinθ)

Fcosθ+FNsinθ-mg=0

解之得:

⑵ 因v2v0,物体离开斜面,对小球受力分析如图6-8-26。

Fsinα=mv22/(Lsinα)

Fcosα-mg="0               "

解之得:F=2mg

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题型:填空题
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填空题

当汽车通过拱桥顶点的速度为10时,车对桥顶的压力为车重的,为了安全起见,汽车不能飞离桥面,汽车在桥顶时的速度应限制在          m/s内。  

正确答案

20m/s (4分)

速度较小时,,随着速度的增大,F越来越小,当F减小到等于零时,汽车刚好飘起来,此时

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题型:填空题
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填空题

汽车在水平路面上做环绕运动,设轨道圆半径为R,路面汽车的最大静摩擦力是车重的1/4,要使汽车不冲出跑道,汽车运动速度不得超过______.

正确答案

本题考查的是圆周运动的问题,根据最大静摩擦力提供向心力,,解出速度值;

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题型:简答题
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简答题

有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。(g取10 m/s2

(1)汽车到达桥顶时速度为5m/s ,汽车对桥的压力有多大?

(2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空?

(3)汽车对地面的压力过小时不安全的,因此从这个角度讲,汽车过桥时的速度不能过大,对于同样的车速,拱桥圆弧的半径大些比较安全,还是小些比较安全?

正确答案

(1)

(2)

(3)半径越大越安全

(1)汽车经过桥顶时,受力分析如图,重力和支持力的合力提供向心力,则:

                  3分

代入相关数据解得:           2分

由牛顿第三定律得:汽车对桥的压力为         2分

(2)汽车腾空时只受到重力的作用,重力提供向心力,则

                  3分

       2分

(3)由

对于同样的速度V,R越大时,N就越大,所以

半径越大越安全                          3分

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题型:简答题
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简答题

如图5-6-11所示,质量是5.0×103 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形路面和凸形路面,路面的曲率半径为15 m,为保证安全,要求汽车对路面的压力不得超过2.0×105 N,而且汽车不能离开路面,则汽车允许的最大行驶速率为多少?(g取10 m/s2)

图5-6-11

正确答案

12 m/s

驶过凹形路面时,2.0×105-mg=,得v1="21" m/s.驶过凸形路面时,mg=,得v2="12" m/s.所以,要使汽车不离开路面,汽车允许的最大行驶速率应为12 m/s.

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题型:简答题
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简答题

车以一定的速度在宽阔的马路上匀速行驶,司机突然发现正前方有一墙,把马路全部堵死,为了避免与墙相碰,司机是急刹车好,还是马上转弯好?试定量分析说明道理。

正确答案

刹车好

设汽车的速度为v,与地面的动摩擦因数为μ,若汽车刹车时的位移:,若拐弯产生的半径:,由于R>S,所以刹车比拐弯好。

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题型:简答题
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简答题

如图所示,B、C两轮同轴,RA=RC=2RB,若皮带与轮间无滑动,皮带轮匀速转动时求:

(1)A、B、C三轮边缘的线速度之比为?

(2)A、B、C三轮的角速度之比?

(3)A、B、C三轮的周期之比?

正确答案

(1)2:1:1  (2) 1:1:2  (3)2:2:1

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题型:简答题
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简答题

如图所示,ABCDE为固定在竖直平面内的轨道,ABC为直轨道,AB光滑,BC粗糙,CDE为光滑圆弧轨道,轨道半径为R,直轨道与圆弧轨道相切于C点,其中圆心OBE在同一水平面上,OD竖直,∠COD=θ,且θ<5°。现有一质量为m的小物体(可以看作质点)从斜面上的A点静止滑下,小物体与BC间的动摩擦因数为,现要使小物体第一次滑入圆弧轨道即恰好做简谐运动(重力加速度为g)。求:

小物体过D点时对轨道的压力大小                               

直轨道AB部分的长度S                              

正确答案

小题1: F=3mg-2mgcosθ 

小题2: S=(μcotθ-cotθ)R                            

小题1:小物体下滑到C点速度为零才能第一次滑入圆弧轨道即恰好做简谐运动

CD由机械能守恒定律有:   mgR(1-cosθ)=                      在D点用向心力公式有:   F-mg=m                              解以上二个方程可得:    F=3mg-2mgcosθ                       

小题2:从AC由动能定理有:

mgsinθ(S+Rcotθ)- μmgcosθ·Rcotθ="0                                             "

解方程得:    S=(μcotθ-cotθ)R                         

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简答题

有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。(地球半径R=6400km,重力加速度g取10m/s2

求:(1)汽车到达桥顶时速度为5m/s,汽车对桥的压力是多大?

(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力而腾空?

(3)如果拱桥的半径增大到与地球半径R一样,汽车要在桥面上腾空,速度要多大?

正确答案

(1)当车在桥顶时,可得=7600N

(2)令=0时,

(3)当变为地球半径时,

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量m=2.0×kg的汽车以不变的速度先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为20m。由于轮胎太旧,如果受到超过3×N的压力时就会出现爆胎,则:

(1)汽车在行驶过程中,在哪个位置最可能出现爆胎?

(2)为了使汽车安全过桥,汽车允许的最大速度是多少?

(3)若以(2)中所求得速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?

正确答案

(1)B点;(2)10m/s;(3)105N。

(1)根据圆周运动的知识,凹处受力较大,则在B点位置最可能出现爆胎。

(2)汽车在凹形桥底部时,由牛顿第二定律得:FN-mg=mv2/r  代入数据解得v=10m/s                 

(3)汽车在经过拱形桥顶部时,对桥的压力最小        

由牛顿第二定律得:mg-FN=mv2/r    解得FN=105N

由牛顿第三定律知最小压力为105N

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