轻杆长,以一端为圆心,在竖直面内做圆周运动,杆另一端固定一个质量的小球,小球通过最高点时速率,已知重力加速度为。求此时小球对杆的作用力大小及方向。
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轻杆长,以一端为圆心,在竖直面内做圆周运动,杆另一端固定一个质量的小球,小球通过最高点时速率,已知重力加速度为。求此时小球对杆的作用力大小及方向。
题型:不详
难度:
来源:
轻杆长
,以一端为圆心,在竖直面内做圆周运动,杆另一端固定一个质量
的小球,小球通过最高点时速率
,已知重力加速度为
。求此时小球对杆的作用力大小及方向。
答案
解析
解:假设小球受到杆对它的弹力竖直向上,大小为F,以小球为研究对象,根据牛顿第二定律:
(2分)
代入数值得:
(2分)
由于
,说明假设正确。
根据牛顿第三定律,小球对杆的作用力大小为4.8N, (2分)
方向竖直向下。 (2分)
本题考查了圆周运动的实例,要解决本题的关键就是弄清楚在最高点向心力的来源,根据牛顿第二定律可得,
举一反三
如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向左做匀减速运动,到达A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道,当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m,
,小球质量为m=0.5kg,D点与小孔A的水平距离s=2m,g取10m/s
2
。试求:
(1)求摆线能承受的最大拉力为多大?
(2)要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道,求粗糙水平面摩擦因数μ的范围。
题型:不详
难度:
|
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如图所示,质量为m的物体被用细绳经过光滑小孔而牵引在光滑的水平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F时转动半径为R,当拉力逐渐减小到F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则外力对物体所做的功的大小是( )
A.FR/4
B.3FR
C.5FR/2
D.0
题型:不详
难度:
|
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如图所示,细绳的一端固定于O点,另一端系一质量为m的小球,使小球在竖直平面内作圆周运动,周期一定,当小球在最高点时绳的张力为T
1
,在最低点时,绳的张力为T
2
,则T
1
和T
2
的差值为
A.2mg
B.4mg
C.6mg
D.8mg
题型:不详
难度:
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如图所示,竖直光滑直轨道OA高度为2R,连接半径为R的半圆形光滑环形管道ABC(B为最低点),其后连接
圆弧环形粗糙管道CD,半径也为R.一个质量为m的小球从O点由静止释放,自由下落至A点进入环形轨道,从D点水平飞出,下落高度刚好为R时,垂直落在倾角为30°的斜面上P点,不计空气阻力,重力加速度为g.求:
(1)小球运动到B点时对轨道的压力大小;
(2)小球运动到D点时的速度大小;
(3)小球在环形轨道中运动时,摩擦力对小球做了多少功?
题型:不详
难度:
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如图所示,在正三角形区域内存在着垂直于纸面的匀强磁场和平行于AB的水平方向的匀强电场,一不计重力的带电粒子刚好以某一初速度从三角形O点沿角分线OC做匀速直线运动。若此区域只存在电场时,该粒子仍以此初速度从O点沿角分线OC射入,则此粒子刚好从A点射出;若只存在磁场时,该粒子仍以此初速度从O点沿角分线OC射入,则下列说法正确的是
A.粒子将在磁场中做匀速圆周运动,运动轨道半径等于三角形的边长
B.粒子将在磁场中做匀速圆周运动,且从OB阶段射出磁场
C.粒子将在磁场中做匀速圆周运动,且从BC阶段射出磁场
D.根据已知条件可以求出该粒子分别在只有电场时和只有磁场时在该区域中运动的时间之比
题型:不详
难度:
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