质量为m的小球用一细绳系着在竖直平面内恰能做圆周运动,小球运动到最低点时速率是它在最高点时速率的5倍,则小球运动到最低点和最高点时,绳子对小球的拉力之差为(
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质量为m的小球用一细绳系着在竖直平面内恰能做圆周运动,小球运动到最低点时速率是它在最高点时速率的5倍,则小球运动到最低点和最高点时,绳子对小球的拉力之差为(
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质量为m的小球用一细绳系着在竖直平面内恰能做圆周运动,小球运动到最低点时速率是它在最高点时速率的
5
倍,则小球运动到最低点和最高点时,绳子对小球的拉力之差为( )
A.2mg
B.4mg
C.6mg
D.5mg
答案
由于小球恰好能通过圆周最高点,则在最高点,绳的拉力F
1
=0,满足mg=
m
v
1
2
R
,则:v
1
=
gR
.
当小球处于最低点时,速度为:v
2
=
5
v
1
=
5gR
.
由绳的拉力和重力的合力提供向心力,则:
F
2
-mg=
m
v
2
2
R
,
得:F
2
=6mg
由此可知F
2
-F
1
=6mg,故C正确.
故选:C
举一反三
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题型:不详
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长为l的细线上端固定在顶角为74°的固定光滑圆锥体的顶部,下端与质量为m的小球(可看做质点)相连,如图.让小球绕圆锥体的中心以角速度ω在水平面内做匀速圆周运动.(已知sin37°=0.6;cos37°=0.8)
(1)当ω
2
=______时,圆锥体对小球的支持力恰好为0;
(2)当ω
2
=
2g
l
时,绳对小球的拉力是______;
(3)当ω
2
=
5g
9l
时,绳对小球的拉力是______.
题型:不详
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某实验小组探究向心力F与角速度ω的关系,利用力传感器来测量力的大小,光电门传感器来测量挡光杆的挡光时间,进而求出角速度.实验装置如图1所示.
实验器材:数据采集器、光电门传感器、力传感器、向心力实验器、物理支架、计算机.
利用计算机软件对数据点进行分析.分别点击“一次拟合“、“二次拟合“、“三次拟合“,得出三条拟合图线.如图2所示(一次拟合表示因变量F和自变量ω成一次关系;二次拟合、三次拟合表示因变量与自变量成二、三次关系)观察记录数据与那种关系曲线共线,从而得出自变量和因变量的关系.
问题1:实验中,研究向心力与角速度关系采用的物理方法是______
问题2:根据图中的拟合的曲线可以得出什么结论:______
问题3:根据结论,可以判断如果是轻绳拉着小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动,当质量与绳长相同时,角速度大的容易断还是角速度小的容易断______
题型:不详
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如图所示,半径R=0.9m的光滑的半圆轨道固定在竖直平面内,直径AC方向竖直向下,下端A与光滑的水平轨道相切.一个质量m=1kg的小球以v
0
=7m/s的初速度从出发点沿摩擦因数μ=0.2的水平轨道做直线运动,到达A端以v
A
=3
5
m/s的速度进入竖直圆轨道,后小球恰好能通过最高点C.不计空气阻力,g取10m/s
2
.求:
(1)小球刚进入圆周轨道A点时对轨道的压力为多少?
(2)小球从C点离开轨道后的落地点到A点的距离为多少?
(3)小球从出发点到A的距离为多少?
题型:不详
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关于向心力和向心加速度的说法,正确的是( )
A.向心力是指向圆心方向的合力
B.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中一种力或某种力的分力
C.向心加速度描述速度大小变化的快慢
D.向心加速度描述速度方向变化的快慢
题型:不详
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