如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端,杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动,g=10m/s2,求:(1)小球在最高点的速度v1为多大时
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如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端,杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动,g=10m/s2,求:(1)小球在最高点的速度v1为多大时
题型:不详
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如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端,杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动,g=10m/s
2
,求:
(1)小球在最高点的速度v
1
为多大时,球对杆的作用力为0?
(2)当小球在最高点的速度v
2
=6m/s时,球对杆的作用力和方向.
答案
小球在最高点时,对小球受力分析,受重力G和杆的弹力N,假定弹力N向下,如图所示;
由牛顿第二定律和向心力公式得:
N+G=
m
v
2
r
①
(1)由①式解得N=0时的速度
v
1
=
gL
=
10×0.9
m/s=3m/s
(2)由①式得小球在最高点的速度v
2
=6m/s时,杆对球的作用力为:
N=
m
v
2
r
-mg=(
0.2×
6
2
0.9
-0.2×10)N=+6N
“+“说明方向竖直向下
由牛顿第三定律得:球对杆的作用力大小 N
′
=N=6N,方向竖直向上.
答:球对杆的作用力为0时小球在最高点的速度为3m/s,当小球在最高点的速度v
2
=6m/s时,球对杆的作用力大小为6N,方向竖直向下.
举一反三
如图所示,在正方形区域abcd内有一垂直纸面向里的匀强磁场,一束电子以大小不同的速率垂直于ad边且垂直于磁场射入磁场区域,下列判断正确的是( )
A.在磁场中运动时间越长的电子,其运动轨迹所对应的圆心角越大
B.在磁场中运动时间相同的电子,其运动轨迹一定重合
C.不同运动速率的电子,在磁场中的运动时间一定不相同
D.在磁场中运动时间越长的电子,其运动轨迹越长
题型:不详
难度:
|
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如图长L=0.5m质量不计的杆下端固定在O点,上端连着球A,球A质量为m=2kg,A绕O在竖直面做圆周运动.
(1)若小球A过最高点时速率若为1m/s,求此时球对杆的作用力大小和方向;
(2)若小球A过最高点速度为4m/s时,求此时球对杆的作用力大小和方向.
题型:不详
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|
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质量为m的滑块从半径为R的半球形碗的边缘滑向碗底,过碗底时的速度大小为v,若滑块与碗底间的动摩擦因数为μ,则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为______.
题型:不详
难度:
|
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在“用圆锥摆实验验证向心力公式“的实验中,AB为竖直转轴,细绳一端系在A点,另一端与小球C相连,如图所示.当转轴转动时,C球在水平面内做匀速圆周运动.实验步骤如下:
①测量AC间细绳长度l;
②使AB轴转动,并带动C球在水平面内做匀速圆周运动;
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T,并标出C球球心在AB轴上的投影点D,测出AD间距为S;
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F;
⑤算出C球所受的合力F;
⑥验证向心力公式.
(I )在上述实验中还需要测量的物理量有哪些______
A.C球的直径 B.C球的质量 C.C球转动的角速度 D.当地的重力加速度g
(II)为了验证向心力公式正确.请用已知的物理量和第(I)题中你所选择的物理量表示出AD间距S=______.
(III)这一实验方法简单易行.但是有几个因素可能会影响实验的成功,请写出一条
:
______.
题型:安徽一模
难度:
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质量为60kg的体操运动员,做“单臂大回环”,用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动.如图所示,此过程中,运动员到达最低点时手臂受的拉力至少应为多少?(忽略空气阻力,g=10m/s
2
)( )
A.600 N
B.2 400 N
C.3 000 N
D.3 600 N
题型:不详
难度:
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