如图所示,质量不计的轻杆一端固定于水平轴O上,另一端固定一个质量为m的小球,使杆带动小球在竖直面内绕O轴运动,当小球经过最高点时,以下说法中正确的是( )A.
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如图所示,质量不计的轻杆一端固定于水平轴O上,另一端固定一个质量为m的小球,使杆带动小球在竖直面内绕O轴运动,当小球经过最高点时,以下说法中正确的是( )A.
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,质量不计的轻杆一端固定于水平轴O上,另一端固定一个质量为m的小球,使杆带动小球在竖直面内绕O轴运动,当小球经过最高点时,以下说法中正确的是( )
A.杆受到小球对它的压力可以为零
B.杆对小球的作用力可能竖直向上
C.杆对小球的作用力可能竖直向下
D.小球的速率不能小于
gL
(L为杆长)
答案
对小球受力分析,受重力G,弹力F,假设方向向下,如图
球做圆周运动,合力等于向心力,根据牛顿第二定律
G+F=m
v
2
r
解得
F=m
v
2
r
-mg
讨论:
①当F>0时,假设成立,杆对小球是向下的拉力;
②当F=0时,杆对小球无作用力;
③当F<0时,杆对小球的弹力方向与假设的方向相反,是向上的支持力;
故选ABC.
举一反三
如图是半径为R=0.5m的光滑圆弧形轨道,直径AC水平,直径CD竖直.今有质量为m=1kg的小球a从A处以初速度v
0
=
3
6
m/s
沿圆弧运动,与静止在圆弧底端B处直径相同的小球b发生碰撞.则(g=10m/s
2
)
(1)小球a在A处对轨道的压力多大?(结果保留两位有效数字)
(2)若小球b质量也为m,且a、b发生弹性碰撞,则碰后小球b的速度多大?
(3)若小球b质量为km(k>0),且a、b碰后粘在一起,欲使ab不脱离轨道求k的取值范围.
题型:不详
难度:
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一端弯曲的光滑绝缘杆ABD固定在竖直平面上,如图所示,AB段水平,BD段是半径为R的半圆弧,有电荷量为Q(Q>0)的点电荷固定在圆心O点.一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电小环套在光滑绝缘杆上,在水平外力作用下从C点由静此开始运动,到B点时撤去外力,小环继续运动,发现刚好能到绝缘杆的最高点D.已知CB间距为4R/3.(提示:根据电磁学有关知识,在某一空间放一电荷量为Q的点电荷,则距离点电荷为r的某点的电势为
ϕ=k
Q
r
,其中k为静电力常量,设无穷远处电势为零.)
(1)求小环从C运动到B过程中,水平外力做的功;
(2)若水平外力为恒力,要使小环能运动到D点,求水平外力的最小值F
0
;
(3)若水平外力为恒力,大小为F(F大于(2)问中的F
0
),求小环运动到D点时,绝缘杆对环的弹力大小和方向.
题型:绍兴二模
难度:
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一辆质量m=5×10
3
kg的汽车以15m/s的速度开上一个半径为R=50m的圆弧形拱桥的顶端最高点时,汽车的向心加速度大小为______m/s
2
,此时它对桥顶部的压力大小为______N.(取g=10m/s
2
)
题型:不详
难度:
|
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如图所示,半径为R的半球形碗内表面光滑,一质量为m的小球以角速度ω在碗内一水平面做匀速圆周运动,则该平面离碗底的距离h=______.
题型:不详
难度:
|
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奥运会单杠比赛中有一个“单臂大回环”动作,难度系数非常大.假设运动员质量为m,单臂抓杠身体下垂时,手掌到人体重心的距离为l,在运动员单臂回转从顶点倒立(已知此时速度为0)转动至最低点的过程中(可将人视作质量集中于重心的质点,且不考虑手掌与单杠间的摩擦力,重力加速度为g).下列分析不正确的有( )
A.到最低点处速度是2
gl
B.在最低点处的加速度大小是4g
C.在最低点时运动员手臂拉力是其自身重力的3倍
D.经过最低点角速度最大且等于2
g
l
题型:不详
难度:
|
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