轻杆一端固定在光滑水平轴O上,另一端固定一质量为m的小球,如图所示.给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能通过最高点P,下列说法正确的是( )A
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轻杆一端固定在光滑水平轴O上,另一端固定一质量为m的小球,如图所示.给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能通过最高点P,下列说法正确的是( )A
题型:不详
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轻杆一端固定在光滑水平轴O上,另一端固定一质量为m的小球,如图所示.给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能通过最高点P,下列说法正确的是( )
A.小球在最高点时对杆的作用力为零
B.小球在最高点时对杆的作用力为mg
C.若增大小球的初速度,则在最高点时球对杆的力一定增大
D.若增大小球的初速度,则在最高点时球对杆的力可能增大
答案
A、B以小球为研究对象,设在最高点时杆对小球的作用力大小为F,方向竖直向上.小球刚好能通过最高点P,速度为零,根据牛顿第二定律得,mg-F=m
v
2
r
=0,即有F=mg,再由牛顿第三定律得到,小球在最高点时对杆的作用力也为mg,方向竖直向下.故A错误,B正确.
C、对于球,在最高点时:
若v<
gr
时,杆对球的作用力方向竖直向上时,由上得到F=mg-m
v
2
r
,增大小球的初速度,杆对球的作用力F减小,则球对杆的力减小.故C错误.
D、若v>
gr
时,杆对球的作用力方向竖直向下时,由mg+F=m
v
2
r
,得F=m
v
2
r
-mg,当速度v增大时,杆对球的作用力F增大,则球对杆的力增大.故D正确.
故选BD
举一反三
如图所示,长为R的轻质杆(质量不计),一端系一质量为m的小球(球大小不计),绕杆的另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动,若小球最低点时,杆对球的拉力大小为1.5mg,求:
①小球最低点时的线速度大小?
②小球以多大的线速度运动,通过最高处时杆对球不施力?
题型:不详
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卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,在这种环境中无法用天平称量物体的质量.于是某同学在这种环境设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动.设航天器中具有基本测量工具.
(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计,原因是______;
(2)实验时需要测量的物理量是______;
(3)待测质量的表达式为m=______.
题型:武汉模拟
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如图所示,小球m用长为L的绳固定于O点,在O点下方
L
2
处有一钉子B,把绳水平拉直后无初速释放小球,小球到达A点 时绳子与钉子B相遇,此时下列说法中正确的是( )
A.小球的速度突然增加
B.小球的向心加速度突然增大
C.小球的角速度突然增大
D.悬线的拉力突然增大
题型:不详
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AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B与水平直轨道相切,如图所示.一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑.已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,不计各处摩擦.求:
(1)小球运动到B点时的动能
(2)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力N
B
、N
C
各是多大?
题型:不详
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人手里抓住一根长为L的轻质细绳的一端,绳的另一端系着一个质量为m的小球,若要使小球能在竖直面内作圆周运动,它转动的角速度ω应满足的条件是( )
A.
ω≥
gL
B.
ω≤
gL
C.
ω≥
g
L
D.
ω≤
g
L
题型:不详
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