轻绳一端固定在光滑水平轴O上,另一端系一质量为m的小球,如图所示,在最低点给小球一初速度,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(
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轻绳一端固定在光滑水平轴O上,另一端系一质量为m的小球,如图所示,在最低点给小球一初速度,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(
题型:不详
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轻绳一端固定在光滑水平轴O上,另一端系一质量为m的小球,如图所示,在最低点给小球一初速度,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.小球在最高点时对绳的拉力为零
B.小球在最高点时对绳的拉力大小为mg
C.若增大小球的初速度,则过最高点时球对绳的力一定增大
D.若增大小球的初速度,则在最低点时球对绳的力一定增大
答案
ACD
解析
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
=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;
对于球,在最高点时:若v<
时,杆对球的作用力方向竖直向上时,由上得到F=mg-m
,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.
若v>
时,杆对球的作用力方向竖直向下时,由mg+F=m
,得F=m
-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.
本题属于竖直平面内圆周运动临界条件问题,抓住杆能支撑小球的特点,由牛顿第二定律进行分析.
举一反三
一辆汽车通过某一拱形桥顶点时的速度大小为36km/h,汽车对桥顶的压力为车重的
如果要使汽车在桥顶对桥面恰好没有压力,汽车过桥时的速度应
km/h。
题型:不详
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如图所示,半径为R,管内径很小的光滑半圆管道竖直放置在距离地面为h的平台的边缘,质量为m的A、B两个小球先后以不同速度从底端进入管内,小球通过最高点C时,A对外管壁的压力大小为3mg, B对内管壁的压力大小为0.75mg.求A、B两小球落地点之间的水平距离.(都落在水平地面上)
题型:不详
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如图所示,质量为
的小球在竖直面内的光滑圆轨道内侧做半径为
的圆周运动,不计空气阻力,设小球恰好能通过最高点
时速度的大小为
。若小球在最低点以大小为
的速度水平向右运动,则下列说法正确的是
A.小球在最低点对轨道的压力大小为
B.小球能通过轨道的最高点
C.小球不能通过轨道上与圆心等高的
点
D.小球在
AB
之间某一点脱离圆轨道,此后做平抛运动
题型:不详
难度:
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一辆运输西瓜的小汽车(可视为质点),以大小为
v
的速度经过一座半径为
R
的拱形桥。在桥的最高点,其中一个质量为
m
的西瓜A(位置如图所示)受到周围的西瓜对它的作用力的大小为( )
A.
B.
C.
D.
题型:不详
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如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图,弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接,两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后连接一起,两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开,弹簧将两车弹开,其中后车刚好停在圆环最低点处,前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点.求:
(1)前车被弹出时的速度.
(2)把前车弹出过程中弹簧释放的弹性势能.
(3)两车下滑的高度h.
题型:不详
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