题目内容
13.长L=0.5m的轻杆,一端有一个质量为m=3kg的小球,小球以O为圆心在竖直面内做圆周运动,小球通过最高点时运动的速率为2m/s,则小球通过最高点时杆受到( )A. | 6N的拉力 | B. | 6N的压力 | C. | 24N的拉力 | D. | 54N的拉力 |
分析 小球在细杆的作用下,在竖直平面内做圆周运动.对最高点受力分析,找出提供向心力的来源,结合已知量可求出最高点小球速率为2m/s时的细杆受到的力.
解答 解:小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动,
当在最高点小球与细杆无弹力作用时,小球的速度为V1,则有
$mg=m\frac{{{v}_{1}}^{2}}{L}$得:${v}_{1}=\sqrt{gL}=\sqrt{10×0.5}=\sqrt{5}m/s$
因为$2m/s<\sqrt{5}m/s$,则小球受到细杆的支持力
小球在O点受力分析:重力与支持力,$mg-N=m\frac{{{v}_{2}}^{2}}{L}$
则$N=30-3×\frac{4}{0.5}=6N$
所以细杆受到的压力,大小为6N.
故选:B
点评 小球在杆的作用下做圆周运动,在最高点杆给球的作用是由小球的速度确定.因从球不受杆作用时的速度角度突破,比较两者的速度大小,从而确定杆给球的作用力.同时应用了牛顿第二、三定律.当然还可以假设杆给球的作用力,利用牛顿第二定律列式求解,当求出力是负值时,则说明假设的力与实际的力是方向相反.
练习册系列答案
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3.一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小,直至为零,那么该物体运动的情况肯定是( )
A. | 速度不断增大,加速度为零时,速度最大 | |
B. | 速度不断减小,加速度为零时,速度最小 | |
C. | 速度的变化率越来越小 | |
D. | 速度肯定是越来越小的 |
1.如图所示一个平行板电容器水平放置,并与一金属圆环连接,一质量为m的带电小球用绝缘线悬挂在上极板上,金属环处在竖直平面内,环面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直.若金属环、电容器及小球一起以水平速度v向右平动时,细线拉力大小为F1,且此时细线恰好处于竖直状态,若金属环、电容器及小球一起以水平速度2v向右平动时,细线拉力大小为F2,则( )
A. | 当速度为2v时,细线与竖直方向有一向左的偏角,且F1>F2 | |
B. | 当速度为2v时,细线仍保持竖直方向,且F1=F2 | |
C. | 当速度为2v时,细线与竖直方向有一向右的偏角,且F1<F2 | |
D. | 细线的拉力大小与小球所带电的电性无关 |
5.对于做匀速直线运动的物体,则描述不正确的有( )
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B. | 任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程 | |
C. | 若两物体的速度相同,则它们的速率必然相同,在相同时间内通过的路程相等 | |
D. | 若两物体的速率相同,则它们的速度必然相同,在相同时间内的位移相等 |
6.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个质量为m=0.2kg的小球,小球处于静止状态,弹性杆对小球的弹力为( )
A. | 大小为2N,方向平行于斜面向上 | B. | 大小为1N,方向平行于斜面向上 | ||
C. | 大小为2N,方向垂直于斜面向上 | D. | 大小为2N,方向竖直向上 |