题目内容
如图所示,两段长为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间距也为L。今使小球在竖直面内绕AB水平轴做圆周运动,当小球到达最高点时速率为v,两段线中的拉力恰好为零,若小球到达最高点时速率为2v,则此时每段线中张力大小为
A. B. C.3mg D.4mg
B
解析试题分析:当小球到达最高点的速率为v时,两段线中张力恰好均为零,由小球的重力提供向心力,根据牛顿第二定律得出v与半径的关系.若小球到达最高点速率为2v,由重力、两绳拉力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得出绳子的拉力与速度、半径的关系,联立求出两绳拉力的合力,再由力的合成法求出每段线中的张力.
当速率为v时,则有mg=m ①,当速率为2v时,则有mg+F=m ②,联立①②得,F=3mg;
设每根线上的张力为T,满足:2Tcos30°=F,解得T=。故本题选B。
考点:牛顿第二定律在圆周运动中的应用,圆周运动中的临界问题,共点力的合成
关于匀速圆周运动的线速度、角速度、周期之间的关系,下列说法中正确的是 ( )
A.线速度大的角速度一定大 |
B.线速度大的周期一定小 |
C.角速度大的半径一定小 |
D.角速度大的周期一定小 |
如图所示,小球A质量为m,固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动,如果小球经过最高位置时速度为,则杆对球的作用力为( )
A.推力, | B.拉力, |
C.推力, | D.拉力, |
公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为vc时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,则在该弯道处,
A.路面外侧高内侧低 |
B.车速只要低于vc,车辆便会向内侧滑动 |
C.车速虽然高于vc,但只要不超出某一高度限度,车辆便不会向外侧滑动 |
D.当路面结冰时,与未结冰时相比,vc的值变小 |
如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动,a和b是轮上质量相等的两个质点,则偏心轮转动过程中a、b两质点
A.角速度大小相等 | B.线速度大小相等 |
C.向心加速度大小相等 | D.向心力大小相等 |
如图所示,在光滑的圆锥面内,两个质量不相同的小球P和Q,沿其内表面在不同的水平面内做半径不同的匀速圆周运动,其中球P的轨道半径较大,则
A.球P的角速度较小 | B.球P的向心力较小 |
C.球P的加速度较大 | D.球P的线速度较大 |
如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图线。表示质点P的图线是过原点的一条直线,表示质点Q的图线是双曲线。由图线可知( )
A.质点P的线速度大小不变 | B.质点P的角速度大小不变 |
C.质点Q的角速度大小不变 | D.质点Q的周期大小不变 |