力学知识结构体系
练习题
1.如图所示,长度为0.5 m的轻质细杆OP,P端有一个质量为3.0 kg的小球,小球以O点为圆心在竖直平面内作匀速率圆周运动,其运动速率为2 m/s,则小球通过最高点时杆子OP受到(g取10 m/s2) ( )
A.6.0 N的拉力
B.6.0 N的压力
C.24 N的拉力
D.24 N的压力
答案:B
【解析】以小球为研究对象,设杆的作用力方向向下,大小为F,
,由牛顿第三定律可知B对;
2.如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动,若小球运动到P点时,拉力F发生变化,下列关于小球运动情况的说法不正确的是( )
A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动
C.若拉力突然变小,小球将可能沿轨迹Pb做离心运动
D.若拉力突然变大,小球将可能沿轨迹Pc做向心运动
答案:B
【解析】试题分析:A、在水平面上,细绳的拉力提供m所需的向心力,当拉力消失,物体受力合为零,将沿切线方向做匀速直线运动,故A正确.
BC、当向心力减小时,将可能沿pb轨道做离心运动,故B错误,C正确.
D、若拉力突然变大,拉力大于向心力,小球做向心运动,故D正确.
本题选错误的,故选:B
3.如图在绕竖直轴OO’做匀速转动的水平圆盘上,沿同一半径方向放着可视为质点的A、B两物体,同时用长为
的细线将这两物连接起来,一起随盘匀速转动。已知A、B两物体质量分别为mA=0.3kg和mB=0.1kg,绳长
=0.1m,A到转轴的距离r=0.2m,A、B两物体与盘面之间的最大静摩擦力均为其重力的0.4倍,g取10m/s2.
⑴若使A、B两物体相对于圆盘不发生相对滑动,求圆盘的角速度。
⑵当圆盘转速增加到A、B两物体即将开始滑动时烧断细线,则A、B两物体的运动情况如何?A物体所受摩擦力时多大?
答案:
(1)
(2)A不动;B物体做离心运动;FA=1.07N
【解析】(1)当A开始滑动时,表明A与盘间的静摩擦力也已达最大,则:
对A:μmAg-FT=mω2RA
对B:FT+μmBg=mω2RB
由上面两式联解得:此时圆盘的角速度为:
则当
时,A、B两物体相对于圆盘不发生相对滑动.
(2)烧断细线,A与盘间静摩擦力减小,继续随盘做半径为RA=20cm的圆周运动.
此时f=mAω2RA,解得:f=0.3×(
)2×0.2=1.07N
而B由于最大静摩擦力不足以提供向心力而做离心运动.
4.从离地面80m的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,g取10 m/s2,求:
(1)经过多长时间落到地面?
(2)自开始下落计时,在第1s内的位移大小、最后1s内的位移大小。
答案:
(1)4s
(2)5m;35m
【解析】(1)由
,得物体下落到地面的时间为
;
(2)在第1s内的位移
;
最后1s内的位移等于总位移减去前3s的位移,即
;
来源网络
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