一个质量为m的小球拴在钢绳的一端,另一端施加大小为F1的拉力作用,在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动。今将力的大小改变为F2,使小球仍在水平面上做匀速圆周运动,但半径变为R2,小球运动的半径由R1变为R2过程中拉力对小球做的功。
用长为L的细绳栓住一个质量为m的小球,如图所示,当小球在水平面内做匀速圆周运动时,细绳与竖直方向成角,求小球做匀速圆周运动的周期及细绳对小球的拉力。
2010年温哥华冬奥会双人滑比赛中,申雪、赵宏博拿到中国花样滑冰史上首枚冬奥会金牌,如图所示,赵宏博(男)以自己为转轴拉着申雪(女)做匀速圆周运动,转速为30r/min.申雪的脚到转轴的距离为1.6m.求:
(1)申雪做匀速圆周运动的角速度;
(2)申雪的脚运动速度的大小.
如图所示,轻杆的一端用铰链固定在竖直转轴OO′上的O端,另一端固定一小球,轻杆可在竖直平面内自由转动,当转轴以某一角速度匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周转动,此时轻杆与竖直转轴OO′的夹角为37°.已知转轴O端距离水平地面的高度为h,轻杆长度为L,小球的质量为m,重力加速度为g,取sin37°≈0.6,cos37°≈0.8,求:
(1)小球做匀速圆周运动的线速度v.
(2)若某时刻小球从轻杆上脱落,小球的落地点到转轴的水平距离d.
(3)若缓慢增大转轴的转速,求轻杆与转轴的夹角从37°增加到53°的过程中,轻杆对小球所做的功W.
一物体在水平面内沿半径 R=" 0.20" m的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度V=0.2m/s,试求:(1)它的向心加速度为多少m/s2?(2)它的角速度为多少 rad/s?
如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,可绕过其圆心的竖直轴OO’匀速转动,在圆心O正上方h处有一个正在间断滴水的容器,每当一滴水落在盘面时恰好下一滴水离开滴口。某次一滴水离开滴口时,容器恰好开始水平向右做速度为v的匀速直线运动,将此滴水记作第一滴水。不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)相邻两滴水下落的时间间隔;
(2)第二滴和第三滴水在盘面上落点之间的距离最大可为多少?;
如图所示,图甲为游乐场的悬空旋转椅,我们把这种情况抽象为图乙的模型:一质量m = 40kg的小球通过长L=12.5m的轻绳悬于竖直面内的直角杆上,水平杆长
L′= 7.5m。整个装置绕竖直杆转 动,绳子与竖直方向成θ角。求:
(1) 要使θ =37°,试求该装置必须以多大角速度转动才行?
(2)此时绳的张力是多大?(g = 10m/s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8)
如图所示,有一水平放置的圆盘,上面水平放一劲度系数为的弹簧,弹簧的一端固定于轴上,另一端连接一质量为的物体A,物体与盘面间的动摩擦因数为,开始时弹簧未发生形变,长度为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则:(1)盘的转速n0多大时,物体A开始滑动?
(2)当转速达到2n0时,弹簧的伸长量是多少?
质点P以O为圆心做半径为R的匀速圆周运动,如图所示,周期为T。当P经过图中D点时,有一质量为m的另一质点Q受到力F的作用从静止开始作匀加速直线运动。为使P、Q两质点在某时刻的速度相同,则F的大小应满足什么条件?
长L=0.5 m的轻杆,其一端连接着一个零件A,A的质量m=1kg. 现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动,如图所示.在A通过最高点时,求下列两种情况下A对杆的作用力:
(1)A的速率为 2m/s;
(2)A的速率为3m/s.(g=10 m/s2)
(6分)在以角速度ω=2 rad/s绕竖直转轴匀速转动的水平圆盘上有一质量m=5 kg的滑块,滑块离转轴的距离r=0.2 m,滑块跟随圆盘做匀速圆周运动(二者未发生相对滑动).求:
(1) 滑块运动的线速度大小;
(2) 滑块受到静摩擦力的大小和方向.
如图所示,长为R的轻质杆(质量不计),一端系一质量为的小球(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1.5,求:
①小球最低点时的线速度大小?
②小球通过最高点时,杆对球的作用力的大小及方向?
③小球以多大的线速度运动,通过最高处时杆对球不施力?
(10分)如图所示,是马戏团中上演的飞车节目,在竖直平面内有半径为R的圆轨道.表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动.已知人和摩托车的总质量为m,人以v1=的速度过轨道最高点B,并以v2=v1的速度过最低点A.求在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差多少?
如图所示,轻杆长为3L, 在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,已知球A运动到最高点时,球A对杆恰好无作用力。求:
(1)球A在最高点时的角速度大小;
(2)球A在最高点时,杆对水平轴的作用力的大小和方向。