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豎直面內(nèi)圓周運動 (1) 繩: 繩只能給物體施加拉力.而不能有支持力. 這種情況下有所以小球通過最高點的條件是.通過最高點的臨界速度當(實際上小球還沒滑到最高點就脫離了軌道). 例1如圖所示.小球以初速度為v0從光滑斜面底部向上滑.恰能到達最大高度為h的斜面頂部.右圖中A是內(nèi)軌半徑大于h的光滑軌道.B是內(nèi)軌半徑小于h的光滑軌道.C是內(nèi)軌半徑等于h光滑軌道.D是長為的輕棒.其下端固定一個可隨棒繞O點向上轉(zhuǎn)動的小球.小球在底端時的初速度都為v0.則小球在以上四種情況中能到達高度h的有例2 如圖所示的是雜技演員表演的“水流星．一根細長繩的一端.系著一個盛了水的容器．以繩的另一端為圓心.使容器在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動．N為圓周的最高點.M為圓周的最低點．若“水流星通過最低點時的速度．則下列判斷正確的是( ) A．“水流星到最高點時的速度為零 B．“水流星通過最高點時.有水從容器中流出 C．“水流星通過最高點時.水對容器底沒有壓力 D．“水流星通過最高點時.繩對容器有向下的拉力解析:假設(shè)水能夠通過最高點.則到達到最高點時的速度設(shè)為v1.由機械能守恒定律得:.得.而當容器恰好能上升到最高點時的臨界條件.此時水對容器的壓力為0時.C正確． [答案]C :對物體既可以有拉力.也可以有支持力.如圖2所示. ①過最高點的臨界條件:. ②在最高點.如果小球的重力恰好提供其做圓周運動的向心力.即..桿或軌道內(nèi)壁對小球沒有力的作用. 當0<時,小球受到重力和桿對球的支持力(或軌道內(nèi)壁下側(cè)對球的向上的支持力).此二力的合力提供向心力, 當時.小球受到重力和桿向下的拉力(或軌道內(nèi)壁上側(cè)對球豎直向下的壓力).這二力的合力提供向心力. 因此.是小球在最高點受到桿的拉力還是支持力的分界速度.是受到軌道內(nèi)壁下側(cè)的彈力還是內(nèi)壁上側(cè)的彈力的分界速度. 例如圖所示,輕桿的一端有一個小球,另一端有光滑的固定軸O,現(xiàn)給球一初速度,使球和桿一起繞O軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動,不計空氣阻力,用F表示球到達最高點時桿對小球的作用力,則F ( ) A.一定是拉力 B.一定是推力 C.一定等于零 D.可能是拉力,可能是推力,也可能等于零答案?D 解析最高點球受重力mg與桿的作用力F,由牛頓第二定律知mg+F=ma向=m(v為球在最高點的速度,R為球做圓周運動的半徑)當v=時,F=0,當v>時,F>0,即拉力,當v<時,F<0,即推力.故D對. 解析本題是物體在豎直面內(nèi)圓周運動的典型模型――輕桿模型.桿可以對物體有拉力.也可以有推力.對物體的彈力還可以為零.答案D. [答案]D .只能給物體支持力.而不能有拉力. 有支撐的小球.但彈力只可能向上.如車過橋．在這種情況下有: .否則車將離開橋面.做平拋運動．例如圖所示.小物塊位于半徑為R的半球形物體頂端.若給小物塊一水平速度.則物塊 ( ) A．立即做平拋運動 B．落地時水平位移為 C．落地速度大小為2 D．落地時速度方向與地面成45°角解析:物體恰好不受軌道的支持力的情況下(物體在最高點做圓周運動)的臨界條件是.最高點速度為.因為＞.所以物體將從最高點開始做平拋運動.A正確,由平拋運動的規(guī)律可得:R＝.x=v0t.所以可得x=2R.B答案正確,落地時豎直分速度.合速度.其方向與地面成45°角.CD正確． [答案]ACD．【查看更多】

題目列表(包括答案和解析)

某老師在做豎直面內(nèi)圓周運動快慢的實驗研究，并給運動小球拍了頻閃照片，如圖所示（小球相鄰影像間的時間間隔相等），小球在最高點和最低點的運動快慢比較，下列說法中正確的是（　�。�

A、最高點附近小球相鄰影像間弧長短，線速度小，運動較慢

B、最低點附近小球相鄰影像間圓心角大，角速度大，運動較快

C、小球在相鄰影像間運動時間間隔相等，最高點與最低點運動一樣快

D、無法比較最高點和最低點的運動快慢

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某老師在做豎直面內(nèi)圓周運動快慢的實驗研究，并給運動小球拍了頻閃照片，如圖所示（小球相鄰影像間的時間間隔相等），下列正確的是（　�。�

A、最高點附近小球相鄰影像間弧長短，線速度小

B、最低點附近小球相鄰影像間圓心角大，角速度大

C、因繩對小球不做功，小球速度大小一直保持不變

D、小球經(jīng)過最高點時比經(jīng)過最低點時繩子易斷

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如圖所示，一個人用一根長L=lm，最大只能承受T=74N拉力的繩子，拴著一個質(zhì)量m=1kg的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運動．已知圓心O離地面的高度h=6m，g=10m/s²．求：
（1）若小球恰能完成豎直面內(nèi)圓周運動，小球在最高點的速度是多少？
（2）若轉(zhuǎn)動中小球在最低點時繩子恰好斷了，繩斷后，小球落地點與拋出點間的水平距離是多少？

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(多選)(豎直面內(nèi)圓周運動模型)如圖7所示，豎直放置的光滑圓軌道被固定在水平地面上，半徑r＝0.4 m，最低點處有一小球(半徑比r小很多)現(xiàn)給小球一水平向右的初速度v₀，則要使小球不脫離圓軌道運動，v₀應(yīng)當滿足(g＝10 m/s²) (　　)．

A．v₀≥0 B．v₀≥4 m/s

C．v₀≥2 m/s D．v₀≤2 m/s