1、1、解:火车与内外轨没有挤压时,速度v满足
代入数据解得:
(1),则火车与内轨挤压由牛顿第二定律有
联立方程解得:
根据牛顿第三定律可知,内轨道受到压力大小,方向沿倾斜面向下
(2) ,火车与外轨道挤压,由牛顿第二定律有
联立方程解得:
根据牛顿第三定律可知,内轨道受到压力大小,方向沿倾斜面向上
2、解:(1)A球在在最低点,由牛顿第二定律有
代入数据解得T=30N,根据牛顿第三定律可知球对杆的拉力大小F=30N,方向竖直向下
(2) 同一根杆上角速度相等, 则
在最高点由牛顿第二定律有
解得T=5N,根据牛顿第三定律可知B球对
2、杆的拉力大小F=55N,方向竖直向下
3、如图所示,小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动,当Q球转到与O同一水平线时,有另一小球P在距圆周最高点为h处自由下落,要使两球在圆周最高点相碰,则Q球的角速度应满足什么条件?
解:小球P下落到圆周最高点时间
即
要P、Q在最高点相遇,则Q的角速度满足
解得
4、如图所示,在圆柱形屋顶中心天花板上O点,挂一根L=3m的细绳,绳子的下端挂一个质量m=0.5kg的小球,已知绳能承受的最大拉力为10N,小球在水平面内做圆周运动。当速度逐渐增大到绳断裂后,小球以v=9m/s的速度落在墙角边。求这个圆柱形房屋的高度H和半径R。()
3、
5、一根轻绳,两端分别固定在竖直棒上相距为L的A、B两点,一个质量为m的光滑小圆环套在绳子上,当竖直棒以一定的角速度转动时,圆环以A为圆心在水平面上做匀速圆周运动,这时轻绳上端与竖直棒成夹角,如图所示,求竖直棒转动的角速度。
解:同根绳子对物体拉力相等,则
联立方程解得:
6、如图所示,一质量为0.5kg的小球,用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动,当小球在最高点速度为4m/s时,细线的拉力是多少?此后小球运动到最低点速度为多大,细线的拉力又是多少?若在最低点时细线刚好断掉,此后小球作何种运动?落地时距O点的水平距离是多少?(已知O点离地高为2.2m,)
解:由牛顿第二定律在最高点有
代入数据解得
在最低点,由动能定律有
代入数据解得:
此后小球做平抛运动,落地时间有
解得
则水平位移为 解得
选择题答案: