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一个小圆环套在置于竖直面内半径为R的大圆环上,并能沿大圆环无摩擦地滑动,当大圆环绕一个穿过其中心的竖直轴转动时,小圆环便相对静止在距大圆环最低点上方h处,如图所示,试求:
(1)小圆环做圆周运动的半径r
(2)大圆环转动的角速度?
(1)由几何关系知,小环做圆周运动的半径为:r=
R2-(R-h)2
=
2Rh-h2

(2)如图所示,小环受重力和支持力,两个力的合力提供向心力,有:
F=mgtanθ=mRsinθω2
解得:ω=
g
Rcosθ
=
g
R-h

答:(1)小圆环做圆周运动的半径r=
2Rh-h2

(2)大圆环转动的角速度为
g
R-h

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两个小球A和B分别被两条轻绳系住,在同一平面内做圆锥摆运动,已知系B的绳子与竖直线的夹角为θ,而系A的绳子与竖直线的夹角为2θ,关于A、B两小球运动的周期之比,下列说法中正确的是(  )
A.1:2B.2:1C.1:4D.1:1

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,半径R=0.9m的光滑的半圆轨道固定在竖直平面内,直径AC方向竖直向下,下端A与光滑的水平轨道相切.一个质量m=1kg的小球以v0=7m/s的初速度从出发点沿摩擦因数μ=0.2的水平轨道做直线运动,到达A端以vA=3
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m/s的速度进入竖直圆轨道,后小球恰好能通过最高点C.不计空气阻力,g取10m/s2.求:
(1)小球刚进入圆周轨道A点时对轨道的压力为多少?
(2)小球从C点离开轨道后的落地点到A点的距离为多少?
(3)小球从出发点到A的距离为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,长度为R=0.5m的轻杆,一端固定质量为M=1.0kg的小球A(小球的半径不计),另一端固定在一转动轴O上,小球绕轴在水平面上以4rad/s的角速度匀速转动,试求:
(1)小球的线速度;
(2)小球运动的向心加速度;
(3)小球运动的向心力.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,长为R的轻杆,一端固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内作圆周运动,关于小球在最高点的速度v0下列说法中正确的是(  )
A.v0的最小值为
gR
B.v0由零逐渐增大,向心力逐渐减少
C.当v0
gR
逐渐增大时,杆对小球的弹力也逐渐增大
D.当v0
gR
逐渐减小时,杆对小球的弹力也逐渐减小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,长L的细绳,一端固定于o点,另一端系一质量为m的小球.小球在水平面内做匀速圆周运动,运动时细绳和竖直方向成θ角.以下说法正确的是(  )
A.小球受到重力,绳的拉力和向心力作用
B.小球受到重力和绳的拉力作用
C.绳的拉力就是向心力
D.小球受到的向心力等于mgtanθ

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

细绳的一端固定在天花板上,另一端悬挂质量为m的小球,小球经推动后在水平面上做匀速圆周运动,如图所示,已知绳长l,绳与竖直线的夹角为θ,试求:
(1)小球的运动周期;
(2)绳对小球的拉力.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,用长为L的轻杆拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,则(  )
A.小球在最高点时所受向心力一定为重力
B.小球在最高点时杆子的拉力不可能为零
C.若小球刚好能在竖直面内做圆周运动,则其在最高点速率是
gL
D.小球在圆周最低点时一定对杆子施加向下的拉力,且一定大于重力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

计算机硬盘内部结构如图所示,读写磁头在计算机的指令下移动到某个位置,硬盘盘面在电机的带动下高速旋转,通过读写磁头读写下方磁盘上的数据。磁盘上分为点击转轴若干个同心环状的磁道,每个磁道按圆心角等分为18个扇区。现在普通的家用电脑中的硬盘的转速通常有5400r/min和7200r/min两种,硬盘盘面的大小相同,则
A.磁头的位置相同时,7 200 r/min的硬盘读写数据更快
B.对于某种硬盘,磁头离盘面中心距离越远,磁头经过一个扇区所用的时间越长
C.不管磁头位于何处,5 400 r/min的硬盘磁头经过一个扇区所用时间都相等
D.5400r/min和7200r/min的硬盘盘面边缘的某点的向心加速度的大小之比为3∶4

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