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小球在半径为R的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动,试分析图中的θ(小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角)与线速度v、周期T的关系。(小球的半径远小于R。)
θ越大(即轨迹所在平面越高),v越大,T越小。
小球做匀速圆周运动的圆心在和小球等高的水平面上(不在半球的球心),向心力F是重力G和支持力N的合力,所以重力和支持力的合力方向必然水平。如图所示有: ,由此可得:
,(式中h为小球轨道平面到球心的高度)。可见,θ越大(即轨迹所在平面越高),v越大,T越小。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,AB是半径为R的1/4光滑圆弧轨道。B点的切线在水平方向,且B点离水平地面高为h,有一质量为m的物体(可视为质点)从A点静止开始滑下。求:
(1)物体运动到B点时的速率
(2)物体运动到B点时,对轨道的压力
(3)物体落地点到B点的距离

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)旋转秋千是游乐园里常见的游乐项目,它有数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上,每一座椅可坐一人。启动时,座椅在旋转圆盘的带动下围绕竖直的中心轴旋转飘游,如图甲所示,我们把这种情况抽象为图乙的模型:一质量m=40kg的球通过长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,绳子与竖直方向成角。当θ =37°时,(g = 9.8m/s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8)求:
(1)绳子的拉力大小;
(2)该装置转动的角速度。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,用两根长度相同的轻绳OAAB连结钉子O和两个质量相等的小球,当两小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动时,两段绳的张力之比为TOA : TAB =__________.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,甲、乙、丙三个物块放在旋转圆台上,动摩擦因数均为µ,甲的质量为2m,乙、丙质量均为m;甲、乙离轴为R,丙离轴为2R,物块随圆台一起旋转时,(   )
A.丙物块的向心加速度最小B.乙物块的静摩擦力最小
C.当圆台转速增加时,乙比甲先滑动D.当圆台转速增加时,丙比甲先滑动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(本题14分)两百多年来,自行车作为一种便捷的交通工具,已经融入人们的社会生活之中,骑自行车出行,不仅可以减轻城市交通压力和减少汽车尾气污染,而且还可以作为一项很好的健身运动。
小题1:右图为一种早期的自行车,这种不带链条传动的自行车前轮的直径很大,这样的设计在当时主要是为了(  )
A.提高速度
B.提高稳定性
C.骑行方便
D.减小阻力
小题2:自行车的设计蕴含了许多物理知识,利用所学知识完成下表
自行车的设计
目的(从物理知识角度)
车架用铝合金、钛合金代替钢架
减轻车重
车胎变宽
 
自行车后轮外胎上的花纹
 
小题3:小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度。他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。经过骑行,他得到如下的数据:在时间t内踏脚板转动的圈数为N,那么脚踏板转动的角速度=             ;要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有                                 ;自行车骑行速度的计算公式v=             

小题4:与普通自行车相比,电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数。
在额定输出功率不变的情况下,质量为60Kg的人骑着此自行车沿平直公路行驶,所受阻力恒为车和人总重的0.04倍。当此电动车达到最大速度时,牵引力为       N,当车速为2m/s时,其加速度为         m/s2(g=10m/s2)。
规格
后轮驱动直流永磁铁电机
车型
14电动自行车
额定输出功率
200W
整车质量
40Kg
额定电压
48V
最大载重
120 Kg
额定电流
4.5A
小题5:以自行车代替汽车出行,可以减少我们现代生活中留下的“磁足迹”,积极应对全球气候变暖的严峻挑战。我们的各种行为留下的“磁足迹”可以用直观的“磁足迹计数器”进行估算。比如:
开车的二氧化碳排放量(Kg)=汽油消耗升数×2.2
设骑车代替开车出行100Km,可以节约9L,则可以减排的二氧化碳越(  )
A.100Kg
B.20Kg
C.9 Kg
D.2.2 Kg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

有一个圆盘能够在水平面内绕其圆心O匀速旋转,盘的边缘为粗糙平面(用斜线表示)其余为光滑平面。现用很轻的长L="5" cm的细杆连接A、B两个物体(看做质点),A、B的质量分别为mA="0.1" kg和mB="0.5" kg,B放在圆盘的粗糙部分,A放在圆盘的光滑部分。并且细杆指向圆心,A离圆心O为10cm,如图所示,当圆盘以n=2转/秒的转速转动时,A和B能跟着一起作匀速圆周运动。()求:

(1)B受到的摩擦力的大小。
(2)细杆所受的作用力。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,质量为M=1.0Kg的物体A置于可绕竖直轴匀速转动的平台上。物体A用细绳通过光滑的定滑轮与质量为m=0.4Kg的物体B相连,物体B悬于空中。假定A与轴O的距离r=0.5m,A与平台间的最大静摩擦力为重力的0.3倍。(g取10m/s2),求:
(1)物体A与圆盘保持相对静止且不受摩擦力时,平台的角速度ω0
(2)为使物体A与圆盘相对静止,圆盘匀速转动的角速度的大小范围。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

一质点做半径为60cm的匀速圆周运动,它在0.2s内转过了300角,则该质点的线速度、角速度和转速是多大?

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