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质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。设从某时刻小球通过轨道的最低点,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点。在此过程中小球克服空气阻力所做的功为mgR/2.则小球开始通过轨道的最低点时绳子的张力为(     )
A.mgB.5mgC.7mgD.6mg
C
分析:小球恰能过最高点的临界情况是重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出最小速度,再根据动能定理求出最低点的速度,根据牛顿第二定律求出绳子的张力.
解答:解:小球恰好过最高点时有:mg=m,v1=
根据动能定理得,mg?2R-Wf=mv22-mv12①,由牛顿第二定律得:T-mg=m
联立①②得,T=7mg 故C正确,A、B、D错误.
故选C.
点评:本题综合运用了动能定理和牛顿第二定律,知道细线拉着小球在竖直面内做圆周运动,最高点和最低点靠竖直方向上的合力提供向心力.
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

火车以某一速度v通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,下面分析正确的是(  )
A.轨道半径
B.若火车速度大于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向外
C.若火车速度小于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向内
D.当火车质量改变时,安全速率不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图4所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,细杆长0.5m,小球质量为3.0kg,现给小球一初速度使它做圆周运动,若小球通过轨道最低点a处的速度为va=4m/s,通过轨道最高点b处的速度为vb=1m/s,g取10m/s2,则杆对小球作用力的情况
                
①.最高点b处为拉力,大小为24N
②.最高点b处为支持力,大小为24N
③.最低点a处为拉力,大小为126N
④.最低点a处为压力,大小为126N
A.①③B.①④C.②③D.②④

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

假设绕太阳运转的两颗行星轨道半径分别为r1和r2,且,则它们的周期之比T1∶T2角速度之比2 分别是(     )
A.1:8 ,1:8                      B.4:1 ,2:1               
C.1:8,8:1                          D.4:1,1:4

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,某种变速自行车,有六个飞轮和三个链轮,链轮和飞轮的齿数如下表所示,后轮的直径为d=666mm。当人骑该车,使脚踏板以恒定的角速度转动时,自行车行进的最大速度和最小速度之比为         ;当人骑该车行进的速度为v=4m/s时,脚踩踏板作匀速圆周运动的最小角速度是         rad/s。

名 称
链 轮
飞 轮
齿数N/个
48
38
28
12
15
18
21
24
28
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m="0.10" kg的小滑块,以初速度v0="7.0" m/s在水平地面上向左运动,小滑块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.3,运动4.0 m后到达A点,冲上竖直面内的光滑半圆形轨道运动,且恰好通过轨道最高点B,(取重力加速度g="10" m/s2).求:
(1)小滑块运动到A点时的速度v1
(2)小滑块运动到B点时的速度v2
(3) 圆环轨道半径R

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

质量为m的A球和质量为2m的B球分别固定在轻杆的中点和端点,当杆绕另一端O在竖直平面内做圆周运动到最低位置时,求杆的OA段和AB段对小球的拉力之比?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带,其俯视图如图所示。现开启电机,传送带达稳定速度v后,将行李依次轻轻放在传送带上。若有n件质量均为m的行李需要通过传送带运送给旅客,已知行李与传送带间的动摩擦因数为μ,在拐弯处行李做圆周运动的半径为R,并且行李与传送带间无相对滑动。(忽略电动机自身损失的能量)即传送带运行的速度v不可超过的数值是              。从传送带稳定运动到运送完行李,电动机要消耗的电能是                    

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

有一在水平面内以角速度ω匀速转动的平台,半径为R,如图所示。 圆台边缘A处坐着一个人,此人举枪想击中圆心O处的目标,如果子弹射出速度为v,且枪身与OA的夹角为θ,则(     )
A.sinθ=ωR/v,瞄向O点右侧
B.sinθ=ωR/v,瞄向O点左侧
C.tanθ=ωR/v,瞄向O点右侧
D.应对准O点瞄准

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