精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图所示,两段长为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间距也为L。今使小球在竖直面内绕AB水平轴做圆周运动,当小球到达最高点时速率为v,两段线中的拉力恰好为零,若小球到达最高点时速率为2v,则此时每段线中张力大小为

A.     B.        C.3mg          D.4mg

B

解析试题分析:当小球到达最高点的速率为v时,两段线中张力恰好均为零,由小球的重力提供向心力,根据牛顿第二定律得出v与半径的关系.若小球到达最高点速率为2v,由重力、两绳拉力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得出绳子的拉力与速度、半径的关系,联立求出两绳拉力的合力,再由力的合成法求出每段线中的张力.
当速率为v时,则有mg=m ①,当速率为2v时,则有mg+F=m ②,联立①②得,F=3mg;
设每根线上的张力为T,满足:2Tcos30°=F,解得T=。故本题选B。
考点:牛顿第二定律在圆周运动中的应用,圆周运动中的临界问题,共点力的合成

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

关于匀速圆周运动的线速度、角速度、周期之间的关系,下列说法中正确的是 (     )

A.线速度大的角速度一定大
B.线速度大的周期一定小
C.角速度大的半径一定小
D.角速度大的周期一定小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,小球A质量为m,固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动,如果小球经过最高位置时速度为,则杆对球的作用力为(      )

A.推力,B.拉力,
C.推力,D.拉力,

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为vc时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,则在该弯道处,

A.路面外侧高内侧低
B.车速只要低于vc,车辆便会向内侧滑动
C.车速虽然高于vc,但只要不超出某一高度限度,车辆便不会向外侧滑动
D.当路面结冰时,与未结冰时相比,vc的值变小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动,a和b是轮上质量相等的两个质点,则偏心轮转动过程中a、b两质点   

A.角速度大小相等 B.线速度大小相等
C.向心加速度大小相等 D.向心力大小相等

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,在光滑的圆锥面内,两个质量不相同的小球P和Q,沿其内表面在不同的水平面内做半径不同的匀速圆周运动,其中球P的轨道半径较大,则  

A.球P的角速度较小 B.球P的向心力较小
C.球P的加速度较大 D.球P的线速度较大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图线。表示质点P的图线是过原点的一条直线,表示质点Q的图线是双曲线。由图线可知(    )

A.质点P的线速度大小不变 B.质点P的角速度大小不变
C.质点Q的角速度大小不变 D.质点Q的周期大小不变

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:填空题

如图所示,是自行车传动结构的示意图.其中Ⅰ是大齿轮,Ⅱ是小齿轮,Ⅲ是后轮.

(1)假设脚踏板每n秒转一圈,则大齿轮Ⅰ的角速度是         rad/s.
(2)要知道在这种情况下自行车的行驶速度的大小,除需要测量大齿轮Ⅰ的半径r1,小齿轮Ⅱ的半径r2外,还须测量的物理量是                  。(写出符号及物理意义)
(3 )自行车的行驶速度大小是                   。(用你假设的物理量及题给条件表示)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率。下图表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h。
弯道半径r/m 660 330 220 165 132 110
内外轨高度差h/mm        50 100 150 200 250 300
(1)根据表中数据,试导出h和r关系的表达式,并求出当r=440m时,h的设计值;
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力,又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1435mm,结合表中数据,算出我国火车的转弯速率v(以km/h为单位,结果取整数;路轨倾角很小时,正弦值按正切值处理)(g取9.8m/s2
(3)随着人们生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求。为了提高运输力,国家对铁路不断进行提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高。请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施?

查看答案和解析>>

同步练习册答案