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质点P以0为圆心做半径为R的匀速圆周运动,如图所示,周期为T.当P经过图中D点时,有一质量为m的另一质点Q受到F的作用从静止开始做匀加速直线运动,为使P、Q两质点在某时刻的速度相同,则F的大小应满足什么条件?
质点Q在沿OA方向从静止开始在光滑水平面上作匀加速直线运动,速度方向水平向右,故当质点P运动到圆周的正上方位置时,速度与Q的速度相同;
速度v=ωR;
时间t=(n+0.75)T,其中n=0、1、2、…;
对质点Q运用动量定理,有:
Ft=mv;
联立解得:F=
mωR
(n+0.75)T
,其中n=0、1、2、…;
答:F的大小应满足条件为:F=
mωR
(n+0.75)T
,其中n=0、1、2、…
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,半径为20cm的轻质定滑轮固定在天花板上,细绳一端系一质量m=2kg的物体,另一端跨过定滑轮并施一恒定的拉力F=25N,已知A为滑轮边缘上的点,B到滑轮中心的距离等于滑动半径的一半.设在整个运动过程中滑轮与细绳没有相对滑动,绳子拉力处处相等,且不计一切阻力,那么(g取10m/s2)(  )
A.A、B均做匀速圆周运动
B.在F作用下,物体从静止开始,2s末B点的线速度是2.5m/s
C.在F作用下,物体从静止开始,2s末A点的角速度是250rad/s
D.在任何时刻,A点的角速度总是等于B点的角速度

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,一个以过O点垂直于盘面的轴匀速转动的圆盘,上有a、b、c三点,已知Oc=
oa
2
,则下面说法中正确的是(  )
A.a、b两点的线速度大小不相同
B.a、b、c三点的角速度相同
C.c点的线速度大小是a点线速度大小的一半
D.a、b、c三点的运动周期相同

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两个质量不同的小球用长度不等的细线栓在同一点,并在同一水平面内做匀速圆周运动,则它们运动的(  )
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C.向心力相同D.向心加速度相同

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

做匀速圆周运动的物体,下列不变的物理量是(  )
A.线速度、机械能B.速率、动能
C.角速度D.周期、频率

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图,三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M(M?m1,M?m2),在c的万有引力作用下,a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动,轨道半径之比为ra:rb=1:4,则它们的周期之比Ta:Tb=______,从图示位置开始,在b转动一周的过程中,a、b、c共线有______次.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,质量相等的a、b两物体放在圆盘上,到圆心的距离之比是2:3,圆盘绕圆心做匀速圆周运动,两物体相对圆盘静止,a、b两物体做圆周运动时(  )
A.角速度大小之比是1:1
B.线速度大小之比是1:1
C.向心加速度大小之比是2:3
D.向心力大小之比是9:4

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮,Ⅱ是半径为r2的小齿轮,Ⅲ是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n,则自行车前进的速度为V=______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,为自行车的传动机构,行驶时与地面不打滑。a、c为与车轴等高的轮胎上的两点,d为轮胎与地面的接触点,b为轮胎上的最高点,在行驶过程中,到图中位置时整个后轮可看成绕d点转动,则(  )
A.c处角速度最大
B.a处速度方向竖直向下
C.b处向心加速度指向d
D.a、b、c、d四处速度大小相等

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