(5分)如图所示,光滑杆偏离竖直方向的夹角为θ,杆以O为支点绕竖直线旋转,质量为m的小球套在杆上可沿杆滑动.当杆角速度为ω1时,小球的旋
f转平面在A处;当杆角速度为ω2时,小球的旋转平面在B处,设球对杆的压力为N,则有()
A.N1>N2B.N1N2C.ω1<ω2D.ω1>ω2
【解答】解:A、对小球受力分析,如图所示,根据平行四边形定则知,N
,
可知支持力大小相等,则压力大小相等。故A错误,B正确。
C、根据
得,
,由于r2>r1,所以ω1>ω2.故D
正确,C错误。故选:BD。
21.(5分)如图所示,一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止开始滑下,当滑到最低点时,关于滑块动能大小和对轨道最低点的压力,下列结论正确的是()
A.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道的压力越大B.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道的压力与半径无关C.轨道半径不变,滑块的质量越大,滑块动能越大,对轨道的压力越小D.轨道半径不变,滑块的质量越大,滑块动能越大,对轨道的压力不变【解答】解:对于物体下滑的过程,根据动能定理得:mgRmv2,得:v22gR。物体到达最低点的动能为:
fEKmv2mgR,可见,质量越大,半径越大,动能越大。在轨道最低点,由牛顿第二定律得,Nmgm,解得:N3mg。则知A、B两球对轨道的压力大小与半径也无关,只与重力有关。故B正确,ACD错误。故选:B。
22.(5分)如图所示,质量为m的小球沿竖直平面内的圆管轨道运动,小球的直径略小于圆管的直径.已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg,则小球以速度为通过圆管的最高点时:其中正确的是()①小球对圆管的内壁有压力②小球对圆管的外壁有压力③小球对圆管压力大小等于④小球对圆管的压力大小等于.
A.①③B.①④C.②③D.②④【解答】解:以小球为研究对象,小球以速度v通过最高点时,根据牛顿第二定律得
mgNm①由题有:Nmg,则得2mgm②当小球以速度通过圆管的最高点,根据牛顿第二定律得:
mgN′m
③
由②③解得:Nmg,负号表示圆管对小球的作用力向上,则小球对圆管的
内壁压力等于mg,故A正确。
f故选:A。
二、本题共2小题,每小题15分,共30分解答应写出必要的文字说明、方程
式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分有数值计算的题,答案中必须
明确写出数值和单位
23.(15分)某星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的一半,若从地球上
高h处平抛一物体,射程为60m,则在该星球上,从同样高度以同样的初速度平
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