为m的小球A、B,以不同的速率进入管内,若A球通过圆周最高点N时,对管壁上部压力为3mg,B球通过最高点N时,对管壁下部压力为,求A、B两球在N点的速度之比.
答案:
1.A [铁路弯道处外轨高于内轨,目的是由支持力的水平分力提供向心力,从而减小了铁轨与轮边缘间的侧向挤压力.]
2.B [汽车向右拐弯时,受力如图所示.汽车做圆周运动的圆心与汽车在同一水平面上,当支持力N和重力G的合力刚好是汽车沿圆弧运动的向心力时,汽车与路面之间的横向摩擦力就为0,因此由mgtanθ=m可得θ=arctan,故本题应选B.]
3.D [在凹形路面处支持力大于重力,且N-mg=m.因v不变,R越小,N越大,故在d处爆胎可能性最大.]
4.AC [对衣物研究,竖直方向:f=mg.水平方向:N=mrω2=mr(2πn)2.当转速增大时,摩擦力f不变,弹力N增大.]
5.AC [火车转弯时重力和支持力的合力提供向心力,则mgtanθ=m,v=
当v一定时,r越小,θ越大,而车轨间距恒定,故h越大,A对,B错;当r一定时,v越大,θ越大,同理h越大,C对,D错.]
6.B [运动员做圆周运动所需的向心力由冰面对他的静摩擦力提供,要想做圆周运动,必须满足f=m,而fmax=kmg≥f,解得v≤.]
7.AC [设球过最高点时的速度为v,竖直向下为正方向F合=mg+T,
又F合=, 则mg+T=.
当T=0时,v=,故A选项正确;
当v<时,T<0,而绳只能产生拉力,不能产生与重力方向相反的支持力,故B、D选项错误;
当v>时,T>0,球能沿圆弧通过最高点.
可见,v≥是球能沿圆弧过最高点的条件,故C选项正确.]
8.AC [游客随圆筒做圆周运动,当地板塌落后,游客仍能紧贴器壁而不落下去,是因为筒壁对游客的弹力指向圆心并提供向心力,方向垂直于筒壁.游客还受摩擦力和重力,在竖直方向上受力平衡,故A、C正确.]
9.B [设小球以速率v0通过最高点时,球对杆
的作用力恰好为零,即mg=m,
v0==m/s=m/s.
由于v=2.0m/s