如图所示,内壁光滑的半球形容器半径为R,一个小球(视为质点)在容器内沿水平面做匀速圆周运动,小球与容器球

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-23
如图所示,内壁光滑的半球形容器固定放置,其圆形顶面水平。两个完全相同的小球a、b分别沿容器内壁,在不

B 试题分析:小球在半球形容器内做匀速圆周运动,圆心在水平面内,受到自身重力 和内壁的弹力 方向指向半球形的球心。受力如下图,有几何关系可知 ,设球体半径为 则圆周运动的半径 ,向心力 ,得到角速度 ,向心加速度 。小球a的弹力和竖直方向夹角 大,所以a对内壁的压力大,答案A错。a的角速度大答案C错,周期 a的周期小答案B对。a的向心加速度大答案D错。

C 在最低点时, 即, ,由动能定理可得 ,即 = ,选C。

如图 :由于是 半球形容器 ,小球受支持力指向球形容器球心 O ,

则 向心力   Fn = mg tanθ                                                   ①

有几何关系可知:小球做圆周运动的半径 r = R sinθ           ②

由圆周运动规律可得 : Fn = mω² r                                    ③

将 ① 、② 代入 ③ 可得 :ω = √ g/Rcosθ 

 



你好

 

L=Rsinθ

设容器对小球的支持力为N

Nsinθ=mv^2/L

mg=Ncosθ

联立解得v=根号下gRsinθtanθ

角速度为w 

w=v/L

解得:w=根号下g/Rcosθ 



对小球分析受力:受重力mg、支持力N(沿小球与容器球心的连线斜向上)。
因小球是在水平面内做匀速圆周运动,所以上述两个力的合力方向是水平的。
用正交分解法,在竖直方向有 mg=N*cosθ
在水平方向有 F向=N*sinθ=m*ω^2 * r , r 是圆周运动的半径
r=R*sinθ
得 (mg / cosθ)*sinθ=m*ω^2 *R*sinθ
所求的角速度是 ω=根号[ g / ( R*cosθ) ]

设 小球质量为m
圆周运动的半径r=R*sinθ
向心力F向=mrω^2 =m*R*sinθ*ω^2
向心力是重力mg 和指向球心的支反力的合力 F向=mg*tanθ
mg*tanθ=m*R*sinθ*ω^2
ω^2=g/(conθR)
ω=√(g/(R*conθ))

  • 如图所示,内壁光滑的半球形容器半径为R,一个小球(视为质点)在容器内沿...
    答:如图 :由于是 半球形容器 ,小球受支持力指向球形容器球心 O ,则 向心力 Fn = mg tanθ ① 有几何关系可知:小球做圆周运动的半径 r = R sinθ ② 由圆周运动规律可得 : Fn = mω² r ③ 将 ① 、② 代入 ③ 可得 :ω = √ g/Rcosθ ...
  • 如图所示,光滑内壁的半球形碗,半径为R固定在水平桌面上,质量分别为M...
    答:A球到达最高点时A的速度为v A =0,则v B =0,设B上升的高度为l,则有:2mglsinθ=mgl解得:sinθ= 1 2 所以θ=30°(3)由于AB为连接体,A到达碗
  • 如图所示,质量为M,半径为R,内壁光滑的半球形容器静止放在粗糙水平面上...
    答:解:A、B、C、对小球受力分析,如图所示,由几何关系可知,T=F=mg,故AC错误;B正确;D、以容器和小球整体为研究对象,分析受力可知:竖直方向有:总重力、地面的支持力,水平方向地面对半球形容器没有摩擦力.故D错误.故选:B
  • 如图所示,质量为M、半径为R、内壁光滑的半球形容器静止放在粗糙水平地 ...
    答:解答:解:对小球受力分析,如图所示,由几何关系可知,T=F=mg,故B错误;A、C正确;由牛顿第三定律可知,弹簧对容器的弹力大小等于F,小球对弹簧的弹力等于T;由图形可知,两力在水平方向的分量相等,故容器在水平方向不受摩擦力;故D错误.故选AC.
  • 如图所示,半径为R,内表面光滑的半球形容器放在光滑的水平面上,两端A...
    答:容器固定不动时,滑块下滑过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgR=12mv2,解得:v=2gR,容器不是固定的,滑块滑到最低点时,容器有向左的速度,容器动能不为零,在该过程中,系统机械能守恒,由于容器动能不为零,则滑块的动能小于滑块重力势能的减少量,滑块的速度小于2gR,故D正确;故选:CD.
  • 一半球形容器内壁光滑,半径为R,小球在容器内以ω的角速度在水平面内做...
    答:小球的受力如图所示,受到重力和支持力F N 的作用,F N 的水平分力提供小球做匀速圆周运动所需的向心力,竖直分力以平衡重力,F N cosθ=mrω 2 ,F N sinθ=mg. ??r为小球的轨道半径,由图可知r=(R-h)cotθ,代入方程,得ω 2 = .所以h= .当ω增大时,h增加,但不会等于R,...
  • 如图所示,内壁光滑的半球形容器固定放置,其圆形顶面水平.两个完全相同...
    答:解:A、以任意一球为研究对象,受力情况如图,由图得到轨道对小球的支持力N=mgcosθ,对于两球θa>θb,所以Na>Nb,故A错误;B、小球受重力mg和内壁的支持力N,由两力合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:mgtanθ=mω2r,得,ω=gtanθr,设球的半径为R,根据几何关系可知,运动半径r=...
  • 如图所示,质量为M、半径为R、内壁光滑的半球形容器静止在粗糙水平地面...
    答:答案选C 对球进行受力分析,球受到重力mg竖直向下,弹力与竖直方向成60度斜向右上,支持力指向球心(竖直方向成60度斜向左上)。球静止,受力平衡合力为0。三个力夹角都是120,所以三个力相等都是mg。容器(与球整体分析)平衡,水平方向合力为0,所以不受摩擦力。D错误。
  • 内壁及边缘光滑的半球形容器,半径为R,质量为M和m的两个小球用不可伸长...
    答:M、m速率分别为V、v,此时M下降高度为R,m上升高度为2R,则:MgR?mg2R=12MV2+12mv2…(1)据运动的合成,V、v关系如图所示,故:sin450=vV…(2)由(1)(2)得:V=2(M?2m)gR2M+mv=2(M?2m)gR2M+m答:滑到容器底时,两者的速率分别为2(M?2m)gR2M+m和2(M?2m)gR2M+m.
  • 如图所示,一球心为o的光滑半球形容器,其半径为r=根号13m,边缘恰与光滑...
    答:设AB长为L,则D为重心,所以:BD=1/2L,因为:∠DBC=60°,所以:BC=1/4L,在三角形ABC:有余弦定理得:AC^2=AB^2+BC^2-2丨AB丨丨BC丨cos60° AC^2=(1/4)^2+L^2-2*L*(L/4)*(1/2)=(13/16)L^2 所以:丨AC丨=[(根号13)/4]L 再根据正弦定理:丨AB丨/sin(90°+...