1. 如图所示。一同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P,飞镖抛出时与P等高,且距离P的水平面距离为L。当飞镖以初速度
垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过O点的水平轴在竖直平面匀速转动,忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点。下列说法正确的是(多选)
A、圆盘的半径一定为
B、圆盘转动的周期可能为
C、圆盘转动的周期可能为
D、P点随着圆盘转动的线速度可能为
答案:AD
【解析】对于飞镖,在水平方向有
,竖直方向向上有
,联力解得
,选项A正确;对于圆盘则有
,其中k=0,1,2...,解得
选项B错误;圆盘转动的角速度为
,故选项C错误;圆盘转动的线速度为
,故选项D正确。
知识点
1、火车弯道转弯问题
(1)受力分析:当外轨比内轨高时,铁轨对火车的支持力不再是竖直向上,和重力的合力可以提供向心力,可以减轻轨和轮缘的挤压。最佳情况是向心力恰好由支持力和重力的合力提供,铁轨的内、外轨均不受到侧向挤压的力。如图所示火车受到的支持力和重力的合力的水平指向圆心,成为使火车拐弯的向心力,
(2)向心力为:
火车转弯时的规定速度为:
(3)讨论:当火车实际速度为v时,可有三种可能:
时,外轨向内挤压轮缘,提供侧压力。
时,内外轨均无侧压力,车轮挤压磨损最小。
, 内轨向外挤压轮缘,提供侧压力。
2、拱形桥
(1)汽车过拱桥时,牛二定律:
结论: A.汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg,属于失重状态。
B.汽车行驶的速度越大,汽车对桥面的压力越小。当速度不断增大的时候,压力会不断减小,当达到某一速度时,汽车对桥面完全没有压力,汽车“飘离”桥面。汽车以大于或等于临界的速 度驶过拱形桥的最高点时,汽车与桥面的相互作用力为零,汽车只受重力,又具有水平方向的速度的,因此过最高点后汽车将做平抛运动。
(2)汽车过凹桥时,牛二定律:
结论:A.汽车对桥面的压力大于汽车的重力,属于超重状态。
B.汽车行驶的速度越大,汽车对桥面的压力越大。当速度不断增大的时候,压力会不断增大。
3、航天器中的失重现象
航天器中的人和物随航天器一起做圆周运动,其向心力也是由重力提供的,此时重力完全用来提供向心力,不对其他物体产生压力,即里面的人和物出于完全失重状态。
4、离心运动
(1)定义:做匀速圆周运动的物体,在所受合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力情况下,就做逐渐远离圆心的运动,这种运动叫做离心运动。
(2)本质:离心现象是物体惯性的表现。
(3)应用:洗衣机甩干桶,火车脱轨,棉花糖制作。
(4)
5.临界问题
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