1、简答题 汽车以10m/s的速度通过一座拱桥的最高点,拱桥半径20m,求此车里的一名质量为20kg的小孩对座椅的压力.(g=10m/s2)
参考答案:人受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
mg-N=mv2r;
代入数据,解得:N=100N;
根据牛顿第三定律,人对座椅的压力与座椅对人的支持力等值、反向、共线,故压力100N;
答:里的一名质量为20kg的小孩对座椅的压力为10N.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示的圆锥摆,绳长为l,绳子一端固定,另一端系一质量为m的质点,在水平面内绕O点作匀速圆周运动,绳子与铅直线的夹角为θ。在质点旋转的过程中,试求:
(1)质点做匀速圆周运动的向心力大小;
(2)质点做匀速圆周运动的周期。

参考答案:解:(1)分析受力如图,合力指向圆心O点
,即为向心力大小
(2)由牛顿第二定律知

求得匀速圆周运动的周期
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,长度为L的轻杆上端连着一质量为m的体积可忽略的小重物B.杆的下端用铰链固接于水平面上的A点.同时,置于同一水平面上的立方体C恰与B接触,立方体C的质量为M.今做微小的扰动,使杆向右倾倒,设B与C、C与水平面间均无摩擦,而B与C刚脱离接触的瞬间,杆与地面夹角恰好为
.求B与C的质量之比.
参考答案:

根据题意,当B与C刚脱离接触的瞬间,C的水平速度达到最大,水平方向的加速度为零,即水平方向的合外力为零.由于小球此时仅受重力和杆子作用力,而重力是竖直向下的,所以杆子的作用力必为零.列以下方程:
根据向心力公式得:mgsinθ=mv2L,
根据几何关系有:vx=vsinθ,
vc=vx,
根据动能定理得:mgL(1-sinθ)=12mv2+12Mvc2
解以上各式得mM=14
答:B与C的质量之比为1:4.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”,杂技演员骑摩托车先在如图所示的大型圆筒底部作速度较小、半径较小的圆周运动,通过逐步加速,圆周运动的半径逐步增大,最后能以较大的速度在竖直的壁上作匀速圆周运动,这时使车子和人整体作匀速圆周运动的向心力是( )
A.圆筒壁对车的静摩擦力
B.筒壁对车的弹力
C.摩托车本身的动力
D.重力和摩擦力的合力