“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势.A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高.设球的重力为1N,不计拍的重力.求:
(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大多少?
(2)设在A处时健身者需施加的力为F,当球运动到B、D位置时,板与水平方向需有一定的夹角θ,请作出tanθ-F的关系图象.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)设球运动的线速度为v,半径为R
则在A处时F+mg=m
v2
R

在C处时F′-mg=m
v2
R

由①②式得△F=F’-F=2mg=2N.
(2)在A处时健身者需施加的力为F,
球在匀速圆周运动的向心力F=F+mg,
在B处不受摩擦力作用,
受力分析如图
tanθ=
F
mg
=
F+mg
mg
=F+1

作出的tanθ-F的关系图象如图.
答:(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大2N;
(2)tanθ-F的关系图象如图.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题““太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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