高中物理探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系试题

如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．若给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆．设细绳与竖直方向的夹角为θ，下列说法中正确的是（  ）

A．小球受重力、绳的拉力和向心力作用

B．小球的向心加速度a=gtanθ

C．小球的线速度v=

D．小球的角速度ω=

如图所示，长为L的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A.把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子后的瞬间（细绳没有断），下列说法中正确的是

A.小球的角速度突然增大到原来的1.5倍
B．小球的线速度突然增大到原来的3倍
C.小球的向心加速度突然增大到原来的3倍
D.细绳对小球的拉力突然增大到原来的1.5倍

如图所示，长为L的轻杆A一端固定小球B，另一端固定在水平转轴O上，轻杆A绕转轴O在竖直平面内匀速转动，在轻杆A与水平方向夹角α从0°增加到90°的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．小球B受到轻杆A作用力的方向始终平行于轻杆

B．小球B受到轻杆A的作用力逐渐减小

C．小球B受到轻杆A的作用力逐渐增大

D．小球B受到轻杆A的作用力对小球B做正功

如图所示，一竖直平面内的光滑圆形轨道半径为R，小球以速度v₀经过最低点B沿轨道上滑，并恰能通过轨道最高点A．以下说法正确的是（ ）

A．v₀应等于2
B．运动过程中，小球受到的合外力提供向心力
C．小球在B点时加速度最大，在A点时加速度最小
D．小球从B点到A点，其速度的增量为（1+）

如图，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，物体所受向心力是（ ）

A．重力

B．弹力

C．静摩擦力

D．滑动摩擦力

（多选）两圆环AB置于于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示的感应电流，则（ ）

A．A可能带正电且转速减小	B．A可能带正电且转速增大
C．A可能带负电且转速减小	D．A可能带负电且转速增大

一根长为L的细线上端固定，另一端连接一小球，现设法使小球在水平面内做匀速圆周运动，则小球运动的周期T与细线和竖直直线之间的夹角θ的关系是（ ）

A．角θ越小，周期T越长

B．角θ越小，周期T越短

C．周期T的长短与角θ的大小无关

D．条件不足，无法确定

如图所示，一带负电的金属环绕轴以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是(      )

A．N极竖直向上	B．N极竖直向下
C．N极沿轴线向左	D．N极沿轴线向右

质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b沿水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）

A．a绳张力不可能为零

B．a绳的张力随角速度的增大而增大

C．当角速度ω＞，b绳将出现弹力

D．若b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变

如图，在水平向右的匀强电场中，有一质量为m、带正电的小球，用长为R的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止时，细线与竖直方向夹角为，现给小球一个垂直于悬线的初速度，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，A为轨迹上的最高点，B为小球静止时的位置，C为O等高点，下列说法正确的是（   ）

A．小球在B点的电势能最小

B．小球从A运动到C点的过程中，动能一直增大

C．小球运动过程中最小的速度是

D．若给球一个垂直于悬线的初速度，使小球恰能沿圆周过A点，则在A点的速度为

如图所示，小车上有一个固定支架，支架上用长为L的绝缘细线悬挂质量为m、电量为+q的小球，处于水平方向的匀强电场中（图中未画出），小车在竖直固定挡板右侧某处，向着挡板从静止开始做加速度a=g的匀加速直线运动，此过程细线刚好保持竖直，当小车碰到挡板就立即停止运动，且此时电场方向变为竖直向下，电场强度大小保持不变，求小车停止后

（1）匀强电场的电场强度大小
（2）要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，到达最高点时的最小速度；
（3）要使小球只在悬点下方的半圆周内运动，小车刚开始运动时其左侧与挡板的最大距离x

如图所示，竖直平面内光滑圆轨道半径R=2m，从最低点A有一质量为m=1kg的小球开始运动，初速度v₀方向水平向右，重力加速度g取10m/s²，下列说法正确的是（    ）

A．若初速度v0=8m/s，则小球将在离A点1.8m高的位置离开圆轨道

B．若初速度v0=8m/s，则小球离开圆轨道时的速度大小为m/s

C．小球能到达最高点B的条件是m/s

D．若初速度v0=5m/s，则运动过程中，小球可能会脱离圆轨道

如图，在半径为R的半圆形光滑固定轨道右边缘，装有小定滑轮，两边用轻绳系着质量分别为m和M（M＝3m）的物体，由静止释放后，M可从轨道右边缘沿圆弧滑至最低点，则它在最低点的速率为（  ）

A．

B．

C．

D．

如图所示，长为L的直杆一端可绕固定轴无摩擦转动，另一端靠在表面光滑的竖直挡板上，以水平速度v向左匀速运动。当直杆与竖直方向夹角为θ时，直杆端点A的线速度为（  ）

A．

B．

C．

D．

如图所示，左侧为一个半径为R的半球形的碗固定在水平桌面上，碗口水平，O点为球心，碗的内表面及碗口光滑．右侧是一个固定光滑斜面，斜面足够长，倾角θ=30°．一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑小定滑轮两端上，线的两端分别系有可视为质点的小球m₁和
m₂，且m₁＞m₂．开始时m₁恰在右端碗口水平直径A处，m₂在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直．当m₁由静止释放沿碗运动到圆心O的正下方B点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失．

（1）求小球m₂沿斜面上升的最大距离s；
（2）若已知细绳断开后小球m₁沿碗的内侧上升的最大高度为R/2，求m₁/m_2。