高中物理匀速圆周运动计算题

“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．现将太极球简化成如题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．若球恰能到达最高点，设球的重力为1N．求：

(1)平板在C处对球施加力的大小？
(2)当球运动到B位置时，平板与水平方向的夹角θ为多大？

某同学为研究平抛运动的规律而进行了一项小测试,如图所示.薄壁圆筒半径为R,a、b是圆筒某直径上的两个端点(图中OO′为圆筒的直径).圆筒以速度v竖直匀速下落.某时刻子弹沿图示平面正好水平射入a点,且恰能经b点穿出.

(1)求子弹射入a点时速度的大小.
(2)若圆筒匀速下落的同时绕OO′匀速转动,求圆筒转动的角速度条件.

如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B特斯拉，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界.在磁场中A处放一个放射源内装Ra（镭），Ra放出某种射线后衰变成Rn(氡)，粒子可向各个方向射出．若A距磁场的左边界MN的距离OA="d" 时，从A点沿垂直OA向上射出的质量较小粒子，恰好使放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的该粒子，此时接收器位置距OA直线的距离也为d.由此可以推断出（取原子质量单位用m₀表示,电子电量用e表示）.
试写出Ra衰变的方程且确定射出的质量较小的粒子在磁场中的轨迹圆半径是多少？
射出的质量较小的粒子的速度为多少？
这一个静止镭核Ra衰变时亏损质量多大？

（提示：动量守恒定律在微观领域仍适用，系统增加机械能来自核能释放）

如图，EF与GH间为一无场区。无场区左侧A.B为相距为d.板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板。无场区右侧为一点电荷形成的电场，点电荷的位置O也为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O.C在两板间的中心线上，D位于GH上。一个质量为m.电量为q的带正电粒子以初速度v₀沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并作与管壁无相互挤压的匀速圆周运动。（不计粒子的重力.管的粗细）

求：（1）O处点电荷的带电量；
（2）两金属板所加的电压。

如图所示，在半径为R，质量分布均匀的某星球表面，有一倾角为θ的斜坡。以初速度v₀向斜坡水平抛出一个小球。测得经过时间t，小球垂直落在斜坡上的C点。求：（1）小球落在斜坡上时的速度大小v；（2）该星球表面的重力加速度g；（3）卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的速度v′。

如图所示，钻床的电动机轴上的塔轮1、2、3和钻轴上的塔轮4、5、6的直径分别是d₁＝d₆＝160 mm，d₂＝d₅＝180 mm，d₃＝d₄＝200 mm，电动机的转速n＝900 r/min，求：

(1)皮带在2、5两轮时，钻轴的转速是多少？
(2)皮带在1、4两轮时，钻轴的转速是多少？
(3)皮带在3、6两轮时，钻轴的转速是多少？

如图所示，在光滑的圆锥体顶端用长为L的细线悬挂一质量为m的小球。圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角θ＝30⁰。现使小球以一定的速率绕圆锥体的轴线在水平面内做圆周运动.

（1）当小球速率时，求细线对小球的拉力；
（2）当小球速率时，求细线对小球的拉力。

如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为θ＝30°，一条长为L的绳（质量不计），一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小物体（物体可看作质点），物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。

⑴当v＝时，求绳对物体的拉力
⑵当v＝时，求绳对物体的拉力

A、B两球质量分别为m₁与m₂，用一劲度系数为k的弹簧相连，一长为L₁的细线与m₁相连，置于水平光滑桌面上，细线 的另一端拴在竖直轴OO′ 上，如图所示。当m₁与m₂均以角速度ω绕OO′ 做匀速圆周运动时，弹簧长度为L₂，求：

（1）此时弹簧伸长量；
（2）绳子弹力；
（3）将线突然烧断瞬间A、B两球的加速度大小分别是多少。

如图所示，半径为0.1 m的轻滑轮，通过绕在其上面的细线与重物相连，若重物由静止开始以2 m/s²的加速度匀加速下落，则当它下落高度为1 m时的瞬时速度是多大？此刻的滑轮转动的角速度是多大？

如图所示，长度为l的细绳上端固定在天花板上O点，下端栓这质量为m的小球。当把细绳拉直时，细绳与竖直线夹角，此时小球静止与光滑的水平面上。

（1）当球以角速度做圆锥摆运动时，细绳的张力为多大？水平面受到的压力N是多大？
（2）当球以角速度做圆锥摆运动时，细绳的张力为多大？水平面受到的压力是多大？

如图所示，无限宽广的匀强磁场分布在xoy平面内，x轴上下方磁场均垂直xoy 平面向里，x轴上方的磁场的磁感应强度为B，x轴下方的磁场的磁感应强度为4B/3。现有一质量为m，电量为-q带负电粒子以速度v₀从坐标原点O沿y方向进入上方磁场。在粒子运动过程中，与x轴交于若干点。不计粒子的重力。求：

（1）粒子在x轴上方磁场做匀速圆周运动半径r₁
（2）如把x轴上方运动的半周与x轴下方运动的半周称为一周期的话，则每经过一周期，在x轴上粒子右移的平均速度。
（3）在与x轴的所有交点中，粒子两次通过同一点的坐标位置。

某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差H。选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点沿轨道做初速为零、加速度为a的匀加速直线运动。起动后2 s悬挂器脱落。设人的质量为m（看作质点），人与转盘间的最大静摩擦力为μmg，重力加速度为g.

（1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围？
（2）已知H＝3.2 m，R ="0.9" m，取g＝10 m/s²，当a＝2 m/s²时选手恰好落到转盘的圆心上，求L = ?
（3）选手要想成功落在转盘上，可以选择的加速度范围？

如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°．重力加速度大小为g。若ω=ω₀，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω₀；

(8分)如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有一长为L的细线，细线的一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，求：

(1)小球通过最高点A时的速度v_A.
(2)小球通过最低点B时，细线对小球的拉力．