高中物理探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系试题

一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的增加量△ω与对应时间△t的比值定义为角加速度β。我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：（打点计时器所接交流电的频率为50Hz，A、B、C、D…为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出）

①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；
②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；
③经过一段时间，圆盘停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
（1）用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的直径d为______cm；
（2）由图丙可知，打下计数点D时，圆盘转动的角速度为______rad/s  （计算结果保留3位有效数字）
（3）圆盘转动的角加速度大小为______rad/s²。（计算结果保留3位有效数字）

如图所示，电量为、质量为的小球用一长为的绝缘细线悬于点，点处放一电量为的点电荷。现在最低点使小球获得一个水平初速度，小球刚好可以绕点在竖直平面内做完整的圆周运动，则应为多少？

一辆载重卡车，在丘陵地上以不变的速率行驶，地形如图所示。由于轮胎已旧，途中爆了胎.你认为在图中A、B、C、D四处中，爆胎的可能性最大的一处是（　　）

A．A处      　 B．B处         C．C处        　D．D处

一辆M=2000KG的汽车在水平公路上行驶，经过半径是50M的 弯路时，如果车速72KM/H，这辆车会不会发生侧滑？已知轮胎与轮面的 最大静摩擦F=14000N

如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大圆环上的质量为m的小环（可视 为质点），从大圆环的最高处由静止滑下，重力加速度为g。当小圆环滑到大圆环的最低点时，大圆环对轻杆拉力的大小为

A．Mg-5mg

B．Mg+mg

C．Mg+5mg

D．Mg+10mg

弯道半径r（m）	660	330	220	165	132	110
内外轨高度差h（m）	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30

（1）根据表中数据，试导出h与r关系的表达式，并求出当r＝440 m时，h的设计值。
（2）铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧面压力，又民知我国铁路内外轨的距离设计值为L＝1.435 m，结合表中数据，求出我国火车的转弯速率v（路轨倾角很小时，正弦值按正切值处理）；

下列物理量中，属于标量的是

A．向心加速度

B．动量

C．冲量

D．功

质量为 m =" 1200" kg 的汽车,以速率 v =" 6" m/s驶过半径为 R =" " 40 m的凸形拱桥顶部时，桥顶部受到的压力大小是多少？当汽车的速率是多少时，凸形拱桥顶部恰好受到汽车的压力为零．

如图所示，是一种测定风力的仪器，P是质量为200g的金属球，固定在一根细长钢性的金属丝下端，当无风时金属球自然竖直下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向，刻度盘上的角度就能反映出风力的大小。若某一时刻风从图示的水平方向吹向金属球P时，金属丝向左偏离竖直方向的角度θ=30°而处于静止状态。取g=10m/s²    则：

（1）此时风力和金属丝拉力分别有多大？
（2）有人说：“若角度变为2θ，则风力也变为原来的2倍”，你认为这个结论对不对？为什么？

以下物理量中，属于标量的是(    )

A．线速度

B．位移

C．路程

D．向心加速度

如图所示，可视为质点的，质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管内做圆周运动，下列有关说法中不正确的是（           ）

A．小球能够通过最高点的最小速度为0

B．小球能通过最高点的最小速度为

C．如果小球在最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道有向上的作用力

D．如果小球在最高点时的速度大小为，则小球通过该点时与管道间无相互作用力

如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等，有一个带电粒子以垂直于x轴的初速度v₀从x轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成45°角进入磁场，又恰好垂直x轴进入第Ⅳ象限的磁场，已知OP之间的距离为d，（不计粒子重力）求：

（1）带电粒子在磁场中做圆周运动的半径；
（2）带电粒子从进入磁场到第二次经过x轴，在磁场中运动的总时间；
（3）匀强磁场的磁感应强度大小。

计算机硬盘内部结构如图所示，读写磁头在计算机的指令下移动到某个位置，硬盘盘面在电机的带动下高速旋转，通过读写磁头读写下方磁盘上的数据.磁盘上分为若干个同心环状的磁道，每个磁道按圆心角等分为18个扇区.现在普通的家用电脑中的硬盘的转速通常有5400r/min和7200r/min两种，硬盘盘面的大小相同，则（ ）

A．磁头的位置相同时，7200r/min的硬盘读写数据更快

B．对于某种硬盘，磁头离盘面中心距离越远，磁头经过一个扇区所用的时间越长

C．不管磁头位于何处，5400r/min的硬盘磁头经过一个扇区所用时间都相等

D．5400r/min与7200r/min的硬盘盘面边缘的某点的向心加速度的大小之比为3︰4

如图所示，是一个圆心为O半径为R的中国古代八卦图，中央S部分是两个等半径半圆，练功人（可视为质点）从A点出发以恒定速率v沿相关圆弧A→B→C→O→A→D→C进行，最后到达C点。求在整个过程中，以下判断不正确的是（   ）

A．练功者运动的总位移大小为2R

B．练功者的运动是匀速直线运动

C．练功者运动的总路程是3πR

D．练功者运动的平均速度大小是

如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是 

A．绳的拉力

B．重力和绳拉力的合力

C．重力沿切线方向的分力

D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力