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，长度为L=1.0m的细绳，栓着一质量m=1Kg的小球在竖直平面内做圆周运动，小球半径不计，已知绳子能够承受的最大张力为74N,圆心离地面高度h="6m" ,运动过程中绳子始终处于蹦紧状态。求：

（1）分析小球在何处绳子易断，绳断时小球的线速度。
（2）绳子断后小球做平抛运动的时间和落地点与抛出点间的距离。

两个相同的半圆型光滑轨道分别竖直放在匀强电场和磁场中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电的小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点，以下说法正确的是（    ） 

A．两小球到达轨道最低点的速度vM＞vN

B．两小球到达轨道最低点的速度vM＜vN

C．两小球第1次到达轨道最低点时对轨道压力NM>NN

D．在磁场中小球能到达轨道另一端最高点,在电场中小球不能到达轨道另一端最高点

用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，正确的（  ）

A．小球在圆周最高点时所受向心力一定是重力

B．小球在圆周最高点时绳子的拉力不可能为零

C．小球在圆周最低点时的拉力一定大于重力

D．若小球刚好在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点速率是

m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A为皮带轮，如图所示，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑．当m可被水平抛出时，A轮的转速最少是(  )

A．	B．
C．	D．

(14分)如图所示，竖直平面内半径为R的光滑半圆形轨道，与水平光滑轨道AB相连接，AB的长度为s.一质量为m的小球，在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动，到B点时撤去力F，小球沿圆轨道运动到最高点C时对轨道的压力为2mg.求：


（1）小球在C点的加速度大小；
（2）恒力F的大小。

如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l=0.20m的绝缘轻线把质量为m=0.10kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时轻线与竖直方向的夹角为θ=37°。现将小球拉至位置A，使轻线水平张紧后由静止释放。g取10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：

（1）小球所受电场力的大小；
（2）小球通过最低点C时的速度大小；
（3）小球通过最低点C时轻线对小球的拉力大小。

如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离s=2m，BC是半径为R=0.40m的竖直半圆形光滑轨道，B为两轨道的连接点，C为轨道的最高点。一小物块以v_o=6m/s的初速度从A点出发，经过B点滑上半圆形光滑轨道，恰能经过轨道的最高点，之后落回到水平轨道AB上的D点处。g取10m/s²，求：

（1）落点D到B点间的距离；
（2）小物块经过B点时的速度大小；
（3）小物块与水平轨道AB间的动摩擦因数。

如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为30⁰，g取10m/s²。则ω的最大值是

A．

B．

C．

D．

如图所示，是一摩托车特技表演的轨道示意图。AB是距地面高为H的平台上的水平加速轨道，其长度为L，CD是半径为R的竖直光滑圆弧轨道，CD轨道在最低点D与水平面相切，D点恰好又是紧接的竖直光滑圆形轨道的入口，该圆形轨道的出口与右侧水平减速轨道EF光滑相接。假设某总质量为m的摩托车（可视为质点）由A点从静止开始沿AB轨道做匀加速直线运动，到达B端时关闭发动机后水平飞出，刚好从C点沿切线方向进入圆弧轨道，运动过程中恰能通过圆形轨道的最高点P，最后从E点进入减速轨道直到停止。已知重力加速度为g，不计空气阻力。试求：

（1）摩托车在AB轨道上的加速度a；
（2）竖直圆形轨道的半径；

如图所示，在水平向右的匀强电场中，用长为L的绝缘丝线悬挂一质量为m的带电小球。当小球静止于A点时，丝线与竖直方向成（=30º角。已知电场强度大小为E，重力加速度为g。

（1）试判断小球的带电性质；
（2）求小球所带的电荷量q；
（3）若将小球从丝线与竖直方向成=60º角的P处（丝线拉直）静止释放，求小球经过悬点O的正下方的最低点时丝线对小球的拉力大小。

两段长度相等的轻杆通过质量为m的小球A连接在一直线上，质量为2m的小球B固定在一根杆的一端，如图所示。当整个装置在光滑的水平面上绕另一杆的端点Ｏ匀速转动时，OA杆的拉力F₁与AB杆的拉力F₂之比为

A．5（4

B．4（5

C．1（4

D．4（1

如图所示，竖直平面内1/4光滑圆弧轨道半径为R，等边三角形ABC的边长为L，顶点C恰好位于圆周最低点，CD是AB边的中垂线。在A、B两顶点上放置一对等量异种电荷。现把质量为m带电荷量为＋Q的小球由圆弧的最高点M处静止释放，到最低点C时速度为v₀ 。不计＋Q对原电场的影响，取无穷远处为零电势，静电力常量为k，则（    ）

A．小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒
B．C、D两点电势相等
C．M点电势为
D．小球对轨道最低点C处的压力大小为

游客对过山车的兴趣在于感受到力的变化，这既能让游客感到刺激，但又不会受伤，设计者通过计算“受力因子”来衡量作用于游客身上的力，“受力因子”等于座椅施加给游客的力除以游客自身的重力，可以利用传感器直接显示数值。如图所示为过山车简化原理图：左边部分是装有弹射系统的弹射区，中间部分是作为娱乐主体的回旋区，右边部分是轨道的末端的制动区。某位质量m=60kg游客坐过山车运动过程中，在轨道A处时“受力因子”显示为7，在轨道B处时“受力因子”显示为0.5，在轨道C处时的“受力因子”显示为0.6。己知大回环轨道半径R=10m，重力加速度g取l0m/s²，则

(1)该游客在C处时是超重状态还是失重状态？
(2)求该游客从A处运动到B处过程中损失的机械能；
(3)在设计时能否将弹射区和制动区的位置互换？试用文字定性分析说明。

一种转速监测器的主要构造如图所示，在内壁光滑的圆筒内有一根原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧的一端系于圆筒底部，另一端系一质量为m的小球．当圆筒绕过底部的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动时，若弹簧的长度稳定为2L，则圆筒的角速度为

A．

B．

C．

D．

如图所示，在场强为E的匀强电场中，一绝缘轻质细杆L可绕O点在竖直平面内自由转动，A端有一个带正电的小球，电荷量为q，质量为m。将细杆从水平位置自由释放，则：

（1）请说明小球由A到B的过程中电势能如何变化?
（2）求出小球在最低点时的速率
（3）求在最低点时绝缘杆对小球的作用力.