高中物理探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系试题

如图甲所示，CABAD为竖直放置的轨道，其中圆轨道的半径r＝0.10 m，在轨道的最低点A和最高点B各安装了一个压力传感器(图中未画出)，小球(可视为质点)从斜轨道的不同高度由静止释放，可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力分别为F_A和F_B，g取10 m/s².

(1)若不计小球所受的阻力，且小球恰好能通过B点，求小球通过A点时速度v_A的大小．
(2)若不计小球所受的阻力，小球每次都能通过B点，F_B随F_A变化的图线如图乙所示，求小球的质量m.

摩天轮顺时针匀速转动时，重为G的游客经过图中a、b、c、d四处时，座椅对其竖直方向的支持力大小分别为N_a、N_b、N_c、N_d，则(  )

A．Na<G

B．Nb>G

C．Nc<G

D．Nd<G

如图所示，水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接，AB段长x=10m，半圆形轨道半径R=2.5m。质量m=0.10kg的小滑块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从A点由静止开始运动，经B点时撤去力F，小滑块进入半圆形轨道，沿轨道运动到最高点C，从C点水平飞出。重力加速度g取10m/s²。若小滑块从C点水平飞出后又恰好落在A点。试分析求解：

（1）滑块通过C点时的速度大小；
（2）滑块刚进入半圆形轨道时，在B点对轨道的压力大小；
（3）水平力F 的大小。

如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量不等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（  ）  

A．球A的角速度一定大于球B的角速度

B．球A的线速度一定大于球B的线速度

C．球A的运动周期一定小于球B的运动周期

D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力

如图，半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内，与水平轨道CD相切于C 点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为2R。质量为m的滑块(视为质点)从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知∠POC=60°，求：

⑴滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力；
⑵滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ；
⑶弹簧被锁定时具有的弹性势能。

如图所示，质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点，与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉。已知OP=，在A点给小球一个水平向左的初速度v₀，发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B，则：

(1)小球到达B点时的速率?
(2)若不计空气阻力，则初速度v₀为多少?
(3)若初速度v₀=，则在小球从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功?

“快乐向前冲”节目，中有这样一种项目，选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上，如果已知选手的质量为m，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角为，绳的悬挂点O距平台的竖直高度为H，绳长为L，不考虑空气阻力和绳的质量，下列说法正确的是（ ）

A．选手摆到最低点时处于失重状态

B．选手摆到最低点时所受绳子的拉力为

C．选手摆到最低点时所受绳子的拉力大小大于选手对绳子的拉力大小

D．选手摆到最低点的运动过程中，其运动可分解为水平方向的匀加速运动和竖直方向上的匀加速运动

如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，让两个质量相同的小球A和小球B，紧贴圆锥筒内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，则（ ）

A．A球的线速度一定大于B球的线速度

B．A球的角速度一定大于B球的角速度

C．A球的向心加速度一定大于B球的向心加速度

D．A球对筒壁的压力一定大于B球对筒壁的压力

如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上,另一端系于圆环最低点，绳的最大拉力为2mg。当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时,发现小球受三个力作用。则ω可能为（ ）

A．

B．

C．

D．

电荷量为q的小球质量为m静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求：

(1)匀强电场的电场强度的大小；
(2)求小球经过最低点时丝线的拉力．

太极球是广大市民中较流行的一种健身器材．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、、、位置时球与板间无相对运动趋势．为圆周的最高点，为最低点，、与圆心等高．球的质量为，重力加速度为，则

A．在C处板对球所需施加的力比处大

B．球在运动过程中机械能守恒

C．球在最低点的速度最小值为

D．板在处与水平方向倾斜角随速度的增大而减小

太极球是广大市民中较流行的一种健身器材．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、、、位置时球与板间无相对运动趋势．为圆周的最高点，为最低点，、与圆心等高．球的质量为，重力加速度为，则

A．在处板对球所需施加的力比处大

B．球在运动过程中机械能守恒

C．球在最低点的速度最小值为

D．板在处与水平方向倾斜角随速度的增大而减小

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30°，g取10。则的最大值是

A．

B．

C．

D．

如图所示，细长轻绳下端栓一小球构成单摆，在悬挂点正下方L/2摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速度地释放，在它运动到右边最大高度的过程中，下列说法正确的是（   ）

A．摆线碰到钉子瞬间绳子拉力变大

B．摆球在左侧上升的最大高度大于右侧

C．摆球在平衡位置左侧走过的最大弧长大于右侧

D．摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍

如图所示，一个质量为m的小球用一根长为l的细绳吊在天花板上，给小球一水平初速度，使它做匀速圆周运动，小球运动所在的平面是水平的。已知细绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g。求：

（1）细绳对小球的拉力；
（2）小球做圆周运动的线速度。