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，质量为0.2kg的物体带正电,其电量为4×10^-4C，从半径为0.3m光滑的1/4圆弧滑轨上端A点由静止下滑到底端B点，然后继续沿水平面滑动。物体与水平面间的滑动摩擦因数为0.4，整个装置处于E=10³N/C的竖直向下的匀强电场中。（g取10m/s²）求：

（1）物体运动到圆弧滑轨底端B点时对轨道的压力大小；
（2）物体在水平面上滑行的最大距离。

如图所示，质量一定的汽车驶过圆弧形桥面顶点时未脱离桥面，关于汽车所处的运动状态以及对桥面的压力，以下说法正确的是                          （      ）

A．汽车处于超重状态，它对桥面的压力大于汽车的重力

B．汽车处于超重状态，它对桥面的压力小于汽车的重力

C．汽车处于失重状态，它对桥面的压力大于汽车的重力

D．汽车处于失重状态，它对桥面的压力小于汽车的重力

如图所示，两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A，B两点，A，B两点间距也为L，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点的速率为v时，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点速率为2v。则此时每段线中张力为多少？（重力加速度为g）

如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α=53°和β=37°，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，则（sin 37°=，cos 37°=）（    ）

A．A、B两球所受支持力的大小之比为4∶3
B．A、B两球运动的周期之比为4∶3
C．A、B两球的动能之比为16∶9
D．A、B两球的机械能之比为112∶51

如图所示，两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距离也为L，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为（   ）

A. mg              B．2mg            C．3mg              D．4mg

半径为r和R（r＜R）的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放，在下滑过程中两物体（   ）

A．机械能均逐渐减小	B．经最低点时对轨道的压力大小相等
C．两球在最低点加速度大小不等	D．机械能总是相等的

如图洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时     （ 　　）

A．衣服受到重力、筒壁的弹力、摩擦力和向心力

B．衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力

C．筒壁的弹力随筒的转速的增大而减小

D．水与衣物间的附着力小于水做圆周运动所需的向心力， 水从筒壁小孔甩出

如图所示，用长为L的细绳拴住一个质量为m的小球，当小球在水平面内做匀速圆周运动时，细绳与竖直方向成θ角，求：

（1）细绳对小球的拉力；
（2）小球做匀速圆周运动的周期。

如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动，接触处无相对滑动。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r_甲∶r_乙＝3∶1，两圆盘和小物体m₁、m₂之间的动摩擦因数相同，m₁距O点为2r，m₂距O′点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时（   　）

A．滑动前m1与m2的角速度之比ω1∶ω2＝1∶3

B．滑动前m1与m2的向心加速度之比a1∶a2＝1∶3

C．随转速慢慢增加，m1先开始滑动

D．随转速慢慢增加，m2先开始滑动

近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产机车总质量为m，如图已知两轨间宽度为L，内外轨高度差为h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，请问，该弯道处的设计速度最为适宜的是（   　）

A．

B．

C．

D．

光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点平滑连接，导轨半径为R，一个质量m的小物块在A点以v₀=3的速度向B点运动，如图所示， AB=4R，物块沿圆形轨道通过最高点C后做平抛运动，最后恰好落回出发点A。（ g取10 m/s²），求：

（1） 物块在C点时的速度大小v_C；
（2） 物块在C点处对轨道的压力大小F_N；
（3） 物块从B到C过程阻力所做的功。

如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球，两绳能承担的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时∠ABC=90°，∠ACB=53°，BC=1m。ABC能绕竖直轴AB匀速转动，因而C球在水平面内做匀 速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，则最先被拉断那根绳及另一根绳被拉断时的速度分别为

A．AC 5m/s

B．BC 5m/s

C．AC5.24m/s

D．BC 5.24m/s

在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的最大速度为108 km/h。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.4倍。(g取10 m/s²)
(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？
(2)如果高速公路上设计了圆弧拱桥作立交桥，要使汽车能够安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？

如图所示，在竖直平面内有一半径为R的半圆轨道与一斜面轨道平滑连接，A、B连线竖直．一质量为m的小球自P点由静止开始下滑，小球沿轨道运动到最高点B时对轨道的压力大小为mg．已知P点与轨道最高点B的高度差为2R，求小球从P点运动到B点的过程中克服摩擦力做了多少功？

细线一端拴一个小球，让小球以线的另一端为圆心在竖直面内做变速圆周运动，下列说法正确的是（   ）

A．过最高点的最小速度可以为零

B．运动过程中小球所受的合外力始终等于向心力

C．因为线的拉力做功，所以小球的机械能不守恒

D．过最低点时小球受线的拉力最大