高中物理探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系试题

一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动，周期为T，人和车的总质量为m，轨道半径为R，车经最高点时发动机功率为P₀，车对轨道的压力为2mg。设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比，则（  　　）

A．车经最低点时对轨道的压力为4mg

B．车经最低点时发动机功率为2P0

C．车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为P0T

D．车从最低点经半周到最高点的过程中发动机做的功为2mgR

如图所示，在光滑水平面上，钉有两个钉子A和B，一根长细绳的一端系一个小球，另一端固定在钉子A上，开始时小球与钉子A、B均在一条直线上（图示位置），且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上，现使小球以初速度v₀在水平面上沿俯视逆时针方向做匀速圆周运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是 （   ）

A．小球的速度变大                 B．小球的角速度变大
C．小球的向心加速度变小           D．细绳对小球的拉力变大

如图所示，一个匀速转动的半径为r的水平圆盘上放着两个木块，木块M放在圆盘的边缘处，木块M和N质量之比为1:3，且与圆盘摩擦因数相等，木块N放在离圆心r处，它们都随圆盘一起做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（     ）

A．M、N两木块的角速度相等

B．M所受摩擦力与N所受的摩擦力大小相等

C．M的向心加速度是N的3倍

D．若圆盘运动加快，N相对于圆盘先发生相对运动。

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，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，则 （    ）

A．球A的线速度小于球B的线速度

B．球A对筒壁的压力一定等于球B对筒壁的压力

C．球A的向心加速度大于球B的向心加速度

D．球A的向心加速度大于球B的向心加速度

如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端拴一个质量为m的小球，当汽车以某一速度在水平地面上匀速行驶时弹簧长度为L₁；当汽车以同一速度匀速率通过一段路面为圆弧形凹形路面的最低点时，弹簧长度为L₂，下列选项中正确的是（    ）

A．

B．

C．

D．前三种情况均有可能

长度为1m的轻杆OA，A端有一质量为2kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，小球通过最高点时的速度为3m/s，取g=10m/s²，则此时小球将（     ）

A．受到18N的拉力

B．受到38N的支持力

C．受到2N的拉力

D．受到2N的支持力

如图，在绕地运行的天宫一号实验舱中，宇航员王亚平将支架固定在桌面上，摆轴末端用细绳连接一小球．拉直细绳并给小球一个垂直细绳的初速度，它做圆周运动．在a、b两点时，设小球动能分别为E_ka、E_kb，细绳拉力大小分别为T_a、T_b，阻力不计，则

A．Eka>Ekb

B．Eka=Ekb

C．Ta>Tb

D．Ta=Tb

如图所示，将一根光滑的细金属棒折成“V”形，顶角为2θ，其对称轴竖直，在其中一边套上一个质量为m的小金属环P.

（1）若固定“V”形细金属棒，小金属环P从距离顶点O为x的A点处由静止自由滑下，则小金属环由静止下滑至顶点O需多长时间？
（2）若小金属环P随“V”形细金属棒绕其对称轴以每秒n转匀速转动时，则小金属环离对称轴的距离为多少？

如图所示，一半径为R=0.5m的半圆型光滑轨道与水平传送带在B点相连接，水平传送带AB长L="8" m，向右匀速运动的速度为v₀。一质量为1 kg的小物块（可视为质点）以v₁="6" m/s的初速度从传送带右端B点冲上传送带，物块再次回到B点后恰好能通过圆形轨道最高点，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4，g取10 m/s²。求物块相对地面向左运动的最大距离x及传送带的速度大小v₀。

实验是模拟拱形桥来研究汽车通过桥的最高点时对桥的压力。在较大的平整木板上相隔一定的距离钉4个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉内，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上，关于电子秤的示数下列说法正确的是       (    )

A．玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些

B．玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大

C．玩具运动通过拱桥顶端时处于超重状态

D．玩具运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小

已成为我国首个人造太阳系小行星的嫦娥二号卫星，2014年2月再次刷新我国深空探测最远距离纪录，超过7000万公里。嫦娥二号是我国探月工程二期的先导星，它先在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T；然后从月球轨道出发飞赴日地拉格朗日L₂点进行科学探测。若以R表示月球的半径，引力常量为G，则

A．嫦娥二号卫星绕月运行时的线速度为

B．月球的质量为

C．物体在月球表面自由下落的加速度为

D．嫦娥二号卫星在月球轨道经过减速才能飞赴拉格朗日L2点

   如图所示，有一个可视为质点的质量为m＝1 kg的小物块，从光滑平台上的A点以v₀＝1.8m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进人固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，最后小物块无碰撞地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带。已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平，传送带沿顺时针方向匀速运行的速度为v=3m/s，小物块与传送带间的动摩擦因数= 0.5，圆弧轨道的半径为R =2m，C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角e＝53⁰，不计空气阻力，重力加速度g＝1Om/s²，sin53⁰="0." 8、cos53⁰=0.6。求：
（1)小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；
（2）小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中产生的热量。

如图所示，在光滑水平面上放着一个质量M＝0.3kg的木块（可视为质点），在木块正上方1m处有一个固定悬定点O，在悬点O和木块之间用一根长2m、不可伸长的轻绳连接。有一颗质量m＝0.1kg的子弹以80m/s的速度水平射入木块并留在其中，之后木块绕O点在竖直平面内做圆周运动。求：

①木块以多大速度脱离水平地面?
②当木块到达最高点时对轻绳的拉力F为多少?

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均为m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(sin37°=，cos37°= )

A.A、B两球运动的角速度之比为4:3
B.A、B两球的动能之比为64:27
C.A、B两球所受支持力的大小之比为4:3
D.A、B两球的机械能之比为112:51

某游乐场开发了一个名为“翻天滚地”的游乐项目。原理图如图所示：一个3/4圆弧形光滑圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A 点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN 是放在水平地面上长为3R、厚度不计的减振垫，左端M正好位于A点．让游客进入一个中空的透明弹性球，人和球的总质量为m，球的直径略小于圆管直径。将球（内装有参与者）从A处管口正上方某处由静止释放后，游客将经历一个“翻天滚地”的刺激过程。不考虑空气阻力。那么以下说法中错误的是

A．要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的速度至少为

B．要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的速度至

C．若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则球经过C点时对管的作用力大小为

D．要使球能通过C点落到垫子上，球离A点的最大高度是