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，半径R=0.4m，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m=1kg的小球A、B以不同速率进入管内，并通过最高点C后沿水平方向抛出。A通过最高点C时的速度v₁=4m/s，，B通过最高点C时的速度大小v₂=1m/s，求：

（1）A从C点抛出到落地所用的时间；
（2）求A、B两球落地点间的距离；
（3）A、B通过C点时对管壁的压力各是多大？对上管壁还是下管壁？

如图所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为ω，则杆的上端受到小球对其作用力的大小为（　　）

A．mω^2R	B．
C．	D．条件不足，不能确定

飞行中的鸟要改变飞行方向时，鸟的身体要倾斜（如图所示），这与火车转弯类似。鸟转弯所需的向心力由重力和空气对它们的作用力的合力来提供．质量为m的飞鸟，以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，空气对鸟作用力的大小为

A．

B．m

C．

D．mg

如图所示，AB为固定在竖直平面内的1/4光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R，质量为m的小球由A点静止释放，试求：

（1）小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；
（2）小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力F_N的大小；
（3）球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰达最高点D，D到地面的高度为h(已知h <R)，则小球在曲面上克服摩擦力所做的功W_f。

山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青藤，其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h₁=1.8m，h₂=4.0m，x₁=4.8m，x₂=8.0m。开始时，质量分别为M=10kg和m=2kg的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤的下端荡到右边石头的D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s²，求：

（1）大猴子水平跳离的速度最小值；
（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小；
（3）荡起时，青藤对猴子的拉力大小。

两端开口的U形细管内装有一定量的水置于竖直面内，开口竖直向上，静止时两竖管内水面相平，由于细管的某种运动，管内水面形成如图所示的高度差，在下列描述的各种运动中，细管可能的运动是（ ）
 

A．水平向右加速运动	B．水平向左匀速运动
C．绕某一竖直轴旋转运动	D．自由落体运动

冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，其安全速度的最大值是（    ）

A．

B．

C．

D．

如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω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），盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s²。则ω的最大值是 （    ）

A．

B．

C．

D．

如图所示，长为L =0.2m的轻杆一端固定质量为m =0.1kg的小球，另一端固定在转轴O，现使小球在竖直平面内做圆周运动，若小球通过圆周最高点P时的速度大小v =1m/s，忽略摩擦阻力和空气阻力，则杆对小球的作用力是（　  ）

A．0.5N的拉力

B．零

C．1.5N的支持力

D．0.5N的支持力

如图所示，粗糙的斜面AB下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，整个装置竖直放置，C是最低点，圆心角θ=37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R =1m，斜面长L=4m，现有一个质量m =0.1kg的小物体P从斜面AB上端A点无初速下滑，物体P与斜面AB之间的动摩擦因数为μ=0.25。不计空气阻力，g=10m/s²，sin37^o=0.6，cos37^o=0.8，求：

（1）物体P第一次通过C点时的速度大小；
（2）物体P第一次通过C点时对轨道的压力；
（3）物体P第一次离开D点后在空中做竖直上抛运动到最高点E，接着从空中又返回到圆轨道和斜面，在这样多次反复的整个运动过程中，物体P对C点处轨道的最小压力_min。

如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R。一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动.要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg（g为重力加速度）。求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围。

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．经最低点时动能相等

C．在最低点对轨道的压力相等

D．在最低点的机械能不相等

如图所示，小球从半径为2r的光滑圆弧形轨道的A点(A点与其圆心O在同一水平线上)由静止齐始下滑，滑至最低点D（切线呈水平状态）时进入半径为r，(且相接完好)的光滑半圆形轨道，则：

A．小球不能到达O处

B．小球能到O处，并且从O处开始做自由落体运动

C．小球由A点滑至D点后瞬间所受轨道支持力等于滑至D点前瞬间所受支持力

D．小球由A点滑至D点后瞬间的向心加速度小于滑至D点前瞬间的向心加速度

如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧，有质量相同的两个小玻璃球A、B，沿锥面在水平面内作匀速圆周运动，关于A、B两球的角速度、线速度和向心加速度正确的说法是

A. 它们的角速度相等ω_A=ω_B
B. 它们的线速度υ_A＜υ_B
C. 它们的向心加速度相等
D. A球的向心加速度大于B球的向心加速度

如图所示，用轻绳系住质量为m的小球，使小球在竖直平面内绕点O做圆周运动。小球做圆周运动的半径为L。小球在最高点A的速度大小为v。求：

（1）小球在最高点A时，绳子上的拉力大小；
（2）小球在最低点B时，绳子上的拉力大小。
注意：要求画出小球在A、B点的受力图。