高中物理探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系选择题

如图所示，半径r=0.8m的光滑圆轨道被竖直固定在水平地面上，圆轨道最低处有一质量为0. 4kg的小球（小球的半径比r小很多）。现给小球一个水平向右的初速度v₀,下列关于在小球的运动过程中说法正确的是（g取10m/s²）（    ）

A．v0≤4m/s可以使小球不脱离轨道

B．v0≥4m/s可以使小球不脱离轨道

C．设小球能在圆轨道中做完整的圆周运动，在最低点与最高点对轨道的压力之差为24N

D．设小球能在圆轨道中做完整的圆周运动，在最低点与最高点对轨道的压力之差为20N

两个质量相同的小球a、b用长度不等的细线拴在天花板上的同一点并在空中同一水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则a、b两小球具有相同的

A．角速度

B．线速度

C．向心力

D．向心加速度

在光滑圆锥形容器中，固定了一根光滑的竖直细杆，细杆与圆锥的中轴线重合，细杆上穿有小环（小环可以自由转动，但不能上下移动），小环上连接一轻绳，与一质量为的光滑小球相连，让小球在圆锥内做水平面上的匀速圆周运动，并与圆锥内壁接触．如图所示，图①中小环与小球在同一水平面上，图②中轻绳与竖直轴成角．设图①和图②中轻绳对小球的拉力分别为和，圆锥内壁对小球的支持力分别为和，则下列说法中正确的是（　　） 

A．一定为零，一定为零

B．可以为零，可以不为零

C．一定为零，可以为零

D．可以为零，可以不为零

娱乐项目，参与者抛出一小球去撞击触发器，能击中触发器的进入下一关。现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以v的速率竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器。若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v射出小球，如图所示。则小球能够击中触发器的可能是（   ）

如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P，另一端系一质量为m的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率为v，对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是（　　）

A．从A到B的过程中,小球的机械能守恒

B．从A到B的过程中,小球的机械能增加

C．小球过B点时,弹簧的弹力为mg+

D．小球过B点时,弹簧的弹力为mg－

水平放置的平板表面有一个圆形浅槽，如图所示．一只小球在水平槽内滚动直至停下，在此过程中（   ）

A．小球受四个力，合力方向指向圆心

B．小球受三个力，合力方向指向圆心

C．槽对小球的总作用力提供小球作圆周运动的向心力

D．槽对小球弹力的水平分力提供小球作圆周运动的向心力

竖直面内固定一个内部光滑的圆管，管的半径为r，管内有个直径和管的内径相差不多的小球（可看成质点），质量为m，在管内做圆周运动．小球到达最高点时，对管壁的压力大小为3mg，则小球在经过最高点时的速度大小为

A．

B．

C．

D．2

如图所示，小车上有固定支架，支架上用细线拴一个小球，线长为l（小球可看作质点），小车与小球一起以速度v₀沿水平方向向左匀速运动。当小车突然碰到矮墙后车立即停止运动，此后小球升高的最大高度可能是（线未被拉断）（   ）

A．大于	B．小于
C．等于	D．等于2l

有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示．如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是  （   ）

A．木块的加速度不变

B．木块所受的合外力为零

C．木块所受的力都不对其做功

D．木块所受的合外力不为零，但合外力对木块所做的功为零

如图所示，绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在与环心等高处放有一质量为m，电荷量为＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下列说法正确的是   （   ）

A．小球在运动过程中机械能守恒

B．小球经过最低点时机械能最大

C．小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg＋qE)

D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg－qE)

如图所示，长为L的轻杆的下端用铰链固接在水平地面上，上端固定一个质量为m的小球，轻杆处于竖直位置，同时与一个质量为M的长方体刚好接触。由于微小扰动，杆向右侧倒下，当小球与长方体分离时，杆与水平面的夹角为30°，且杆对小球的作用力恰好为零，若不计一切摩擦。则

A．长方体与小球的质量比是4 ：1

B．分离时小球的速率为

C．分离后长方体的速率为

D．长方体对小球做功－mgL／4

如图所示，小球以初速度为v₀从光滑斜面底部向上滑动，恰能到达最大高度为h的斜面顶部.图中①是内轨半径大于h的光滑轨道，②是内轨半径小于h的光滑轨道，③是内轨直径等于h的光滑轨道，④是长为1／2h的轻杆(可绕固定点O转动，小球与杆的下端相碰后粘在一起).小球在底端时的初速度都为v₀，则小球在以上四种情况中能到达高度h的是(   )

A．①③

B．②④

C．②③

D．①④

两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图．若不计粒子的重力，则下列说法正确的是

A．a粒子带正电，b粒子带负电

B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

C．b粒子动能较大

D．b粒子在磁场中运动时间较长

狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布，距离它r处的磁感应强度大小为B=(k为常数)。磁单极S的磁场分布如图甲所示，它与如图乙所示负点电荷Q的电场分布相似。假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有一带电小球分别在S和Q附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是

A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S正上方，如图甲所示

B．若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q正下方，如图乙所示

C．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S正上方，如图甲所示

D．若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q正下方，如图乙所示

如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上。小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止。则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是：

A．Q受到桌面的支持力变大

B．Q受到桌面的静摩擦力不变

C．小球P运动的角速度变大

D．小球P运动的周期变大