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

【改编】如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，若小球恰好能过最高点，则下列说法中正确的是 （    ）

A．小球在最高点的速度为

B．小球在最高点的速度为零

C．当若逐渐增大小球在最高点的速度，则杆对小球的弹力也逐渐增大

D．当若逐渐增大小球在最高点的速度，杆对小球的弹力先减小后增大

质量为m的飞机，以速率v在水平面上做半径为r的匀速圆周运动，空气对飞机的作用力的大小等于（  ）

A．

B．

C．

D．

如图所示，细绳的一端悬于O点，另一端系一小球；在O点正下方有一钉子。现使小球由高处摆下，当绳摆到竖直位置时与钉子相碰，则绳碰钉子前、后瞬间相比（不计空气阻力）（   ）

A．小球的线速度变大

B．小球的角速度变小

C．小球的向心加速度减小

D．绳子的拉力变大

【改编】如下图所示，一个质量为M的人，站在台秤上，一长为R的悬线一端系一个质量为m小球，手拿悬线一端，小球绕悬线端点在竖直平面内做圆周运动，小球运动到圆轨道最高点时，台秤的示数恰好为零，则下列说法正确是（   ）

A．小球运动到最高点时的速度为

B．小球运动到最高点时速度为

C．小球在a、c三个位置台秤的示数相同

D．小球运动到最低点d时人处于超重状态

如图所示，半径为R的圆筒绕竖直中心轴OO′转动，小物块A靠在圆筒的内壁上，它与圆筒的动摩擦因数为，现要使A不下落，则圆筒转动的角速度至少为 （  ）

A．

B．

C．

D．

如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧有两个完全相同的玻璃小球A、B沿锥面在水平面做匀速圆周运动，则下列关系式正确的是（   ）

A.它们的线速度v_A<v_B
B.它们的角速度ω_A=ω_B
C.它们的向心加速度a_A=a_B
D.它们的向心力F_A=F_B

科幻电影《星际穿越》中描述了空间站中模拟地球上重力的装置．这个模型可以简化为如图所示的环形实验装置，外侧壁相当于“地板” ．让环形实验装置绕O点旋转，能使“地板”上可视为质点的物体与在地球表面处有同样的“重力”，则旋转角速度应为（地球表面重力加速度为g，装置的外半径为R）  (    )

A．

B．

C．2

D．

如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是                （      ）

A．f的方向总是指向圆心

B．圆盘匀速转动时f=0

C．在物体与轴O的距离一定的条件下， f跟圆盘转动的角速度成正比

D．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比

如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，让小球在a、b之间来回摆动，c点为小球圆弧轨迹的最低点，则以下说法中正确的是

A．小球做简谐振动的回复力是摆球重力沿圆弧线方向的分力

B．小球由c到b的过程，动能减小，重力势能增大

C．小球在c点时的重力势能最大， 向心加速度也最大

D．在平衡位置时，摆线张力最大，回复力也最大

“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

内壁光滑的圆锥筒固定不动，其轴线竖直，如图所示，有两个质量相同的小球A和B紧贴内壁分别在图示所在的水平面内做匀速圆周运动，则（   ）

A．A球线速度必定大于B球的线速度

B．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力

C．A球角速度必定大于B球的角速度

D．A球的运动周期必定大于B球的运动周期

如图所示，轻杆AB长l，两端各连接一个小球（可视为质点），两小球质量关系为，轻杆绕距B端处的O轴在竖直平面内顺时针自由转动。当轻杆转至水平位置时，A球速度为，则在以后的运动过程中

A．A球机械能守恒

B．当B球运动至最低点时，球A对杆作用力等于0

C．当B球运动到最高点时，杆对B球作用力等于0

D．A球从图示位置运动到最低点的过程中，杆对A球做功等于0

一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为，甲、乙两物体的质量分别为与m（M＞m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为l（l＜R）的轻绳连在一起，如图所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间接线刚好沿半径方向拉直，要使两物体与转盘之间不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大值不得超过

A．

B．

C．

D．

如图所示，轻杆AB长5L，两端各连接一个小球A和B（可视为质点），两小球质量关系为，轻杆可绕距B端L处的O轴在竖直平面内顺时针自由转动。轻杆由水平位置从静止开始转到竖直方向，则在这个运动过程中（    ）

A．A球机械能守恒

B．杆对B球做功

C．当A球运动到最低点时，杆对A球作用力等于

D．当A球运动到最低点时， B球的速度

如图所示，质量为m的小球，用OB和O′B两根轻绳吊着，两轻绳与水平天花板的夹角分别为30°和60°，这时OB绳的拉力大小为F₁，若烧断O′B绳，当小球运动到最低点C时，OB绳的拉力大小为F₂，则F₁：F₂等于（ ）

A．1:1

B．1:2

C．1:3

D．1:4