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，竖直平面内光滑圆弧形管道OMC半径为R，它与水平管道CD恰好相切。水平面内的等边三角形ABC的边长为L，顶点C恰好位于圆周最低点，CD是AB边的中垂线。在A、B两顶点上放置一对等量异种电荷，各自所带电荷量为q。现把质量为m、带电荷量为＋Q的小球（小球直径略小于管道内径）由圆弧形管道的最高点M处静止释放，不计＋Q对原电场的影响以及带电量的损失，取无穷远处为零电势，静电力常量为k，重力加速度为g，则：

A．D点的电势为零
B．小球在管道中运动时，机械能守恒
C．小球对圆弧形管道最低点C处的压力大小为
D．小球对圆弧形管道最低点C处的压力大小为

地球同步卫星是整个人类的稀有资源，全球最多可以同时存在大约120颗同步卫星。如图所示，很多国家发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1运行，然后在Q点点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后在P点再次点火，将卫星送入同步圆形轨道3运行。已知轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。忽略大气对卫星的阻力作用，则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是：

A．卫星从轨道2运行到轨道3的过程中，卫星与地球组成的系统机械能守恒

B．卫星在轨道3上的P点运行速度小于在轨道2上的P点运行速度

C．卫星在轨道2上Q点的加速度小于在轨道1上Q点的加速度

D．若在轨道3上的P点开动推动器向卫星运行的正前方喷气，卫星可以重新回到轨道2上

如图所示，质量为M的半圆形轨道槽放置在水平地面上，槽内壁光滑。质量为m的小物体从槽的左侧顶端由静止开始下滑到右侧最高点的过程中，轨道槽始终静止，则该过程中：

A．轨道槽对地面的最大压力为(M+2m）g

B．轨道槽对地面的最小压力为Mg

C．轨道槽对地面的最大压力为(M+3m）g

D．轨道槽对地面的摩擦力方向先向右后向左

如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧，有两个小玻璃球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α_A=α_B
D．它们的向心力F_A=F_B

如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为(  )

A．Mg＋5mg

B．Mg＋mg

C．Mg－5mg

D．Mg＋10mg

如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动。在转动的过程中，忽略空气的阻力。若球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，则下列说法正确的是(    )

A．球B转到最低点时，其速度为
B．球B在最低点时速度为 
C．球B在最高点时，杆对水平轴的作用力为1.5mg
D．球B在最高点，杆对水平轴的作用力为1.25mg

两个完全相同的小球分别在半径不等的光滑竖直圆环轨道内做圆周运动，如图所示，两小球都恰好能通过轨道最高点，关于两小球，下列说法正确的是

A．在最低点对轨道的压力相等

B．在最低点对轨道的压力不相等

C．通过半径大的轨道最高点的角速度大于通过半径小的轨道最高点的角速度

D．通过半径大的轨道最高点的角速度等于通过半径小的轨道最高点的角速度

摩天轮顺时针匀速转动时，重为G的游客经过图中a、b、c、d四处时，座椅对其竖直方向的支持力大小分别为N_a、N_b、N_c、N_d，则(  )

A．Na<G

B．Nb>G

C．Nc<G

D．Nd<G

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，两个质量不等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（  ）  

A．球A的角速度一定大于球B的角速度

B．球A的线速度一定大于球B的线速度

C．球A的运动周期一定小于球B的运动周期

D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力

“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

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，让两个质量相同的小球A和小球B，紧贴圆锥筒内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，则（ ）

A．A球的线速度一定大于B球的线速度

B．A球的角速度一定大于B球的角速度

C．A球的向心加速度一定大于B球的向心加速度

D．A球对筒壁的压力一定大于B球对筒壁的压力

如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上,另一端系于圆环最低点，绳的最大拉力为2mg。当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时,发现小球受三个力作用。则ω可能为（ ）

A．

B．

C．

D．

太极球是广大市民中较流行的一种健身器材．将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的、、、位置时球与板间无相对运动趋势．为圆周的最高点，为最低点，、与圆心等高．球的质量为，重力加速度为，则

A．在C处板对球所需施加的力比处大

B．球在运动过程中机械能守恒

C．球在最低点的速度最小值为

D．板在处与水平方向倾斜角随速度的增大而减小

太极球是广大市民中较流行的一种健身器材．将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的、、、位置时球与板间无相对运动趋势．为圆周的最高点，为最低点，、与圆心等高．球的质量为，重力加速度为，则

A．在处板对球所需施加的力比处大

B．球在运动过程中机械能守恒

C．球在最低点的速度最小值为

D．板在处与水平方向倾斜角随速度的增大而减小

如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，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），盘面与水平面间的夹角为30°，g取10。则的最大值是

A．

B．

C．

D．