高中物理探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系试题

表演“水流星”节目，如图所示,拴杯子的绳子长为，绳子能够承受的最大拉力是杯子和杯内水重力的8倍.要使绳子不断,节目获得成功,重力加速度为g,求：

杯子通过最高点时速度的最小值为多大？
通过最低点时速度的最大值为多大？

如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角为，重力加速度为g，估算该女运动员  (    )

A．受到的拉力为

B．受到的拉力为2G

C．向心加速度为g

D．向心加速度为2g

、一质量为m的小球A用轻绳系于O点，如果给小球一个初速度使其在竖直平面内做圆周运动，某时刻小球A运动到圆轨道的水平直径的右端点时，如图所示位置，其加速度恰为g．则它运动到最低点时，绳对球的拉力大小为 (   )

A．(3＋)mg

B．4mg

C．(2＋)mg

D．3mg

如图所示，一质量为M＝5.0kg的平板车静止在光滑水平地面上，平板车的上表面距离地面高h＝0.8m，其右侧足够远处有一固定障碍物A．另一质量为m＝2.0kg可视为质点的滑块，以v₀＝8m/s的水平初速度从左端滑上平板车，同时对平板车施加一水平向右、大小为5N的恒力F．当滑块运动到平板车的最右端时，两者恰好相对静止．此时车去恒力F．此后当平板车碰到障碍物A时立即停止运动，滑块水平飞离平板车后，恰能无碰撞地沿圆弧切线从B点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．已知滑块与平板车间的动摩擦因数μ＝0.5，圆弧半径为R＝1.0m，圆弧所对的圆心角∠BOD＝θ＝106⁰，g取10m/s²，sin53⁰＝0.8，cos53⁰＝0.6，不计空气阻力，求：

（1）平板车的长度；
（2）障碍物A与圆弧左端B的水平距离；
（3）滑块运动圆弧轨道最低点C时对轨道压力的大小．

如图所示，长为的细线一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动，已知O点到水平地面的距离Soc =L且 L>，重力加速度为g

求小球通过最高点A时的速度v_A的大小．
求小球通过最低点B时，细线对小球的拉力．
求小球运动到A点或B点时细线断裂，小球落到地面对到C点的距离若相等，则和L应满足什么关系？

某游乐场的过山车从较高的弧形轨道顶部，从静止开始向下运动，在底部进入与之连接的圆形轨道，它可以底朝上在竖直圆轨道顶部运行，游客不会掉下来，如图（甲）所示，可以把这种情形抽象为如图（乙）所示的简图，为了游客的安全，载人过山车在通过圆轨道的最高点时，对轨道要有一定的压力，假设该压力为人与过山车总重力的0.5倍，圆轨道的半径为R，不考虑一切阻力，问：

弧形轨道顶部到底部的高度应多大？
若人的质量为，过山车经过圆轨道最低点时人对座椅的压力多大？

下列关于圆周运动的向心力的讨论，正确的有   （   ）

A．运动员在跑道转弯时，主要靠地面的支持力提供向心力

B．用细绳拴住的小球在竖直平面内作圆周运动，一定是细绳的拉力提供向心力

C．在绕地球沿圆周轨道自由飞行的飞船内，宇船员处于完全失重状态，是万有引力全部提供向心力。

D．洗衣机脱水旋转时，可把衣物中的水分甩出，是水分受到的向外运动的力

如图，一个质量为0．6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）。已知圆弧的半径R=0．3m， θ="60" 0，小球到达A点时的速度 v="4" m/s 。（取g ="10" m/s2）求：
小球做平抛运动的初速度v0 ；
P点与A点的水平距离和竖直高度；
小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。

m为在水平传送带上被传送的小物体（可视为质点），A为终端皮带轮，如图所示，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间、传送带与小物体间不会打滑，当m可被水平抛出时，求：
A轮每秒的转数n最少是多少？
若A轮有上述的最小转速，且其最高点距地面高度为h，求小物体落地的速度方向（用反三角函数表示）．

如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮a和b水平放置，两轮半径Ra=2Rb.当主动轮a匀速转动时，在a轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在a轮边缘上.，将小木块放在b轮上，欲使木块相对b轮也静止，则木块距b轮转轴的最大距离为（ ）

A．Rb/4

B．Rb/3

C．Rb/2

D．Rb

如图所示，A，B为两个大小可视为质点的小球，A的质量，B的质量，B球用长的轻质细绳吊起，当细绳位于竖直位置，B球处于静止状态时，B球恰好与弧形轨道MN的末端接触但无作用力，已知弧形轨道的内表面光滑，且末端切线水平，现使A球从距轨道末端的高处由静止释放，当A球运动到轨道末端时与B球发生完全弹性碰撞。若取，求：
A球刚要接触到B球时的速度大小；
两小球相碰撞过程中，B球对A球所做的功；
两个小球碰撞后各自开始运动的瞬间，B球对细绳的拉力大小。

如图，半径为R的环形塑料管固定在竖直面放置，AB为管的水平直径，管的粗细远小于管的半径，AB及其以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑，现将一质量为m、带正电小球从管中A点静止释放，已知小球受到的重力与它受到的电场力相等，重力加速度为g，则释放后：
求小球第一次经过最低点D时的速率；
小球第二次经过最高点C时，管壁对小球的作用力？

如图竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一档板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点静放有一小球C， A．B．C的质量均为m。给小球一水平向右的瞬时速度V，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，（不计小球与环的摩擦阻力），瞬时速度必须满足         （   ）

A．最小值        B．最大值     
C．最小值        D．最大值

如图所示，已知m_A=2m_B=3m_c，它们距轴的关系是，三物体与转盘表面的动摩擦因数相同，当转盘的速度逐渐增大时

A．物体A先滑动 B．物体B先滑动
C．物体C先滑动 D．B、C同时开始滑动

“时空之旅”飞车表演时，演员驾着摩托车，在球形金属网内壁上下盘旋，
令人惊叹不已，摩托车沿图示竖直轨道做圆周运动的过程中（   ）

A．机械能一定守恒

B．其输出功率始终保持恒定

C．经过最低点时的向心力仅由支持力提供

D．通过最高点时的最小速度与球形金属网直径有关