高中物理匀速圆周运动计算题

如图所示，长度为l的细绳上端固定在天花板上O点，下端栓这质量为m的小球。当把细绳拉直时，细绳与竖直线夹角，此时小球静止与光滑的水平面上。

（1）当球以角速度做圆锥摆运动时，细绳的张力为多大？水平面受到的压力N是多大？
（2）当球以角速度做圆锥摆运动时，细绳的张力为多大？水平面受到的压力是多大？

如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求：

（1）粒子从电场射出时速度ν的大小；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。

如图所示，空间中存在范围足够大匀强电场和匀强磁场，电场方向沿y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或撤除与撤除前的一样。一带正电荷的粒子（不计重力）从坐标原点以初速度沿x轴正方向射入，若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动，若只有磁场，粒子将做半径为R的匀速圆周运动；现在只加电场，粒子从O点开始运动，当粒子第一次通过x=R平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，求：

（1）粒子第一次通过x=P平面（图中虚线所示）时的速度。
（2）粒子从O点运动到第二次通过x=R平面（图中虚线所示）时所用的时间；
（3）粒子第二次通过x=R平面（图中虚线所示）时的位置坐标。

如图所示，无限宽广的匀强磁场分布在xoy平面内，x轴上下方磁场均垂直xoy 平面向里，x轴上方的磁场的磁感应强度为B，x轴下方的磁场的磁感应强度为4B/3。现有一质量为m，电量为-q带负电粒子以速度v₀从坐标原点O沿y方向进入上方磁场。在粒子运动过程中，与x轴交于若干点。不计粒子的重力。求：

（1）粒子在x轴上方磁场做匀速圆周运动半径r₁
（2）如把x轴上方运动的半周与x轴下方运动的半周称为一周期的话，则每经过一周期，在x轴上粒子右移的平均速度。
（3）在与x轴的所有交点中，粒子两次通过同一点的坐标位置。

如图所示，是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面．若女运动员伸直的身体与竖直方向的夹角为θ，质量为m，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r，忽略女运动员受到的摩擦力，重力加速度为g，求

（1）当女运动员对冰面的压力为其重力的1/2时，男运动员的拉力大小及两人转动的周期；
（2）当女运动员刚要离开冰面时，男运动员的拉力大小及两人转动的周期．

如图，EF与GH间为一无场区。无场区左侧A.B为相距为d.板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板。无场区右侧为一点电荷形成的电场，点电荷的位置O也为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O.C在两板间的中心线上，D位于GH上。一个质量为m.电量为q的带正电粒子以初速度v₀沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并作与管壁无相互挤压的匀速圆周运动。（不计粒子的重力.管的粗细）

求：（1）O处点电荷的带电量；
（2）两金属板所加的电压。

如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求：

（1）匀强电场的电场强度E的大小。
（2）粒子从电场射出时速度v的大小。
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。

如图所示，轻杆的一端用铰链固定在竖直转轴OO′上的O端，另一端固定一小球，轻杆可在竖直平面内自由转动，当转轴以某一角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周转动，此时轻杆与竖直转轴OO′的夹角为37°．已知转轴O端距离水平地面的高度为h，轻杆长度为L，小球的质量为m，重力加速度为g，取sin37°≈0.6，cos37°≈0.8，求：

（1）小球做匀速圆周运动的线速度v．
（2）若某时刻小球从轻杆上脱落，小球的落地点到转轴的水平距离d．
（3）若缓慢增大转轴的转速，求轻杆与转轴的夹角从37°增加到53°的过程中，轻杆对小球所做的功W．

如图所示，两平行金属板，板间电场可视为匀强电场，板间距为d，电场强度为E；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求：

（1）粒子从电场射出时速度v的大小；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。

长L＝0.5 m的轻杆，其一端连接着一个零件A，A的质量m＝１kg. 现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动，如图所示．在A通过最高点时，求下列两种情况下A对杆的作用力：

(1)A的速率为 ２m/s；
(2)A的速率为３m/s.(g＝10 m/s²)

如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN间的距离为L，小球过M点的速度方向与x轴正方向夹角为θ。不计空气阻力，重力加速度为g，求：⑴电场强度E的大小和方向；⑵小球从A点抛出时初速度v₀的大小；⑶A点到x轴的高度h。

如图所示为质谱仪的原理图，A为粒子加速器，电压为;B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为，今有一质量为m、电荷量为q的正离子经过加速后，恰好通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：

（1）粒子的速度v
（2）速度选择器的电压
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R

如图所示,光滑的水平平台中间有一光滑小孔,手握轻绳下端,拉住在平台上做圆周运动的小球.某时刻,小球做圆周运动的半径为a、角速度为ω,然后松手一段时间,当手中的绳子向上滑过h时立刻拉紧,达到稳定后,小球又在平台上做匀速圆周运动.设小球质量为m,平台面积足够大.求:
 
(1)松手之前,轻绳对小球的拉力大小;
(2)小球最后做匀速圆周运动的角速度.

一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高对接，如图所示。已知小车质量M=3．0kg，长L=2．06m，圆弧轨道半径R=0．8m。现将一质量m=1．0kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到B端后冲上小车。滑块与小车上表面间的动摩擦因数。（取g=10m/s²）试求：

⑴滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；
⑵小车运动1．5s时，车右端距轨道B端的距离；
⑶滑块与车面间由于摩擦而产生的内能。

如图所示，光滑杆AB长为L，B端固定一根劲度系数为k、原长为l₀的轻弹簧，质量为m的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接．为过B点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为θ．

（1）杆保持静止状态，让小球从弹簧的原长位置静止释放，求小球释放瞬间的加速度大小a及小球速度最大时弹簧的压缩量；
（2）当球随杆一起绕轴匀速转动时，弹簧伸长量为，求匀速转动时的角速度ω；
（3）若θ=30°，移去弹簧，当杆绕轴以角速度匀速转动时，小球恰好在杆上某一位置随杆在水平面内匀速转动，球受到轻微扰动后沿杆向上滑动，到最高点A时球沿杆方向的速度大小为v₀，求小球从开始滑动到离开杆的过程中，杆对球所做的功W．