高中物理匀速圆周运动填空题

如右图所示，OAB是刚性轻质直角三角形支架，边长AB＝20cm，∠OAB＝30°；在三角形二锐角处固定两个不计大小的小球，A角处小球质量为1kg，B角处小球质量为3kg。现将支架安装在可自由转动的水平轴上，使之可绕O点在竖直平面内无摩擦转动。装置静止时，AB边恰好水平。若将装置顺时针转动30°，至少需做功为__________J，若将装置顺时针转动30°后由静止释放，支架转动的最大角速度为__________。

（1）如图甲所示，是用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器。烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号（如图乙所示）。设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为26.0 mm、50.0 mm、74.0mm、98.0 mm、122.0 mm、146.0 mm，由此可验证机械能守恒定律．已知电动机铭牌上标有“1200 r／min”字样．根据以上内容回答下列问题．

①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=   s．
②根据图乙所给的数据可知：毛笔画下记号“3”时，圆柱棒下落的速度V₃=   m/s；画下记号“6”时，圆柱棒下落的速度V₆=   m/s；在毛笔画下记号“3到画下记号“6”的这段时间内，棒的动能的变化量为
       J，重力势能的变化量为       J．由此可得出的结论是：                                  。
(g取9.8m/s²,结果保留三位有效数字)

卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平称量物体的质量。于是某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具（弹簧秤、秒表、刻度尺）。

（1）物体与桌面间没有摩擦力，原因是             ；
（2）实验时需要测量的物理量是              ；
（3）待测质量的表达式为m=                 。

如图甲所示，2011年11月3日凌晨，我国“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功实现了空间交会对接试验，这是我国载人太空飞行的又一个里程碑，设想在未来的时间里我国已经建成空间站，空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态，此时无法用天平称量物体的质量，某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置，如图乙所示，光电传感器B能够接受光源A发出的细微光束，若B被档光就将一个电信号给与连接的电脑，将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上，左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上，N处系有被测小球，让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动

（1）实验时，从电脑中读出小球自第一次至第n次通过最高点的总时间t，和测力计示数F，除此之外，还需要测量的物理量是：____________________
（2）被测小球质量的表达式为m=___________________（用（1）中的物理量的负号表示）

如图所示，一个圆盘绕轴心O在水平面内匀速转动，圆盘半径R= 0.4m，转动角速度 =15rad/s。则圆盘边缘上A点的线速度大小v=__________m/s，向心加速度大小a=______m／s²。

一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的圆柱体带动一个T型支架在竖直方向振动，T型架下面系着一个弹簧和小球组成的系统。圆盘以不同的周期匀速转动时，测得小球振动的振幅与圆盘转动频率如图所示。当圆盘的频率为0.4Hz时，小球振动的周期是 s；当圆盘停止转动后，小球自由振动时，它的振动频率是 Hz

近年，我国的高铁发展非常迅猛．为了保证行车安全，车辆转弯的技术要求是相当高的．如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道，则车辆经过弯道时，火车的_________ （选填“外轮”、“内轮”）对轨道有侧向挤压，容易导致翻车事故．为此，铺设轨道时应该把_________ （选填“外轨”、“内轨”）适当降低一定的高度．如果两轨道间距为L，内外轨高度差为h，弯道半径为R，则火车对内外轨轨道均无侧向挤压时火车的行驶速度为_________

如图所示的皮带传动装置中，右边两轮是连在一起同轴转动，图中三轮半径的关系为：r₁=2r₂，r₃=1.5r₁，A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑，则A、B、C三点的线速度之比为____________。角速度之比为____________。加速度之比为____________。

图是自行车传动机构的示意图，a、b、c分别是大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点。已知大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r₁、r₂和r₃，若a点的线速度大小为v，则b点的线速度大小为       ，c点的线速度大小为       。

如图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料，当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号立即转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来。

(1)若图乙中示波器显示屏上横向的每小格对应的时间为1.00×10^-2s（即乙图中t轴每大格表示5.00×10^-2s），则圆盘的转速为________r/s。(保留3位有效数字)
(2)若测得圆盘直径为11cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm。(保留3位有效数字)

如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑硬质盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使盒子在最高点A时盒子与小球之间恰好无作用力，则该盒子在B点（与圆心O等高）时的速度大小为             、盒子对球的作用力大小为              。

如图所示，水平放置的旋转平台上有一质量m＝2kg的小物块，物块与转轴间系有一劲度系数k＝100N/m的轻质弹簧。当旋转平台转动的角速度ω在2rad/s至4rad/s之间时物块可与平台一起转动而无相对滑动，此时物块到转轴间的距离R＝50cm。据此可判断平台表面__________，（选填“一定光滑”、“一定不光滑”或“光滑和不光滑均可能”）；轻质弹簧的原长为________cm。

将一个力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力。图中所示就是用这种方法测得的小滑块在半球形碗内在竖直平面内来回滑动时，对碗的压力大小随时间变化的曲线。从这条曲线提供的信息，可以判断滑块约每隔____    s经过碗底一次，随着时间的变化滑块对碗底的压力         （填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”）。

设质量相同的两人甲和乙，甲在赤道上，乙在北纬45°，他们随地球一起转动，则两者线速度大小之比v_A：v_B=_________，他们受的向心力大小之比F_A：F_B="_______."

如图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示)．

(1)若图乙中示波器显示屏上横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10^－2s，则圆盘的转速为____________转/s.(保留3位有效数字)
(2)若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm.(保留3位有效数字)