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

某同学设想驾驶一辆“陆地－太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径R=6400km。下列说法正确的是

A．汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大

B．当汽车速度增加到7.9km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动

C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h

D．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力

如图所示，圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，Oc与Oa的夹角为60°，轨道最低点a与桌面相切．一轻绳两端系着质量为m₁和m₂的小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c的两边，开始时，m₁位于c点，然后从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦．则（　　）

A．在m1由c下滑到a的过程中，两球速度大小始终相等

B．m1在由c下滑到a的过程中重力的功率逐渐增大

C．若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，轻绳对m2的拉力为m2g

D．若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，则m1=2m2

如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，烧断细线，则（ ）

A．两物体均沿切线方向滑动

B．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，同时所受摩擦力减小

C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动

D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远

如图所示，倾角为的斜面体固定在水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的定滑轮O（不计滑轮的摩擦），A的质量为m，B的质量为4m．开始时，用手托住A，使OA段绳恰好处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止．则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是

A．小球A运动到最低点时物块B所受的摩擦力为mg

B．物块B受到的摩擦力方向没有发生变化

C．若适当增加OA段绳子的长度，物块可能发生运动

D．地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右

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

如图所示，半径分别为R和r（R>r）的甲、乙两光滑半圆轨道放置在同一竖直平面内，两轨道之间由一光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上有一轻弹簧被a、b两个质量均为m的小球夹住，但不拴接。同时释放两小球，弹性势能全部转化为两球的动能，若两球获得相等动能，其中有一只小球恰好能通过最高点，两球离开半圆轨道后均做平抛运动落到水平轨道的同一点（不考虑小球在水平面上的反弹）。则

A．恰好通过最高点的是b球

B．弹簧释放的弹性势能为5mgR

C．a球通过最高点对轨道的压力为mg

D．CD两点之间的距离为

如图所示，一个静止的质量为m，带电量为+q的带电粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打至P点，设OP=x，能正确反映x与U之间函数关系的x—U图如图中的（       ）

质量为m的汽车，额定功率为P，与水平地面间的摩擦数为μ，以额定功率匀速前进一段时间后驶过一圆弧形半径为R的凹桥，汽车在凹桥最低点的速度与匀速行驶时相同，则汽车对桥面的压力N的大小为   （  ）

A．N=mg	B．
C．	D．

如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，初始时刻小球静止于P点。第一次小球在水平拉力F作用下，从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ，张力大小为T₁；第二次在水平恒力F′作用下，从P点开始运动并恰好能到达Q点，至Q点时轻绳中的张力为大小T₂，不计空气阻力，重力加速度为g，关于这两个过程，下列说法中正确的是

A．第一个过程中，拉力F在逐渐变大，且最大值一定大于F′

B．两个过程中，轻绳的张力均变大

C．，

D．第二个过程中，重力和水平恒力F′的合力的功率先增加后减小

如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F一v²图象如图乙所示。不计空气阻力，则  （     ）

A．小球的质量为

B．当地的重力加速度大小为

C．v^2=c时，杆对小球的弹力方向向上

D．v^2=2b时，小球受到的弹力与重力大小不相等

如图所示，光滑的半圆形轨道ACB的左半部分存在竖直向下的匀强电场，一个带负电小球从A点上方某一高度处静止释放，从A点沿切线方向进入半圆形轨道，不计空气阻力及一切能量损失，则对于小球运动情况的判断属实的是

A．小球一定能从B点离开轨道

B．小球在AC部分可能做匀速圆周运动

C．若小球能从B点离开，上升的高度一定小于H

D．小球到达C点的速度可能为零

如图所示，一带负电的金属环绕轴以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是(      )

A．N极竖直向上	B．N极竖直向下
C．N极沿轴线向左	D．N极沿轴线向右

半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v₀，若v₀大小不同，则小球能够上升到的最大高度(距离底部)也不同．下列说法中正确的是（   ）

A．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度等于R/2

B．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度小于3R/2

C．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度等于2R

D．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度等于2R

三个人造卫星A.B.C在地球的大气层外沿如图所示的方向做匀速圆周运动，已知，则关于三个卫星的说法中错误的是

A.线速度大小的关系是
B.周期关系是
C.向心力大小的关系是
D.轨道半径和周期的关系是

如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，内外半径分别为r和2r。一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达线，有如图所示的①②③三条路线，其中路线③是以为圆心的半圆，。赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力均为。选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道（所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大），则：

A．赛车经过路线②③时的位移相等

B．选择路线②，赛车的速率最小

C．选择路线③，赛车所用时间最短

D．①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等