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

如图所示，竖直平面内光滑圆轨道半径R=2m，从最低点A有一质量为m=1kg的小球开始运动，初速度v₀方向水平向右，重力加速度g取10m/s²，下列说法正确的是（    ）

A．若初速度v0=8m/s，则小球将在离A点1.8m高的位置离开圆轨道

B．若初速度v0=8m/s，则小球离开圆轨道时的速度大小为m/s

C．小球能到达最高点B的条件是m/s

D．若初速度v0=5m/s，则运动过程中，小球可能会脱离圆轨道

某兴趣小组设计了一个滚筒式炒栗子机器，滚筒内表面粗糙，内直径为D。工作时滚筒绕固定的水平中心轴转动。为使栗子受热均匀，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则
A．滚筒的角速度应满足
B．滚筒的角速度应满足
C．栗子脱离滚筒的位置与其质量有关
D．若栗子到达最高点时脱离滚筒，栗子将自由下落

“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来．如图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是（ ）

A．人和车的速度为	B．人和车的速度为
C．桶面对车的弹力为	D．桶面对车的弹力为

汽车在水平地面上沿半径为R的圆弧运动，已知速率为v时汽车刚好不向外滑出，则当速率增大到2v时为了不向外滑出
A.圆半径应增大到4R以上
B.圆半径应减小到以下
C车重应增加到原来的4倍以上
D.车轮与地面间的动摩擦因数应增大到原来的4倍以上

如图所示为在空中某一水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆,关于摆球A的受力情况,下列说法中正确的是(  )。

A．摆球A受重力、拉力和向心力的作用

B．摆球A受拉力和向心力的作用

C．摆球A受拉力和重力的作用

D．摆球A受重力和向心力的作用

用如图a所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图b所示的F﹣x图象，g取10m/s²，则由图可求得圆弧轨道的半径R为（ ）

A．0.125m

B．0.25m

C．0.50m

D．1.0m

如图，在半径为R的半圆形光滑固定轨道右边缘，装有小定滑轮，两边用轻绳系着质量分别为m和M（M＝3m）的物体，由静止释放后，M可从轨道右边缘沿圆弧滑至最低点，则它在最低点的速率为（  ）

A．

B．

C．

D．

竖直放置的固定绝缘光滑轨道由半径分别为R的圆弧MN和半径为的半圆弧NP拼接而成（两端圆弧相切于N点），小球带正电，质量为，电荷量为，已知将小球由M点静止释放后，它刚好能通过P点，不计空气阻力，下列说法正确的是（  ）

A．若加竖直向上的匀强电场E（），则小球能通过P点

B．若加竖直向下的匀强电场，则小球不能通过P点

C．若加垂直纸面向里的匀强磁场，则小球不能通过P点

D．若加垂直纸面向外的匀强磁场，则小球不能通过P点

如图所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端固定在转轴O，现使小球在竖直平面内做圆周运动，P为圆周的最高点，若小球通过圆周最低点时的速度大小为，忽略摩擦阻力和空气阻力，则以下判断正确的是（ ）．

A．小球不能到达P点

B．小球到达P点时的速度大于

C．小球能到达P点，且在P点受到轻杆向上的弹力

D．小球能到达P点，且在P点受到轻杆向下的弹力

如图所示，质量为m小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，球的直径略小于圆管的内径，下列说法中可能正确的是

A．小球通过最低点时，外侧管壁对小球的支持力为2mg

B．小球通过最高点时，外侧管壁对小球的压力为2mg

C．小球通过最高点时，内侧管壁对小球的支持力为2mg

D．小球通过最低点时，内侧管壁对小球的压力为2mg

用细绳拴着质量为的物体，在竖直平面内做圆周运动，圆周半径为R，则下列说法中正确的是（  ）

A．小球过最高点时，绳子张力可以为0

B．小球过最高点时的最小速度是0

C．小球作圆周运动过最高点的最小速度是

D．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与所受的重力方向相反

如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，静止释放，摆球运动到最低点过程中，支架始终不动，以下说法正确的是（ ）

A．在释放瞬间，支架对地面压力为（m+M）g

B．摆球运动到最低点过程中支架受到水平地面的摩擦力先增加后减小

C．摆球到达最低点时，支架对地面压力为（m+M）g

D．摆球到达最低点时，支架对地面压力为（3m+M）g

如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一质量为1kg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），盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s².则ω的最大值为ω_m及ω为最大值时小物体运动到最高点所受的摩擦力为f,则下列选项正确的是 （    ）

A．ωm= 1.0rad/s	B．ωm=0.5rad/s
C．f=2.5N，方向斜向上	D．f=2N，方向斜向下

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），最低点瞬时速度必须满足（ ）

A．最小值    B．最大值    C．最小值    D．最大值