高中物理探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系试题

如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中．现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g.

(1)若滑块从水平轨道上距离B点s＝3R的A点由静止释放，滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大？
(2)在(1)的情况下，求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小；
(3)改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小．

已知某星球的半径为R，有一距星球表面高度h=R处的卫星，绕该星球做匀速圆周运动，测得其周期T=2π。

求：（1）该星球表面的重力加速度g
（2）若在该星球表面有一如图所示的装置，其中AB部分为一长为12.8m并以5m/s速度顺时针匀速转动的传送带，BCD部分为一半径为1.6m竖直放置的光滑半圆形轨道，直径BD恰好竖直，并与传送带相切于B点。现将一质量为0.1kg的可视为质点的小滑块无初速地放在传送带的左端A点上，已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.5。
试求出到达D点时对轨道的压力大小；
(提示：=3.2）

如图所示，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是(　   )

A．受到向心力为mg＋m	B．受到的摩擦力为μm
C．受到的摩擦力为μ(mg＋m)	D．受到的合力方向斜向左上方

长为L的轻杆一端固定一个小球，另一端固定在光滑水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，关于小球在过最高点的速度,下列叙述中正确的是

A．的极小值为

B．由零逐渐增大，向心力也逐渐增大

C．当由值逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大

D．当由值逐渐减小时，杆对小球的弹力也逐渐减小

如图所示，两个质量相同的小球A和B，分别用线悬在等高的O₁、O₂两点，A球的悬线比B球的悬线长，把两球的悬线拉到水平后将小球无初速度的释放，则经过最低点时(以悬点为零势能点)，下列说法正确的是

A．A球的速度大于B球的速度

B．悬线对A球的拉力大于对B球的拉力

C．A球的向心加速度等于B球的向心加速度

D．A球的机械能大于B球的机械能

如图所示，小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动．则下列关于A的受力情况的说法中正确的是

A．受重力、支持力

B．受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力

C．受重力、支持力、摩擦力和向心力

D．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力

如图所示足够大的倾角为θ的光滑斜面固定放置，在其上有一固定点O，O点连接一长为L的细线，细线的另一端连接一可以看做质点的小球。原来小球处于静止状态，现给小球一与细线垂直的初速度v₀，使小球能在斜面内做完整的圆周运动，则v₀的最小值为（    ）

A．	B．
C．	D．

如图所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是（     ）

A．小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于零

B．小球过最高点时的最小速度为

C．小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反

D．小球过最高点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相反

如图所示，一质量为m=1kg的滑块沿着粗糙的圆弧轨道滑行，当经过最高点时速度V=2m/s，已知圆弧半经R=2m，滑块与轨道间的摩擦系数μ=0.5，则滑块经过最高点时的摩擦力大小为多少？

如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是（   ）

A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来

B．人在最高点时对座位仍可能产生压力

C．人在最低点时对座位的压力等于mg

D．人在最低点时对座位的压力小于mg

做圆周运动的两个物体M和N，它们所受的向心力F与轨道半径R之间的关系如图所示，其中图线N为双曲线的一个分支．则由图象可知

A．物体M和N的线速度均保持不变

B．在两图线的交点，M和N的动能相同

C．在两图线的交点， M和N的向心加速度大小相同

D．随着半径增大，M的线速度增大，N的角速度减小

如图所示，倾斜放置的圆盘绕着中轴匀速转动，圆盘的倾角为37°，在距转动中心0.1m处放一小木块，小木块跟随圆盘一起转动，小木块与圆盘的动摩擦因数为0.8，木块与圆盘的最大静摩擦力与相同条件下的滑动摩擦力相同。若要保持小木块不相对圆盘滑动，圆盘转动的角速度最大值为(　　）

（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

A．8rad/s

B．2 rad/s

C．rad/s

D．rad/s

质量为m的小球悬挂于O点，悬线长为l，如图建立平面直角坐标系xOy，y轴沿悬线竖直向下。现将小球拉到（l,0）点后无初速释放，不计空气阻力和钉子的直径，试计算：

（1）如果在（0,l）点钉一枚钉子可以挡住细线，那么细线刚碰到钉子后对小球的拉力是多大？
（2）如果将钉子钉在y=的水平虚线上某位置，要求细线碰到钉子后能够绕钉子做圆周运动通过最高点，那么钉子所钉的位置的横坐标x应该满足什么条件？

如图所示，是在双人花样滑冰运动中，男运动员拉着的女运动员离地在空中做圆锥摆运动的精彩画面，已知女运动员体重为G，目测体女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，那么下列判断正确的是（   ）

A．女运动员受到的拉力为G	B．女运动员受到的拉力为2G
C．女运动员向心加速度为g	D．女运动员向心加速度为2g

如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是

A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了

B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了

C．物体所受弹力增大，摩擦力不变

D．物体所受弹力和摩擦力都减小了