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圆周运动实例分析
圆周运动实例分析 知识点题库
长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点.让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图所示.当摆线L与竖直方向的夹角是α时,求:
(1) 线的拉力F;
(2) 小球运动的线速度大小.
如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接.在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场.现有一质量为m,电量为+q的小球从水平轨道上A点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方,如图.小球可视为质点,小球运动到C点之前电量保持不变,经过C点后电量立即变为零).已知A、B间距离为2R,重力加速度为g.在上述运动过程中,求:
(1) 电场强度E的大小;
(2) 小球在圆轨道上运动时最大速率;
(3) 小球对圆轨道的最大压力的大小.
(多选)用细绳拴着小球做圆锥摆运动,如图所示,下列说法正确的是( )
A .
小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B .
小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力
C .
向心力的大小可以表示为
F
n
=
mr
ω
2
, 也可以表示为
F
n
=
mg
tan
θ
D .
以上说法都正确
关于火车转弯,下列说法中正确的是( )
A .
轨道的弯道应是外轨略高于内轨
B .
轨道的弯道应是内轨略高于外轨
C .
按规定速率转弯内外轨对车轮均无侧向压力
D .
按规定速率转弯内外轨对车轮均有侧向压力
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v
2
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,在男女双人花样滑冰运动中,男运动员以自己为转轴拉着女运动员做匀速圆周运动,若男运动员的转速为30r/min,女运动员触地冰鞋的线速度为4.7m/s,求:
(1) 女运动员做圆周运动的角速度;
(2) 女运动员触地冰鞋做圆周运动的半径.
如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下物理量大小关系正确的是( )
A .
速度v
A
>v
B
B .
角速度ω
A
>ω
B
C .
向心力F
A
>F
B
D .
向心加速度a
A
=a
B
一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定,有质量相同的小球A和B,沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,A的运动半径较大,则( )
A .
A球的线速度必大于B球的线速度
B .
A球的角速度必大于B球的角速度
C .
A球的运动频率必大于B球的运动频率
D .
A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力
火车轨道在转弯处外轨高于内轨,设斜面倾角为θ,火车质量为m,轨道半径为R,若重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A .
火车可能受到重力、支持力和向心力
B .
物体受到的向心力方向沿轨道斜面向下
C .
若火车的速度为
,则轨道对火车没有侧向压力
D .
增加斜面倾角θ,车轮对内轨的压力一定增大
火车以半径
转弯,火车质量为
,轨道宽为
,外轨比内轨高
,则下列说法中正确的是( )(θ角度很小时,可以认为
)
A .
若火车在该弯道实际运行速度为25m/s,仅内轨对车轮有侧压力
B .
若火车在该弯道实际运行速度为40m/s,仅外轨对车轮有侧压力
C .
若火车在该弯道实际运行速度为30m/s,内、外轨对车轮都有侧压力
D .
若火车在该弯道实际运行速度为30m/s,内、外轨对车轮均无侧压力
如图,叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度
匀速转动,A、B、C的质量分别为3m、2m、m,A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为
,A和B、C离转台中心的距离分别为
、
,设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A .
B对A的摩擦力一定为
B .
B对A的摩擦力一定为
C .
转台的角速度一定满足:
D .
转台的角速度一定满足:
如图所示,用同样材料做成的A、B、C三个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起绕竖直轴转动.已知三物体质量间的关系m
A
=2m
B
=3m
C
, 转动半径之间的关系是r
C
=2r
A
=2r
B
, 那么以下说法中错误的是( )
A .
物体A受到的摩擦力最大
B .
物体B受到的摩擦力最小
C .
物体C的向心加速度最大
D .
转台转速加快时,物体B最先开始滑动
如图所示,在竖直的转动轴上,a、b两点间距为40cm,细线ac长50cm,bc长30cm,在c点系一质量为m的小球,在转动轴带着小球转动过程中,下列说法正确的是( )
A .
转速小时,ac受拉力,bc松弛
B .
bc刚好拉直时ac中拉力为
C .
bc拉直后转速增大,ac拉力不变
D .
bc拉直后转速增大,ac拉力增大
飞机飞行时除受到发动机的推力和空气阻力外,还受到重力和机翼的升力,机翼的升力垂直于机翼所在平面向上,当飞机在空中盘旋时机翼倾斜(如图所示),以保证重力和机翼升力的合力提供向心力。设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成
角,飞行周期为T。则下列说法正确的是( )
A .
若飞行速率v不变,
增大,则半径R增大
B .
若飞行速率v不变,
增大,则周期T增大
C .
若
不变,飞行速率v增大,则半径R增大
D .
若飞行速率v增大,
增大,则周期T可能不变
如图所示,质量为1 kg的小球用长为0.5 m的细线悬挂在O点,O点距地面竖直距离为1 m,如果使小球绕OO′竖直轴在水平面内做圆周运动,若细线最大承受拉力为12.5 N,(g=10 m/s
2
)求:
(1) 当小球的角速度为多大时,细线将断裂;
(2) 线断裂后小球落地点与悬点的水平距离.
表中分针与秒针可视为匀速转动,分针与秒针从重合至第二次重合,中间经历的时间为( )
A .
1 min
B .
. 59/60 min
C .
60/59 min
D .
61/60 min
在光滑圆锥形容器内固定了一根光滑的竖直细杆,细杆与圆锥的中轴线重合,细杆上穿有小环(小环可以自由转动,但不能上下移动),小环上连接一轻绳,与一质量为m的光滑小球相连,让小球在圆锥内做水平面上的匀速圆周运动,并与圆锥内壁接触.如下图所示,图甲中小环与小球在同一水平面上,图乙中轻绳与竖直细杆成q角.设甲图和乙图中轻绳对球的拉力分别为T
a
和T
b
, 圆锥内壁对小球的支持力分别为N
a
和N
b
, 则下列说法中,正确的是( )
A .
T
a
一定为零,T
b
一定为零
B .
T
a
可以为零,T
b
不可以为零
C .
N
a
一定不为零,N
b
可以为零
D .
N
a
可以为零,N
b
可以不为零
如图所示,在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘,面与水平面的夹角为
,盘面上离转轴距离L处有小物体与圆盘保持相对静止,绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动角速度为
时,小物块刚要滑动,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),星球的半径为R,引力常量为G,下列说法正确的是( )
A .
这个行星的质量
B .
这个行星的第一宇宙速度
C .
这个行星的同步卫星的周期是
D .
离行星表面距离为R的地方的重力加速度为
如图所示,一个内壁光滑的圆锥桶的轴线垂直于水平面,圆锥桶固定不动,有两个质量分别为m
A
和m
B
(m
A
>m
B
)的小球紧贴内壁在水平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A .
A球的角速度大于B球的角速度
B .
A球的线速度大于B球的线速度
C .
A球的周期大于B球运动的周期
D .
A球对桶壁的压力等于B球对桶壁的压力
汽车通过拱形桥时的运动可以看成圆周运动,如图所示,当汽车以一定速度通过圆形拱桥的最高点瞬间,下列说法正确的是( )
A .
桥对汽车的支持力大于汽车的重力
B .
桥对汽车的支持力小于汽车的重力
C .
桥对汽车的支持力等于汽车的重力
D .
无论汽车的速度有多大,汽车对桥始终有压力
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