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用长为 l 的细线,一端固定在 O 点,另一端系一质量为 m 的小球,小球可在竖直平面内做圆周运动,如图所示.MD 为竖直方向上的直径,OB 为水平半径,A 点位于 M、B 之间的圆弧上,C 点位于 B、D 之间的圆弧上,开始时,小球处于圆周的最低点 M,现给小球某一初速度,下述说法正确的是

A.若小球通过 A 点的速度大于,则小球必能通过 D 点
B.若小球通过B 点时,绳的拉力大于3mg,则小球必能通过 D 点
C.若小球通过 C 点的速度大于,则小球必能通过 D点
D.小球通过 D 点的速度可能会小于
AB 

试题分析:当小球在D点时的向心力是只有重力充当时,小球恰好能通过D点,所以,即,此速度为临界速度,故D错误,若以此临界速度通过最高点,小球到M点时的速度为,解得,故A正确,到达B点时的速度为此时的拉力为,解得,此时绳子拉力为,所以若小球通过B 点时,绳的拉力大于3mg,则小球必能通过 D 点,B正确,因为C点距离B点的位置不明,如果要想小球能顺利通过D点,则通过C点的速度必须大于,C错误,
点评:对于圆周运动一定要弄清楚小球通过最高点的临界条件,然后根据能量守恒定律解题
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低.如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动.设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于   (  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点。则杆对球的作用力可能是(  )

①a 处为拉力,b处为拉力 
②a 处为拉力,b处为推力
③a 处为推力,b处为拉力 
④a 处为推力,b处推拉力
A.①③B.②③C.①②D.②④

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

( 8分,每空2分)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的,弯道处要求外轨比内轨高,其内外高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率。下表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道的高度差h。
弯道半径r(m)
660
330
220
165
132
110
内外轨高度差h(m)
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
  (1)根据表中数据,试导出h与r关系的表达式为:____,并求出当r=440m时,h的设计值应为:______m.
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧面压力,又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1.500m,结合表中数据,算出我国火车的转弯速率:v=____m/s ;(路轨倾角很小时,正弦值按正切值处理,g=10m/s2)
(3)随着人均生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求,为了提高运输能力,国家对铁路不断进行提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高,请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施?_______. 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,长L的细绳一端固定在O点,另一端系一小球,拉动小球偏离平衡位置后释放,小球将坚直平面内作圆周运动,若细绳能承受的最大拉力为小球重力的两倍,要使小球经过最低点时细绳断裂,静止释放小球时细绳与坚直方向的夹角多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

汽车在水平路面上做环绕运动,设轨道圆半径为R,路面汽车的最大静摩擦力是车重的1/4,要使汽车不冲出跑道,汽车运动速度不得超过______.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

汽车以—定速率通过拱桥时,下列说法中正确的是(   )
A 在最高点汽车对桥的压力大于汽车的重力   
B 在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力
C 在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力
D 若汽车在最高点停下,汽车对桥的压力等于汽车的重力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

飞机俯冲拉起的一段轨迹可看作一段圆弧,如图所示.飞机做俯冲拉起运动时,在最低点附近做半径R="200" m的圆周运动,如果飞行员的体重m="70" kg,飞机经过最低点P时的速度v="360" km/h,求这时飞行员对座位的压力?(g=9.8m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

有一辆质量为1.2×103kg的小汽车驶上半径为50m的圆弧形拱桥。求:(1)汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力的大小;(2)设想拱桥的半径增大到与地球半径一样,那么汽车要在这样的桥面上腾空,速度至少多大。(重力速度g取10m/s2,地球半径R取6.4×103km=2dddd

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