题目列表(包括答案和解析)
9. 如图所示,一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水平面,圆锥固定不动,两个质量相同的球A、B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则( )
A.球A的线速度必大于球B的线速度
B.球A的角速度必小于球B的角速度
C.球A的运动周期必小于球B的运动周期
D.球A对筒壁的压力必大于球B对筒壁的压力
解析:选AB.对A有mg·cotθ=m=mω·RA
对B有mg·cotθ=m=mω·RB
由图知RA>RB
得vA>vB,ωA<ωB,故A、B正确,又因为T=,所以TA>TB,又由受力情况知FNA=FNB=,故C、D错误.
8.如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,管道内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法中正确的是( )
A.小球通过最高点时的最小速度vmin=
B.小球通过最高点时的最小速度vmin=0
C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球一定无作用力
D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力
解析:选BC.由于圆形管道可提供支持力,故小球通过最高点时的速度可以为零.小球在水平线ab以下的管道中运动时,重力方向竖直向下,而向心力指向圆心,故内侧管壁不会对小球有作用力,而在水平线ab以上的管道中运动时,如果小球的速度较小,如在最高点的速度v≤时,最高点的外侧管壁对小球无作用力,故B、C正确,A、D错误.
7.(2011年广东广州测试)图是磁带录音机的磁带盒的示意图,A、B为缠绕磁带的两个轮子,两轮的半径均为r,在放音结束时,磁带全部绕到了B轮上,磁带的外缘半径R=3r,现在进行倒带,使磁带绕到A轮上.倒带时A轮是主动轮,其角速度是恒定的,B轮是从动轮.经测定,磁带全部绕到A轮上需要时间为t,则从开始倒带到A、B两轮的角速度相等所需要的时间( )
A.等于 B.大于
C.小于 D.等于
解析:选B.A的角速度是恒定的,但是A的半径越来越大,根据v=ωr可得v在增大,所以一开始需要的时间比较长,B项正确.
6.半径为R的光滑半圆球固定在水平面上,顶部有一小物体,如图所示.今给小物体一个水平初速度v0=,则物体将( )
A.沿球面滑至M点
B.先沿球面滑至某点N再离开球面做斜下抛运动
C.按半径大于R的新圆形轨道运动
D.立即离开半圆球做平抛运动
解析:选D.在最高点时重力恰好满足需要的向心力,一旦向下运动速度变大,重力小于需要的向心力,故小物体与半圆球分离,即小物体立即离开半圆球做平抛运动.
5.如图,光滑的水平轨道AB与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,其中圆轨道在竖直平面内,B为最低点,D为最高点,一小球以一定的初速度沿AB射入,恰能通过最高点,设小球在最高点D的重力势能为零,则小球在B点对轨道的压力F与机械能E的说法正确的是( )
A.F与R成正比 B.F与R无关
C.E与R成正比 D.E与R无关
答案:BC
4.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,而后释放,摆球运动过程中,支架始终不动,以下说法正确的是( )
A.在释放前的瞬间,支架对地面的压力为(m+M)g
B.在释放前的瞬间,支架对地面的压力为Mg
C.摆球到达最低点时,支架对地面的压力为(m+M)g
D.摆球到达最低点时,支架对地面的压力为(3m+M)g
解析:选BD.在释放前的瞬间绳拉力为零
对M:FN1=Mg;
当摆球运动到最低点时,由机械能守恒得
mgR= ①
由牛顿第二定律得:FT-mg= ②
由①②得绳对小球的拉力FT=3mg
对支架M由受力平衡,地面支持力FN=Mg+3mg
由牛顿第三定律知,支架对地面的压力FN2=3mg+Mg,故选项B、D正确.
3.(2011年吉林第一次联考)如图是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮,Ⅱ是半径为r2的小齿轮,Ⅲ是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n r/s,则自行车前进的速度为( )
A. B.
C. D.
解析:选C.前进速度即为Ⅲ轮的线速度,由同一个轮上的角速度相等,同一条线上的线速度相等可得:ω1r1=ω2r2,ω3=ω2,再有ω1=2πn,v=ω3r3,所以v=.
2. 如图所示,物块在水平圆盘上,与圆盘一起绕固定轴匀速运动,下列说法中正确的是( )
A.物块处于平衡状态
B.物块受三个力作用
C.在角速度一定时,物块到转轴的距离越远,物块越不容易脱离圆盘
D.在物块到转轴距离一定时,物块运动周期越小,越不容易脱离圆盘
解析:选B.对物块受力分析可知,物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用,合力提供向心力,A错,B正确.根据向心力公式F=mrω2可知,当ω一定时,半径越大,所需的向心力越大,越容易脱离圆盘;根据向心力公式F=mr()2可知,当物块到转轴距离一定时,周期越小,所需向心力越大,越容易脱离圆盘,C、D错误.
1.下列关于离心现象的说法中正确的是( )
A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将做背离圆心的圆周运动
C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将沿切线做直线运动
D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将做曲线运动
答案:C
12.(2011年佛山模拟)如图所示, AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为m的物体,若保持AC绳的方向不变,AC与竖直方向上的夹角为60°,改变BC绳的方向,试求:
(1)物体能达到平衡时,θ角的取值范围.
(2)θ在0-90°的范围内,求BC绳上拉力的最大值和最小值.
解析:(1)改变BC绳的方向时,AC绳的拉力FA方向不变,两绳拉力的合力F与物体的重力平衡,重力大小和方向保持不变,如图所示,经分析可知,θ最小为0°,此时FTA=0;且θ必须小于120°,否则两绳的合力不可能竖直向上.所以θ角的取值范围是0°≤θ<120°.
(2)θ在0-90°的范围内,由图知,当θ=90°时,FTB最大,Fmax=mgtan60°=mg.
当两绳垂直时,即θ=30°时,FTB最小,Fmin=mgsin60°=mg.
答案:(1)0°≤θ<120° (2) mg mg
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