6.向心力 知识点题库

一质点作圆周运动,速度处处不为零,则下列说法错误的(   )

A . 任何时刻质点所受的合力一定不为零 B . 任何时刻质点的加速度一定不为零 C . 质点的速度大小一定不断地改变 D . 质点的速度方向一定不断地改变

在光滑圆锥形容器中,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.如图所示,图a中小环与小球在同一水平面上,图b中轻绳与竖直轴成θ(θ<90°)角.设图a和图b中轻绳对小球的拉力分别为Ta和Tb,圆锥内壁对小球的支持力分别为Na和Nb,则在下列说法中正确的是(  )

A . Ta一定为零,Tb一定为零 B . Ta、Tb是否为零取决于小球速度的大小 C . Na一定不为零,Nb可以为零 D . Na、Nb的大小与小球的速度无关
关于物体做匀速圆周运动的正确说法是(   )

A . 速度的大小和方向都改变 B . 速度的大小和方向都不变 C . 速度的大小改变,方向不变 D . 速度的大小不变,方向改变
A、B两个质点,分别做匀速圆周运动,在相同的时间内它们通过的路程之比sA:sB=2:3,转过的角度之比θA:θB=3:2,则下列说法正确的是(   )

A . 它们的半径之比RA:RB=2:3 B . 它们的半径之比RA:RB=4:9 C . 它们的周期之比TA:TB=2:3 D . 它们的转速之比fA:fB=2:3
如图所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道,处于水平向右的匀强电场中,带负电荷的小球从A处由静止开始下滑,沿轨道ABC运动并进入圆环内做圆周运动.已知小球所受电场力与其重力大小相等,圆环半径为R.当地重力加速度为g

  1. (1) 若使小球在圆环内能做完整的圆周运动,小球过C点时的速度至少为多少?
  2. (2) 若小球刚好做完整圆周运动之后,经过C点时让其带上等量的正电荷,小球继续沿光滑轨道CDG运动,DG为半径为r的 圆弧,CD段长为R,r=0.5R.求小球经过G点后最小速度?
在“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径之间的关系”的实验中,借助专用实验中,借助专用实验装置,保持m、ω、r任意两个量不变,研究小球做圆运动所需的向心力F与其中一个量之间的关系,这种实验方法叫做法.要研究向心力与半径的关系,应采用下列三个图中的图;要研究向心力与角速度之间的关系,应采用下列三个图中的图.

如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试求:

  1. (1) 弹簧开始时的弹性势能.
  2. (2) 物体从B点运动至C点克服阻力做的功.
  3. (3) 物体离开C点后落回水平面时的速度大小.
如图所示,一皮带传动装置右轮半径为r,a是它边缘上的一点.左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若传动过程中皮带不打滑,则a、b、c、d四点线速度之比为,角速度之比为

一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N,当汽车经过半径为80m的弯道时,下列判断正确的是(  )

A . 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B . 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N C . 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑 D . 汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
甲、乙两个物体,甲静止地放在北京,乙静止地放在台州.当它们随地球一起转动时,则(   )
A . 甲的角速度大,乙的线速度大 B . 甲的角速度小,乙的线速度小 C . 两物体的角速度、周期和线速度都相等 D . 两物体的角速度、周期一样,乙的线速度较大
如图所示为甲、乙两辆汽车在水平和倾斜路面上转弯时的情景.关于两辆汽车的受力情况,下列说法正确的是(   )

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A . 两车均需要平行路面的向心力 B . 两车均受竖直向上的支持力 C . 甲车一定受平行路面指向弯道内侧的摩擦力 D . 乙车一定受平行路面指向弯道内侧的摩擦力
某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄,可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层,每层左、右半径比分别是1:1、2:1和3:1。左、右塔轮通过皮带连接,并可通过改变皮带所处的层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时,将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A(或B)处,A、C分别到塔轮中心的距离相等,两个小球随塔轮做匀速圆周运动,向心力大小可由塔轮中心标尺露出的等分格的格数读出。

在某次实验中,某同学把两个质量相等的小球放在A、C位置,将皮带处于塔轮的某一层上。匀速转动手柄时,左边标尺露出1个分格,右边标尺露出9个分格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为,此次实验说明

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如图甲为探究向心力的大小 与质量 、角速度 和半径 之间关系的实验装置,图乙为示意图,图丙为俯视图。图乙中A、B槽分别与a、b轮同轴固定,a、b两轮在皮带的带动下匀速转动。

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  1. (1) 在该实验中应用了(选填“理想实验法”、“控制变量法”、“理想模型法”)来探究向心力的大小与质量 ,角速度 和半径 之间的关系。
  2. (2) 如图乙所示,如果两个钢球质量相等,且a、b轮半径相同,则是在验证向心力的大小 与______。
    A . 质量 B . 半径 C . 角速度
  3. (3) 现有两个质量相同的钢球,①球放在 槽的边缘,②球放在 槽的边缘,a、b轮半径相同,它们到各自转轴的距离之比为2:1。则钢球①、②的线速度之比为
随着信息技术在日常生活中的日益普及,现在很多停车场出入口都安装车辆识别系统。当车辆驶近时,道闸杆会自动升起如图所示,A、B是某道闸杆上的两点,B是A到转轴的中点当道闸杆升降时,A、B两点的线速度大小分别为 ;角速度大小分别为 ,则(   )

A . B . C . D .
如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一绝缘轻质弯杆 ,弯杆可绕固定轴 在水平面内做无摩擦的自由转动。杆上A、 两点分别固定着两个质量相同的带电小球,其质量均为 ,电荷量分别为 。已知 。空间存在水平向右,场强大小为 的匀强电场,初始时刻 与电场方向平行。(忽略两小球间的相互作用)问:

  1. (1) 选 点电势为0,求A、 两球在初始时刻处电势能之和;
  2. (2) 从初始位置开始释放系统,问转过 角时 球的速度是多少?(结果可用根号表示)
拨浪鼓是一种古老又传统的民间乐器和玩具,其简化图如图所示,拨浪鼓竖直放置时,其边缘上与圆心等高处关于转轴对称的位置固定有长度分别为的两根不可伸长的细绳, , 两根细绳另一端分别系着质量相同的小球(均可视为质点)。现匀速转动手柄使两小球均在水平面内匀速转动,连接小球的细绳与竖直方向的夹角分别为 , 细绳对球的拉力大小分别为。下列判断正确的是( )

A . 两小球都受到重力、细绳的拉力、向心力三个力的作用 B . 两小球的向心加速度大小相等 C . D .
在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中,如图甲所示,细绳的悬点刚好与一个竖直的刻度尺的零刻度线平齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时刚好位于圆心。用手带动钢球,设法使它刚好沿纸上某个半径为的圆周运动,钢球的质量为 , 重力加速度为

  1. (1) 用秒表记录运动圈的总时间为 , 那么钢球做圆周运动时需要的向心力表达式为
  2. (2) 通过刻度尺测得钢球运动的轨道平面距悬点的高度为 , 那么钢球做圆周运动时外力提供的向心力表达式为
  3. (3) 改变钢球做圆周运动的半径,多次实验,得到如图乙所示的关系图像,可以达到粗略验证向心力表达式的目的,该图线的斜率表达式。(用前面已知的相关字母表示)
如图,半径为R=1m的四分之三圆弧轨道AB固定在竖直平面内,圆弧最高点的切线PB水平,一个质量为1kg的小球在P点以初速度v0=4m/s竖直向下抛出,刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道,恰好能到达B点,重力加速度g取10m/s2 , 不计小球的大小和空气阻力,则(   )

A . 在B点小球重力的功率为零 B . 在B点小球的速度为零 C . 小球从P点到B点的过程,机械能守恒 D . 小球从P点到B点的过程,机械能减少了3J
如图所示,内壁光滑的竖直圆桶,绕中心轴做匀速圆周运动,一物块用细绳系着,绳的另一端系于圆桶上表面圆心,且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动,则(   )

A . 随着转动的角速度增大,绳的张力保持不变 B . 桶对物块的弹力不可能为零 C . 随着转动的角速度增大,绳的张力一定增大 D . 绳的拉力可能为零
一种叫做“飞椅”的游乐项目,如图所示。长为的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为的水平转盘边缘。转盘可以绕穿过中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内且与竖直方向的夹角为 , 已知重力加速度为g,不计钢绳的重力,则转盘匀速转动的角速度的大小为(   )

A . B . C . D .
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