圆周运动 知识点题库

2007年4月18日,全国铁路正式实施第六次大面积提速,时速达到200公里以上,其中京哈、京沪、京广、胶济等提速干线部分区段可达到时速250公里,将在更大范围、更高层次优化运力资源配置,充分挖掘运输潜力,提高铁路运输能力,对于缓解铁路“瓶颈”制约、适应经济社会持续快速发展需要,更好地满足人民群众运输需求,将发挥积极的作用.为了适应提速的要求,下列说法正确的是(   )

A . 机车的功率可保持不变 B . 机车的功率必须增大 C . 铁路转弯处的路基坡度应加大 D . 铁路转弯半径应增大
如图所示,水平转台的半径为0.2m,在离转轴0.12m处,立一根直杆,杆顶系一根长0.3m的细线,线的另一端拴一个0.1kg的小球,当转台匀速转动时,小球随着转台一起作匀速圆周运动,拴小球的细线与直杆之间成37°角(sin37°=0.6,cos37°=0.8).

求:

  1. (1) 细线的拉力?

  2. (2) 转台的角速度?

质点做匀速圆周运动,用v、ω、R、a、T分别表示其线速度、角速度、轨道半径、加速度和周期的大小,则下列关系正确的是(   )

A . v=ωR、ω=2πT B . v=ωR、a=2Rω C . ω=Rv、ωT=2π D . v= 、a=vω
圆环在水平面上做匀速滚动,跟平面没有相对滑动,如图所示.已知环心对地的速度为v,则环上各点中相对于地的最大速度和最小速度的大小分别是(    )

A . 2v,v B . 2v,0 C . v,0 D . 1.5v,0.5v
(多选)如图所示,用细绳拴着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,圆周半径为R。则下列说法正确的是(    )

A . 小球过最高点时,绳子张力可以为零 B . 小球过最高点时的最小速度为零 C . 小球刚好过最高点时的速度是 D . 小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反
如图所示,半径为R光滑圆轨道固定在竖直平面内,水平轨道AB在圆轨道最低点与其平滑连接,AB长度为L.小球在外力作用下,由A向B以加速度a做匀加速运动,到达B点撒去外力。要使球能沿圆轨道运动到D点,则小球过C点的最小速度值和在A点的最小速度值分别为(   )

A . vC=0    vA=2Rg B . vC      vA C . vC      vA D . vC     vA
一竖直放置的半径为R=0.4m半圆形轨道与水平直轨道在最低点平滑连接。质量m=0.05kg的小球以一定的初速度沿直轨道向右运动,并沿圆轨道的内壁冲上去。如果小球经过N点时的速度v1=6m/s;小球经过轨道最高点M后作平抛运动,平抛的水平距离为x=1.6m,取重力加速度g=10m/s2。求:

  1. (1) 小球经过M时速度大小;
  2. (2) 小球经过M时对轨道的压力大小;
  3. (3) 小球从N点滑到轨道最高点M的过程中克服摩擦力所做的功。
如图所示,将长为3L的轻杆穿过光滑水平转轴O,两端分别固定质量为2m的球A和质量为3m的球B, A到O的距离为L,现使杆在竖直平面内转动,当球B运动到最高点时,球B恰好对杆无作用力,两球均视为质点。则球B在最高点时(   )

A . 球B的速度大小为 B . 球A的速度大小为 C . 水平转轴对杆的作用力为5mg D . 球A对杆的作用力大小为3mg
如图所示,有一摆长为L的单摆,摆球A自水平位置摆下,在摆的平衡位置与置于光滑水平面的B球发生弹性碰撞,导致后者又跟置于同一水平面的C球发生完全非弹性碰撞.假设A、B、C球的质量均为m,重力加速度为g.那么

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  1. (1) A、B球碰后A球的速度为多大?
  2. (2) B、C球碰后它们共同的速度多大?
  3. (3) B和C碰撞过程中损失的机械能是多少?
游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量相等的8位同学,如图所示,“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动,某时刻甲正好在最高点,乙处于最低点.则此时甲与乙(   )

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A . 线速度相同 B . 加速度相同 C . 所受合外力大小相等 D . “摩天轮”对他们作用力大小相等
如图所示是浙江省安吉县的HelloKitty主题公园中的苹果树飞椅,示意图如图所示。长为L的钢绳一端系着座椅,转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,质量相同的A、B与竖直方向的夹角分别为θ与α,不计钢绳的重力,下面说法正确的是(   )

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A . B . 绳子对A物体的拉力小于绳子对B物体拉力 C . A,B的线速度大小相等 D . A物体角速度大于B物体角速度
如图所示,在光滑水平面上,质量为m的小球在细线的拉力作用下,以速度v做半径为r的匀速圆周运动.小球所受向心力的大小为(  )

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A . m B . m C . mv2r D . mvr
如图,光滑水平面上放置一质量为mA=1kg的物体A,长L=11m的传送带以v=30m/s的速度顺时针匀速转动,物体A与传送带的动摩擦因数为μ=0.8,传送带右侧光滑水平面上静止放置一物块B,B质量mB=3kg。传送带与水平面之间的缝隙均可忽略。物体B用细线与光滑轨道上的小车C相连,细绳刚好处于伸直状态,小车的质量为mC=4kg。现给A一个向右的水平速度V0=20m/s,经过传送带后,A与B碰撞并立即黏连为一个整体,碰撞时间可忽略。当AB一起向右运动到最高点时,细绳突然断裂,细绳断裂后小车被挡板挡住,AB恰能沿光滑圆轨道切线方向滑入,圆轨道的末端恰在圆轨的最高点,其中入射点与圆心的连线和竖直方向的夹角为α=53°,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g=10m/s2 . 求:

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  1. (1)    A与B碰撞后整体的速度大小;
  2. (2)    AB上升到最高点的速度;
  3. (3) 要使AB在圆弧轨道上运动时不脱离圆弧,圆弧R满足的条件。
假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星,在该行星“北极”距地面 处由静止释放一个小球(引力视为恒力,阻力可忽略),经过时间t落到地面。已知该行星半径为r,自转周期为T,引力常量为 ,求:
  1. (1) 该行星表面的重力加速度大小;
  2. (2) 该行星的平均密度
  3. (3) 该行星的第一宇宙速度v;
  4. (4) 如果该行星有一颗同步卫星,其距行星表面的高度h为多少?
波轮洗衣机中的脱水筒(如图所示)在脱水时,衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗衣机的主要技术参数如表所示。在运行脱水程序时,有一质量m=6g的硬币被甩到筒壁上,随筒壁一起做匀速圆周运动。(   )

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A . 硬币的角速度大小约为20rad/s B . 硬币的线速度大小约为9.42m/s C . 硬币的向心加速度大小约为60m/s2 D . 筒壁对硬币的弹力大小约为3.55N
如图所示,双手端着半球形的玻璃碗,碗内放有三个相同的小玻璃球.双手晃动玻璃碗,当碗静止后碗口在同一水平面内,三小球沿碗的内壁在不同的水平面内做匀速圆周运动.不考虑摩擦作用,下列说法中正确的是(   )

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A . 三个小球受到的合力值相等 B . 距碗口最近的小球线速度的值最大 C . 距碗底最近的小球向心加速度的值最小 D . 处于中间位置的小球的周期最小
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mA和mB(mA>mB)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(   )

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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
如图所示,自行车大齿轮、小齿轮、后轮半径不相同,关于它们边缘上的三个点A、B、C的描述,以下说法正确的是(   )

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A . A点和C点线速度相同 B . A点和B点角速度相同 C . A点和B点线速度相同 D . B点和C点线速度相同
如图所示,在粗糙水平地面上A点固定一个半径为R的光滑竖直半圆轨道,在A点与地面平滑连接。轻弹簧左端固定在竖直墙上,自然伸长时右端恰好在O点,OA=3R。现将质量为m的物块P,从与圆心等高处的B点由静止释放,物块压缩弹簧至E点时速度为0(位置未标出),第一次弹回后恰好停在A点。已知物块与水平地面间动摩擦因数

  1. (1) 求物块P第一次到达圆轨道A点时的速度;
  2. (2) 求OE的长度及弹簧的最大弹性势能;
  3. (3) 换一个和物块P材料相同的物块Q,在弹簧右端将弹簧压缩到E点由静止释放,求物块Q若能通过半圆轨道最高点C,其质量 须满足的条件。( 用物块P的质量m表示)
控制变量法是物理实验探究的基本方法之一。如图所示是用控制变量法探究向心力大小与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验情景图(图方为塔轮与皮带的俯视图):在甲、乙、丙三幅图中,探究向心力大小与质量m之间关系的是图 ;探究向心力大小与角速度之间关系的是图 (选填“甲”“乙”或“丙”)。

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