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1、选择题 用细线拴一个小球,在光滑水平面上作匀速圆周运动,下列说法中正确的是
A.小球线速度大小一定时,线越长越容易断
B.小球线速度大小一定时,线越短越容易断
C.小球角速度一定时,线越长越容易断
D.小球角速度一定时,线越短越容易断
参考答案:BC
本题解析:根据
可知,小球线速度v大小一定时,线越短L越小,则F越大,绳子越容易断;小球角速度
一定时,线越长L越大,则F越大,绳子越容易断。选项BC正确。
本题难度:简单
2、选择题 如图所示,A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上,两物块始终相对圆盘静止.已知两物块的质量mA< mB,运动半径rA>rB,则下列关系一定正确的是(? )

A.角速度ωA<ωB
B.线速度vA<vB
C.向心加速度aA>aB
D.向心力FA>FB
参考答案:C
本题解析:A、A、B两物块置于同一圆盘上,且相对圆盘静止,具有相同的角速度,所以
;错误
B、由于
,且
,所以
;错误
C、向心加速度
,由于
,所以
;正确
D、向心力
,虽然
,但是
,所以无法比较向心力大小;错误
故选C
点评:本题中A、B两物体做圆周运动的向心力是由静摩擦力提供的,找到描述圆周运动各物理量之间的关系是解决本题的关键。
本题难度:一般
3、计算题 在直径1.6m的圆柱体一端截出一圆锥,如下图所示,在看到剖面上,三角形的三边之比为3:4:5, 圆柱体可绕其中心对称轴匀速旋转。将一小木块放置在斜面的中点,它与斜面间动摩擦力因素为0.25,若小木块保持在此位置不动,则圆柱体旋转的角速度应为多大.(
;g取10m/s2)
参考答案:3.2rad/s≤ω≤5.4rad/s
本题解析:当圆柱体旋转角速度最小为ωmin时,木块有沿斜面向下滑动趋势,木块受最大静摩擦力f的方向沿斜面向上。木块受重力mg、斜面支持力N和静摩擦f,如图所示。木块在水平面内作匀速圆周运动,向心加速度
,R=0.4m。

根据牛顿第二定律得
水平方向:
?①
竖直方向:?Ncosα+fsinα=mg?②
又?f=μN?③
联立①、②、③解得


当圆柱体旋转角速度最大为
时,木块有沿斜面向上滑动趋势,木块受最大静摩擦力f的方向沿斜面向下。木块还受重力mg和斜面支持力N′作用,如图所示。木块加速度
。

由牛顿第二定律得
水平方向:
?④
竖直方向:?Ncosα-fsinα=mg?⑤
又?f′=μN′?⑥
联立④、⑤、⑥解得


圆柱体旋转的角速度ω应为3.2rad/s≤ω≤5.4rad/s
点评:关键是知道当圆柱体旋转角速度最大木块有沿斜面向上滑动趋势,木块受最大静摩擦力f的方向沿斜面向下。当圆柱体旋转角速度最小木块有沿斜面向下滑动趋势,木块受最大静摩擦力f的方向沿斜面向上。
本题难度:一般
4、选择题 下列说法正确的是
A.做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
B.做匀速圆周运动的物体的线速度恒定
C.做匀速圆周运动的物体的线速度大小恒定
D.做匀速圆周运动的物体合力可能为0
参考答案:C
本题解析:做匀速圆周运动的物体合外力提供向心力,受力并不平衡,线速度方向时刻变化,ABD错;C对;
本题难度:简单
5、计算题 如图所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球,两绳能承担的最大拉力均为2mg,当AC和BC均拉直时∠ABC=90°,∠ACB=53°,ABC能绕竖直轴AB匀速转动,因而C球在水平面内做匀速圆周运动,求:
?
(1)当m的线速度增大时,AC和BC(BC="1" m)哪条绳先断?
(2)一条绳被拉断后,m的速率继续增加,整个运动状态会发生什么变化?
参考答案:见解析
本题解析:(1)当小球线速度增大到BC被拉直时,AC线拉力TAC=
1.25mg.当球速再增大些时,TAC不变,BC线拉力随球速增大而增大,由TACcos53°+TBC=m
,可得当
5.19 m/s时,TBC=2mg,BC线先断.
(2)当BC线断后,AC线与竖直方向夹角α因离心运动而增大,同时球速因重力而减小.当使球速再增大时,角α随球速增大而增大,根据TAC=
可知当α=60°时,TAC=2mg,AC也断.再根据TACsinα=m
,可知此时球速v′=
4.95 m/s.
本题难度:一般