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1、填空题 如图所示,轻杆长1m,其两端各连接质量为1kg的小球,杆可绕距B端0.2m处的轴O在竖直面内转动,控制外部环境使A球转到最低点时速度大小为4m/s,此时B球的速度大小为 ,轴与杆之间的作用力大小为 。(g=10m/s2)
参考答案: 1m/s ; 35N
本题解析:A球的角速度为
,AB角速度相同,B的线速度为
,设B受到杆的作用力为F,
,以A球为研究对象
,轴与杆之间的作用力大小为35N
本题难度:一般
2、选择题 火车以某一速率v通过某一弯道时,内外轨道均不受侧向压力作用,下列分析正确的是:
A.轨道半径
B.若火车速率大于
时,外轨将受到侧向压力作用
C.若火车速率小于
时,内轨将受到侧向压力作用
D.当火车质量改变时,要使内外轨道都不受侧向压力作用,其行驶的速率v也要改变
参考答案:BC
本题解析:分析:火车以轨道的速度转弯时,其所受的重力和支持力的合力提供向心力,先平行四边形定则求出合力,再根据根据合力等于向心力求出转弯速度,当转弯的实际速度大于或小于轨道速度时,火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力,火车有离心趋势或向心趋势,故其轮缘会挤压车轮.
解答:解:A、D、火车以某一速度v通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力

由图可以得出,F合=mgtanθ(θ为轨道平面与水平面的夹角),合力等于向心力,
故mgtanθ=m
,解得v=
,与火车质量无关,故A错误,D也错误;
B、当转弯的实际速度大于规定速度时,火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力,火车有离心趋势,故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压,外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外,故B正确;
C、当转弯的实际速度小于规定速度时,火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力,火车有向心趋势,故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压,内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内,故C正确;
故选BC.
点评:本题关键抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况,计算出临界速度,然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析.
本题难度:简单
3、选择题 做匀速圆周运动的物体,在运动过程中一定不变的物理量是
A.线速度
B.速率
C.向心力
D.向心加速度
参考答案:B
本题解析:在描述匀速圆周运动的物理量中,线速度、加速度、合外力这几个物理量都是矢量,虽然其大小不变但是方向在变,因此这些物理量是变化的.线速度大小不变,即速率恒定,
故选B
点评:对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些,是标量还是矢量,如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键,尤其是注意标量和矢量的区别.
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,质量不计的轻杆一端固定于水平轴O上,另一端固定一个质量为m的小球,使杆带动小球在竖直面内绕O轴运动,当小球经过最高点时,以下说法中正确的是

A.杆受到小球对它的压力可以为零
B.杆对小球的作用力可能竖直向上
C.杆对小球的作用力可能竖直向下
D.小球的速率不能小于
(L为杆长)。
参考答案:ABC
本题解析:
分析:由于小球做圆周运动,通过最高点时,合力等于向心力,可根据牛顿第二定律列式求解.
解:对小球受力分析,受重力G,弹力F,假设方向向下,如图

球做圆周运动,合力等于向心力,根据牛顿第二定律
G+F=m
解得
F=m
-mg
讨论:
①当F>0时,假设成立,杆对小球是向下的拉力;
②当F=0时,杆对小球无作用力;
③当F<0时,杆对小球的弹力方向与假设的方向相反,是向上的支持力;
故选ABC.
本题难度:简单
5、选择题 在一个水平转台上放有A、B、C三个物体,它们跟台面间的摩擦因数相同。A的质量为2m,B、C各为m,A、B离转轴均为r,C为2r,则(?)
A.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,A的向心加速度比B、C的大
B.若A、B、C三物体随转台一起转动未发生滑动,B所受的静摩擦力最小
C.当转台转速增加时,C最先发生滑动
D.当转台转速继续增加时,A比B先滑动
参考答案:BC
本题解析:三个物体做圆周运动的向心力均为摩擦力提供,所以
三个物体角速度相同,半径越大静摩擦力越大,A相对平台滑动的向心力为
,开始滑动时
,同理
,由此可知AB同时发生滑动,D错;对物体C
,所以物体C先发生滑动,BC正确
本题难度:简单