1、选择题 物体做匀速圆周运动,下列说法正确的是
[? ]
A.在相等的时间内转过的弧
长相等
B.在相等的时间内物体通过
的位移一定相同
C.速度是一个不变的物理量
D.角速度是一个不变的物理量
参考答案:AD
本题解析:
本题难度:简单
2、计算题 (15分)如图所示,用长为L的细线一端系住质量为m的小球,另一端固定在A点,AB是过A的竖直线,E为AB上的一点,且AE=0.5L,过E作水平线EF,在EF上可以钉铁钉D,现将细线水平拉直,然后小球由静止释放。不计一切摩擦,不计线与钉子碰撞时的能量损失,求:

(1)若无铁钉D,小球运动到最低点B时细线的拉力TB=?
(2)若钉上铁钉D且线拉力足够大,使小球恰能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动,则钉子D 与点E 距离DE=?
(3)钉铁钉D后,若线能承受的最大拉力是9mg,小球能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动,ED取值范围是多少?
参考答案: (1)3mg;(2)x2≥
l ;(3)
l≤x≤
l
本题解析:(1)这是一个圆周运动与机械能两部分知识综合应用的典型问题.题中涉及两个临界条件:一是线承受的最大拉力不大于9mg;另一个是在圆周运动的最高点的瞬时速度必须不小于
(r是做圆周运动的半径).设在D点绳刚好承受最大拉力,设DE=x1,则:AD=
悬线碰到钉子后,绕钉做圆周运动的半径为:r1=l-AD= l-
……①
取B点,EP=0,
,mgL=
mv2,则TB=3mg。
(2)设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点,设EG=x2,如图,则:AG=
r2=l-AG= l-
⑥
在最高点:mg≤
⑦
由机械能守恒定律得:mg (
r2)=
mv22 ⑧
由④⑤⑥联立得:x2≥
l ⑨
(3)当小球落到D点正下方时,绳受到的最大拉力为F,此时小球的速度v,由牛顿第二定律有:
F-mg=
②
结合F≤9mg可得:
≤8mg… ③
由机械能守恒定律得:mg (
+r1)=
mv12
即:v2=2g(
+r1) … ④
由①②③式联立解得:x1≤
l… ⑤
随着x的减小,即钉子左移,绕钉子做圆周运动的半径越来越大.转至最高点的临界速度
也越来越大,但根据机械能守恒定律,半径r越大,转至最高点的瞬时速度越小,当这个瞬时速度小于临界速度时,小球就不能到达圆的最高点了.在水平线上EF上钉子的位置范围是:
l≤x≤
l
考点:机械能守恒定律及牛顿定律的应用。
本题难度:困难
3、选择题 10只相同的轮子并排水平排列,圆心分别为
、
、
…、
,已知
= 3.6m,水平转轴通过圆心,轮子均绕轴以
=
的转速顺时针转动.现将一根长L="0.8" m、质量为m="2.0" kg 的匀质木板平放在这些轮子的左端,木板左端恰好与
竖直对齐(如图所示),木板与轮缘间的动摩擦因数为
=0.16.则木板水平移动的总时间为( )

A.
B.2s
C.3s
D.2.5s