1、选择题 长度为l=0.50m轻质细杆OA,A端有一质量为m=3.0kg的小球,如图4-1所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球速率是2.0m/s,此时细杆OA受到(g取10m/s2)

A.6.0N的拉力
B.6.0N的压力
C.24N的拉力
D.24N的压力
参考答案:B
本题解析:小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力,假设杆子的弹力方向向上为FN,
根据合力提供向心力:
即:
解得:
;由牛顿第三定律可知小球对杆子的作用力是向下的压力.故选B
点评:注意弹力方向可能向下,也可能向上,假设弹力向上,如果解出是正值,说明此力向上,如果解出负值说明力的方向与假设的方向相反,即方向应该向下.
本题难度:一般
2、简答题 某段铁路转弯处的圆弧半径为r,两铁轨高度差为h,两铁轨间距离为L,火车转弯时可以简化为质点做圆周运动,问:
(1)当列车的运动速率为多大时,车轮才恰好与铁轨间不发生侧压.
(2)若列车通过转弯处速度过快,可能产生怎样后果?(不必分析理由)
(3)随着人们生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求,国家对铁路运输不断进行提速,如果要求列车通过铁路转弯处速率也相应提高,且车轮与铁轨间仍不发生侧压,在原来铁路转弯处应进行怎样的改造?
参考答案:

(1)列车受力如图所示,根据牛顿第二定律得
mgtanθ=mv2r?
由几何关系得?tanθ=h
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 高速公路转弯处弯道半径为R=100m,汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.4,取g=10m/s2若路面是水平的,则汽车在转弯时不发生侧滑的最大速率为______m/s.
参考答案:设汽车在转弯时不发生侧滑的最大速率为vm,此时由最大静摩擦力提供向心力,则根据牛顿第二定律得
? μmg=mv2mR
得 vm=
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 一根轻杆连接一个小球,在竖直平面内做圆周运动,下列说法不正确的是( )
A.小球能作完整的圆周运动,过最高点的最小速度为
B.小球在最低点时,杆对小球的作用力最大且方向竖直向上
C.小球在最高点时,杆对小球的作用力最小且方向竖直向上
D.小球在运动过程中所受合外力的方向均指向圆心
参考答案:A、杆子可以提供支持力,所以小球过最高点时,最小速度为0.故A错误;
B、小球在最低点时,速度最大,根据T=mg+mv2l可知,小球在最低点时,杆对小球的作用力最大且方向竖直向上,故B正确;
C、小球在最高点时,杆对小球的作用力方向可以向上也可以向下,跟速度有关,故C错误;
D、小球在竖直平面内做非匀速圆周运动,合外力指向圆心的部分提供向心力,故D错误.
本题选错误的
故选ACD
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点,一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场,现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成300的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是( )
A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是
t?0,则它一定从cd边射出磁场
B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t?0,则它一定从ad边射出磁场
C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t?0,则它一定从bc边射出磁场
D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从ab边射出磁场