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1、选择题 一轻杆下端固定一质量为m的小球,上端连在光滑水平轴上,轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动(不计空气阻力),如图所示,当小球在最低点时给它一个水平初速度v0,小球刚好能做完整的圆周运动。若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大,则下列判断正确的是

[? ]
A.小球能做完整的圆周运动,经过最高点的最小速度为
B.小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大
C.小球在最低点对轻杆的作用力先增大后减小
D.小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图,粗糙水平面与半径R=2m的光滑圆弧轨道相切于C点。静止于A处的物体,在大小为10N、方向与水平面成37°角的拉力F作用下沿水平面运动,到达C点时立即撤去F,物体沿光滑圆弧向上冲,然后返回经过C点进入水平面且停在B处。已知:物体返回经过C点时对轨道压力大小为物体重量的2.8倍,sAC=15m,sBC=4.5m,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物体的质量;
(2)物体与水平面的动摩擦因素。

参考答案:解:(1)设物体的质量为m,与水平面的动摩擦因数为μ,经过C点时的速度为vC。
物体返回经过C点时,由牛顿第二定律:
①
依题意:
②
联立①②并代入R=2m,g=10m/s2,得:
③
从C到B,动能定理:
④
由③④并代入sBC=4.5m,g=10m/s2,解得:
⑤
(2)由于圆弧轨道光滑,物体第一次通过C与第二次通过时的速度大小相等。
A到C,由动能定理:
⑥
由③⑤⑥并代入F=10N,sAC=15m,g=10m/s2,解得:
。
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 下列关于向心力的说法正确的是(?)
A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力
B.做匀速圆周运动的物体,向心力为零
C.向心力只改变物体的运动方向,而不改变物体速度的大小
D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
参考答案:C
本题解析:向心力不是产生的力,也不是受到的力,选项A错;当物体做圆周运动时,一定有力提供向心力,由此可知选项B错;向心力时刻指向圆心,选项D错误;向心力只改变速度方向,选项C正确;故选C
点评:本题难度较小,向心力是一个效果力,方向时刻指向圆心
本题难度:简单
4、选择题 在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低,即当车向右拐弯时,司机左侧的路面比右侧要高一些,路面与水平面夹角为θ.设拐弯路段是半径为R的水平圆弧,要使车速为v时,车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零,θ应等于( )
A.arcsin
B.arctan
C.arcsin
D.arccot
参考答案:摩擦力等于零,说明重力与支持力的合力完全提供向心力
重力、支持力合力:F=mgtanθ
向心力F向=mv2R
有F=F向
解得:tanθ=mv2gR
所以θ=arctanmv2gR
故选B.
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 两个同学合作做体验性实验来粗略地验证向心力公式Fn=mv2/r和Fn=mω2r.他们的做法如下:如图甲,绳子的一端拴一个小沙袋或其他小物体,绳上离小沙袋重心40cm的地方打一个绳结A,80cm的地方打另一个绳结B.同学甲看着手表,每秒钟喊2次口令.同学乙按下列步骤操作:
一:手握绳结A,如图乙,使沙袋近似在水平方向上做匀速圆周运动,每2次口令运动1周.体会此时绳子拉力的大小.?
二:改为手握绳结B,仍使沙袋在水平方向上每秒运动1周.体会此时绳子拉力的大小.
三:又改为手握绳结A,但使沙袋在水平方向上每秒运动2周.体会此时绳子拉力的大小.
操作二与操作一______相同(填线速度或角速度),同学乙感到哪次向心力比较大?______(填操作一或操作二);操作三与操作二______相同(填线速度或角速度),同学乙感到哪次向心力比较大?______(填操作三或操作二)
参考答案:操作一和操作二,都是每秒转动一圈,则角速度相等,根据F=mω2r知,半径大时所需的向心力大,则拉力大.知操作二感到向心力较大.
操作三和操作二比较,操作二1s内转过的弧长为2πr,操作三1s内转过的弧长为2×2π×r2=2πr.知线速度相同,根据F=mv2r知,半径小时向心力大,则操作三感到向心力较大.
故答案为:角速度,操作二,线速度,操作三.
本题解析:
本题难度:一般