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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6.一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定,有质量相同的小球A和B,沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,A的运动半径较大,则()

AA球的角速度必小于B球的角速度

BA球的线速度必大于B球的线速度

CA球的运动频率必大于B球的运动频率

DA球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力

正确答案

A,B

解析

A、B、对小球受力分析,小球受到重力和支持力,它们的合力提供向心力,如图


根据牛顿第二定律,有:F=mgtanθ=m
解得:v=.由于A球的转动半径较大,A线速度较大,而ω==,由于A球的转动半径较大,则A的角速度较小.故AB正确.
C、周期T==2π,因为A的半径较大,则周期较大.频率较小,故C错误.
D、由上分析可知,筒对小球的支持力N=,与轨道半径无关,则由牛顿第三定律得知,小球对筒的压力也与半径无关,即有球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力.故D错误.

考查方向

向心力;线速度、角速度和周期、转速.

解题思路

对小球受力分析,受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解即可.

易错点

关键是对小球受力分析,知道小球做圆周运动向心力的来自于合外力.

知识点

匀速圆周运动向心力
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题型: 多选题
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多选题 · 3 分

16.如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内,左右两端点等高,分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。M、N为轨道的最低点。则下列分析正确的是(    )

A两个小球到达轨道最低点的速度

B两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力FM > FN

C小球第一次到达M点的时间小于小球第一次到达N点的时间

D磁场中小球能到达轨道另一端最高处,电场中小球不能到达轨道另一端最高处

正确答案

B,C,D

解析

在磁场中运动到最低点的过程洛伦兹力不做功,根据动能定理在电场中运动到最低点的过程电场力做负功,根据动能定理所以,A项错误;在M点时受力分析,洛伦兹力向向下,根据向心力公式,在N点时受力分析,根据向心力公式,所以FM > FN ,B项正确;设小球在磁场中和电场中下降的高度为h时速度分别为,由此可见不论h为多大都有,所以小球从磁场中运动到最低点M的平均速率大于从电场各运动到最低点N的平均速率,而两者路程相同,所以小球第一次到达M点的时间小于小球第一次到达N点的时间,C项正确;磁场中小球运动过程中洛伦兹力不做功,机械能守恒,所以能到达轨道另一端最高处,电场中小球电场力做了负功,电势能增大,机械能减小,所以不能到达轨道另一端最高处,D项正确。

考查方向

本题考查了带电体在磁场和电场中运动,圆周运动的向心力,动能定理和能量守恒定律的应用。

易错点

(1)A选项没有注意到在磁场中运动时洛伦兹力不做功,在电场中电场力做负功。

(2)B选项在分析在M点受力分析时洛伦兹力方几易出错。

(3)想不到用平均速率的方法分析运动时间的大小。

知识点

向心力带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动
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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

9.甲、乙两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如图所示。已知M=80 kg,M=40 kg,两人相距0.9m,弹簧秤的示数为9.2N,下列判断中正确的是(  )

A两人的线速度相同,约为40 m/s

B两人的角速度相同,为6 rad/s

C两人的运动半径相同,都是0.45 m

D两人的运动半径不同,甲为0.3m,乙为0.6m

正确答案

D

解析

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知识点

匀速圆周运动向心力
1
题型: 多选题
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多选题 · 4 分

8.已知,它们距轴的关系是,三物体与转盘表面的动摩擦因数相同,当转盘的转速逐渐增加时(    )

A物体A先滑动

B物体B先滑动

C物体C先滑动

DB与C同时开始滑动

正确答案

B

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知识点

向心力
1
题型: 单选题
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单选题 · 4 分

5.质量为m的物块,沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为v,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时,下列说法正确的是(  )

A受到向心力为

B受到的摩擦力为μmg

C受到的合力方向斜向左上方

D受到的摩擦力为

正确答案

C

解析

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知识点

滑动摩擦力向心力生活中的圆周运动
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题型: 多选题
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多选题 · 5 分

8.质量为m的小球由轻绳ab分别系于一轻质木架上的AC点,绳长分别为lalb,如图所示,当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时轻杆停止转动,则(     )

A小球仍在水平面内做匀速圆周运动

B在绳b被烧断瞬间,a绳中张力突然增大

C若角速度ω较小,小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动

Db未被烧断时,绳a的拉力大于mg,绳b的拉力为2lb

正确答案

B,C

解析

本题有多个选项符合题意,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,错选或不答得0分。

知识点

匀速圆周运动向心力
1
题型:简答题
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简答题 · 16 分

22.如图所示,用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上,已知APB部分的半径R=1.0 m,BC段长L=1.5m。弹射装置将一个质量为1kg的小球(可视为质点)以v0=5m/s的水平初速度从A点弹入轨道,小球从C点离开轨道随即水平抛出,桌子的高度h=1.2m,不计空气阻力,g取10m/s2

求:

(1)小球在半圆轨道上运动时的角速度ω和向心加速度a的大小及圆管对小球的作用力大小;

(2)小球从A点运动到C点的时间t;

(3)小球将要落到地面上D点时的速度大小。

正确答案

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知识点

平抛运动向心力
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

13.如图所示,在光滑的水平面上有坐标系xOy,可视为质点的铁块的初始位置为(-2 m,0),并用长度为=2m不可伸长的轻绳拴接于坐标原点O,铁块的质量为m=l kg。现给铁块一沿y轴正方向的初速度,初速度大小为v0=2 m/s,同时施加沿x轴正方向的恒力,恒力大小为F=10 N。求轻绳再次拉直时铁块的速度。

正确答案

铁块沿x轴正方向做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律:F=ma

由运动学公式:x+l=at2   vx=at
绳子拉直前沿y方向做匀速运动,有:y=v0t绳子被拉直时:x2+y2=l2
速度大小为v=

方向:tanθ=

联立解得:V=2m/s

tanθ=0.25

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知识点

牛顿第二定律向心力
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题型: 多选题
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多选题 · 4 分

9.狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布(如图甲所示),距离它r处的磁感应强度大小为(k为常数),其磁场分布与负点电荷Q的电场(如图乙所示)分布相似.现假设磁单极子S和负点电荷Q均分别固定且相距较远,有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动.关于小球做匀速圆周运动的判断错误的是(       )

A若小球带正电,其运动轨迹平面可在S的正上方,如图甲所示

B若小球带正电,其运动轨迹平面可在Q的正下方,如图乙所示

C若小球带负电,其运动轨迹平面可在S的正上方,如图甲所示

D若小球带负电,其运动轨迹平面可在Q的正下方,如图乙所示

正确答案

D

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知识点

力的合成与分解的运用向心力运动电荷在磁场中受到的力
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小。实验时,把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处,然后小球由静止释放,同时开始计时,利用传感器和计算机获得弹性绳的拉力随时间的变化如图乙所示。根据图像提供的信息,下列说法正确的是

At1、t2时刻小球的速度最大

Bt2、t5时刻小球的动能最小

Ct3、t4时刻小球的运动方向相同

Dt4 - t3 < t7 - t6

正确答案

B

解析

知识点

向心力
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