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162744. (2023•莲湖区•高一下期中) 如图所示,一长度为L的细线上端固定,下端悬挂一个质量为m的小球(视为质点),将画有几个同心圆的白纸置于悬点下方的平台上,其圆心在细线悬挂点的正下方。给小球一个初速度,使它恰能沿纸面上某个画好的圆做匀速圆周运动,即小球对纸面恰好无压力。不计空气阻力,重力加速度大小为g。
(1)当小球做匀速圆周运动的半径为R时,理论上小球做匀速圆周运动所需的向心力大小为                     
(2)在实验中,小球沿半径为R的圆做匀速圆周运动,用秒表记录小球运动n圈所用的总时间t,则小球做匀速圆周运动所需的向心力大小为                      (用m、n、t、R及相关的常量表示)。
(3)在第(2)问的基础上,保持n的取值不变,改变L和R进行多次实验,可获取不同的t。若以t2为纵轴,作出的图像为一条直线,则横轴是                      (填“L2—R”或“”)。
共享时间:2023-05-24 难度:2
[考点]
牛顿第二定律与向心力结合解决问题,探究圆周运动的相关参数问题,
[答案]
(1);(2);(3)
[解析]
解:(1)小球做匀速圆周运动所需的向心力等于小球所受重力和细线拉力的合力,则有:
(2)小球做匀速圆周运动所需的向心力大小
(3)根据牛顿第二定律:
可得:
故t2成正比。
故答案为:(1);(2);(3)
[点评]
本题考查了"牛顿第二定律与向心力结合解决问题,探究圆周运动的相关参数问题,",属于"易错题",熟悉题型是解题的关键。
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162515. (2024•西安八十五中•高一下期中) 德优题库探究做匀速圆周运动的物体所需的向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置如图所示。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格就能得到两个球所受向心力的比值。
(1)若探究的是向心力与半径之间的关系,必须保持小球的               相同,这里用到的实验方法是        
(2)某次实验中,探究的是向心力与质量之间的关系,左、右两边露出的标尺分别是1格和4格,则左、右两边所放小球的质量之比为        ,若探究的是向心力与角速度之间的关系,左、右两边露出的标尺分别是4格和9格,则左、右两边所放小球转动的角速度大小之比为        
共享时间:2024-05-22 难度:2 相似度:2
161568. (2023•铁一中学•高一下期末) 某同学应用如图所示的向心力演示仪探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
德优题库
(1)关于此实验,下列说法正确的是        
A.实验前,要将向心力演示仪放置于水平面上,且注意观察标尺的顶端是否与弹簧测力筒的上沿平齐,若不平齐,旋动两测力部分标尺的调零螺母,使之平齐
B.该实验采用的方法是理想模型法
C.具体操作该实验时,一只手固定演示器底座,另一只手缓慢加速摇动手柄,直至小球角速度稳定
D.将皮带分别套在塔轮的不同圆盘上,是为了改变小球做匀速圆周运动的角速度
E.根据标尺上露出的红白相间等分标记,可以精确地计算出两个球所受向心力的比值
(2)在探究向心力与质量的关系时,选用转速比1:1挡位,两个不同质量的小球分别放在挡板C和挡板        (选填“A”、“B”)处;
(3)在探究向心力与角速度的关系时,在选取转速比1:3挡位时,由于标尺露出的格数有限,无法观察到1:9的格数比。根据(2)问中探究得到的向心力与质量成正比的结果,可以选用质量比为3:1的小球,这样当观察到标尺露出红白相间的等分格数之比为        时,就可以说明向心力与角速度的平方成正比。
共享时间:2023-07-07 难度:1 相似度:1.5
162443. (2024•莲湖区•高一下期中) 德优题库如图所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O,一根轻绳穿过小孔,一端连接质量m=2kg的小球A,另一端连接质量M=12kg的重物B,小球A沿半径r=0.15m的圆做匀速圆周运动。取g=10m/s2.求:
(1)当小球A做匀速圆周运动的角速度ω=10rad/s时,重物B所受地面的支持力大小F;
(2)当重物B所受地面的支持力为零时,小球A做匀速圆周运动的线速度大小v。
共享时间:2024-05-22 难度:2 相似度:1
162444. (2024•莲湖区•高一下期中) 如图所示,一小球质量m=0.5kg,通过长L=1.2m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H=2.8m的天花板上,现将小球往左拉开某一角度后释放,结果细绳恰好在小球运动到最低点A时断裂,小球飞出后恰好垂直撞在水平地面上与细绳在同一竖直面内圆心为O的半圆环上的B点.已知圆环的半径R=1m,OB与竖直线OC的夹角θ=37°,空气阻力不计,小球可视为质点,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)求细绳断裂前瞬间对小球的拉力大小F;
(2)求O点到A点的水平距离d;
(3)现用另一相同长度的轻质细线将小球悬挂在天花板上后,再将小球向左拉开另一角度.若小球在最低点时绳断裂,且小球从A点飞出的速度大小vA=3m/s,试通过计算判断小球能否通过半圆环.
共享时间:2024-05-22 难度:2 相似度:1
161395. (2023•西安中学•高二上期末) 德优题库如图所示,在纸面内两直角边长均为L的三角形MNP区域内(不含边界)。有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的带负电粒于从PM边的中点A平行PN边射入MNP区域,不计粒子受到的重力。求:
(1)在粒子从PN边射出磁场的情况下,粒子入射的最小速度vmin
(2)在粒子从MN边射出磁场的情况下,粒子在磁场中运动的最长时间tmax
共享时间:2023-02-20 难度:2 相似度:1
162517. (2024•西安八十五中•高一下期中) 德优题库如图所示,轻质细绳穿过内壁和端口均光滑的空心管,一端连有小球(可视为质点),另一端与装有足球的网袋连接。转动竖直放置的空心管,使小球在水平面内做匀速圆周运动,足球能静止在空中且未与空心管接触。已知小球的质量m=300g,装有足球的网袋总质量M=500g,小球到空心管管口部分细绳的长度L=0.24m,取重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)连接小球的细绳与竖直方向的夹角θ的余弦值cosθ;
(2)小球做匀速圆周运动所需的向心力大小F
(3)小球的线速度大小v。
共享时间:2024-05-22 难度:2 相似度:1
182209. (2021•西北大附中•高一下期中) 2021年2月10日19时52分,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动,成功实现环绕火星运动,成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时,周期为T,轨道半径为r。已知火星的半径为R,引力常量为G,不考虑火星的自转。求:
(1)“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v;
(2)火星的质量M;
(3)火星表面的重力加速度的大小g。
共享时间:2021-05-29 难度:2 相似度:1
206373. (2024•浐灞二中•四模) 2023年3月23日,山西省考古研究院发布消息,考古专家证实山西运城董家营西汉墓出土墨书题铭陶罐,从中可以窥见汉代河东地区丰富多样的饮食生活。现有一半径R=m的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合,如图所示。转台静止不转动时,将一质量m=0.3kg的物块(视为质点)放入陶罐内,物块恰能静止于陶罐内壁的A点,且A点与陶罐球心O的连线与对称轴OO′的夹角θ=37°。取重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数μ;
(2)若物块位于与O点等高的陶罐上且与陶罐一起绕OO′轴转动,求转台转动的最小角速度ωmin

共享时间:2024-04-27 难度:2 相似度:1
206518. (2024•西安八十三中•三模) 如图所示,在水平地面上有一圆弧形凹槽ABC,AC连线与地面相平,凹槽ABC是位于竖直平面内以O为圆心、半径为R的一段圆弧,B为圆弧最低点,而且AB段光滑,BC段粗糙。现有一质量为m的小球(可视为质点),从水平地面上P处以初速度v0斜向右上方飞出,v0与水平地面夹角为θ,不计空气阻力,该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道,沿圆弧ABC继续运动后从C点以速率飞出。重力加速度为g,则:
(1)小球由P到A的过程中,小球离地面的最大高度;
(2)小球在圆弧形轨道内由于摩擦产生的热量Q。
共享时间:2024-04-06 难度:2 相似度:1
206096. (2025•师大附中•六模) 德优题库一游戏装置如图所示,图中P为弹射装置,AB为倾角θ=37°的倾斜直轨道,BC为水平轨道,C、D分别为竖直圆轨道的最低点和最高点,竖直圆轨道与水平轨道相切于C点,CE为足够长的倾斜轨道,各段轨道均平滑连接,以A点为坐标原点,水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系。已知:圆轨道半径R=0.3m,轨道AB长为L1=1m,轨道BC长为L2=0.9m。通过调节弹射装置P在坐标平面内的位置以及小滑块水平弹出的初速度,使滑块均能无碰撞从A点切入轨道AB,滑块与AB、BC段间动摩擦因数均为μ=0.5,其余各段轨道均光滑。滑块质量为m=0.3kg,滑块可视为质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小为g=10m/s2
(1)若滑块从纵坐标y=0.9m的某点弹出,
(ⅰ)求滑块弹出时的初速度大小;
(ⅱ)试通过计算判断滑块能否通过圆轨道的最高点D。
(2)若滑块从A点切入后,能进入竖直圆轨道且第一次在圆轨道上运行时不脱离圆轨道,则滑块弹出时所处位置的纵坐标y应满足什么条件?
共享时间:2025-05-15 难度:3 相似度:0.83
182120. (2020•长安区一中•高二上期中) 德优题库如图所示,长为1.8m的轻质细线一端固定于D点,另一端系一质量m=0.5kg的小球.把小球拉到A点由静止释放,O、A在同一水平面上,B为小球运动的最低点.忽略空气阻力,取B点的重力势能为零,重力加速度g=10m/s2求:
(1)小球受到重力的大小;
(2)小球在A点的重力势能;
(3)小球运动到B点时速度的大小.
共享时间:2020-11-26 难度:3 相似度:0.83
206140. (2025•西安中学•二模) 德优题库如图所示,一长为L的轻杆可绕过O点的轴在竖直平面内转动,轻杆一端固定一个质量为m的小球P。一条不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮,一端连接小球,另一端连接质量为2m的物块A。物块A放置于倾角为53°的光滑斜面,连接A的轻绳与斜面平行。用一水平外力作用于小球P,可使小球P静止于图示位置,此时轻绳与竖直方向成37°,轻杆与竖直方向成53°。撤去水平力后,轻杆可运动到竖直位置。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g。求:
(1)水平外力的大小;
(2)撤去水平力瞬间绳上张力大小;
(3)杆运动到竖直位置时,小球的速度大小。
共享时间:2025-03-28 难度:3 相似度:0.83
162518. (2024•西安八十五中•高一下期中) 德优题库如图所示,一滑环套在水平光滑杆上,杆上P点处固定一挡板(挡板厚度不计)。长度为L的轻绳一端连接半径不计的小滑环,另一端悬挂可视为质点、质量为m的小球,轻绳能承受的最大拉力Fmax=5mg。水平面上固定有一倾角θ=37°的斜面AB,斜面底端A点与P点在同一竖直线上。初始时,轻绳保持竖直,滑环和小球一起水平向右做匀速直线运动,一段时间后滑环与挡板碰撞,滑环立刻停止,小球的速度在滑环碰撞瞬间未受影响,轻绳恰好达到最大拉力而绷断,小球水平飞出,刚好能垂直打到斜面AB上的Q点(未画出)。不计空气阻力,重力加速度大小为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)滑环和小球一起做匀速直线运动的速度大小v0
(2)轻绳绷断后小球在空中的运动时间t;
(3)Q点与A点之间的距离d。
共享时间:2024-05-22 难度:3 相似度:0.83
206186. (2025•高新一中•五模) 如图所示,带有圆弧的滑块A静止放在光滑的水平面上,其圆弧部分光滑,水平部分粗糙,圆弧半径为R=1.8m,圆弧的末端点切线水平,A的左侧紧靠固定挡板,距离A的右侧s处是与A等高的平台,平台上MN之间是一个宽度为l=0.5m的特殊区域,只要物体进入MN之间就会受到一个方向向右、大小为F=10N的恒定作用力,平台MN之间粗糙,其余部分光滑,MN的右侧安有一个固定的弹性卡口。现有一个小滑块B(可视为质点)从A的圆弧顶端处静止释放,当B通过MN区域后,碰撞弹性卡口的速度v不小于5m/s时可通过弹性卡口,速度小于5m/s时将会被原速率弹回。已知小滑块B的质量为m=1kg,滑块A的质量为=0.5kg,重力加速度g=10m/s2,求:

(1)B刚下滑到圆弧底端时对圆弧底端的压力多大?
(2)若B与A水平段间的动摩擦因数μ1=0.5,保证A与平台相碰前A、B能够共速,且B刚好滑到A的右端,则s应满足什么条件?A水平段的长度d是多少?
(3)在满足(2)问的条件下,A与平台相碰后立即粘连不再分开,随即B滑上平台,设B与MN之间的动摩擦因数0<μ2<1,试讨论因μ2的取值不同,B在MN间通过的路程x。
 
共享时间:2025-05-11 难度:3 相似度:0.83
206440. (2024•高新一中•五模) 如图所示,带有圆弧的滑块A静止放在光滑的水平面上,其圆弧部分光滑,水平部分粗糙,圆弧半径为R=1.8m,圆弧的末端点切线水平,A的左侧紧靠固定挡板,距离A的右侧s处是与A等高的平台,平台上MN之间是一个宽度为l=0.5m的特殊区域,只要物体进入MN之间就会受到一个方向向右、大小为F=10N的恒定作用力,平台MN之间粗糙,其余部分光滑,MN的右侧安有一个固定的弹性卡口。现有一个小滑块B(可视为质点)从A的圆弧顶端处静止释放,当B通过MN区域后,碰撞弹性卡口的速度v不小于5m/s时可通过弹性卡口,速度小于5m/s时将会被原速率弹回。已知小滑块B的质量为m=1kg,滑块A的质量为=0.5kg,重力加速度g=10m/s2,求:

(1)B刚下滑到圆弧底端时对圆弧底端的压力多大?
(2)若B与A水平段间的动摩擦因数μ1=0.5,保证A与平台相碰前A、B能够共速,且B刚好滑到A的右端,则s应满足什么条件?A水平段的长度d是多少?
(3)在满足(2)问的条件下,A与平台相碰后立即粘连不再分开,随即B滑上平台,设B与MN之间的动摩擦因数0<μ2<1,试讨论因μ2的取值不同,B在MN间通过的路程x。
共享时间:2024-05-01 难度:3 相似度:0.83

dygzwlyn

2023-05-24

高中物理 | 高一下 | 解答题

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