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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
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
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
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
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
159072. (2023•铁一中学•高二上二月) 如图所示,在xOy坐标系的第一、四象限内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小不同的匀强磁场(未画出)。一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子,从y轴上的A点沿平行于x轴的方向射入第一象限,经C点与x轴成30°角进入第四象限。已知第一象限内匀强磁场的磁感应强度大小为B,C点到O点的距离为a,不计粒子的重力。
(1)判断带电粒子电性;
(2)求粒子从A点射出时的速度大小;
(3)若粒子刚好不能进入第三象限,求粒子在第四象限内运动的时间。

共享时间:2023-12-26 难度:3 相似度:0.83
159942. (2022•关山中学•高一下一月) 德优题库如图所示,一个圆盘在水平面内匀速转动,角速度是4rad/s,盘面上有一个质量为2.5kg的小物块随圆盘一起运动(二者未发生相对滑动),小物块与转轴的距离为R=0.3m。求:
(1)小物块运动的线速度大小;
(2)小物块受到的静摩擦力大小和方向。
(3)若圆盘对小物块的最大静摩擦力为18.75N,要使二者不发生相对滑动,圆盘转动的角速度不能超过多大?
共享时间:2022-04-20 难度:3 相似度:0.83
160052. (2021•西安中学•七模) 德优题库如图所示,在xOy平面直角坐标系内,y>0的区域存在着沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E,在y<0的区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场.一带正电的粒子从C(-d,2d)点以初速度v0沿y轴负方向射出,经过坐标原点O后进入磁场,然后又从x轴上的D(-2d,0)点离开磁场.不计粒子重力,求:
(1)粒子的比荷
q
m

(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子从C点出发运动到D点的时间t.
共享时间:2021-06-09 难度:3 相似度:0.83
160068. (2021•西安中学•六模) 在如图所示的平面直角坐标系中,第二象限内存在磁感应强度为B1的匀强磁场,方向垂直于xOy平面向外;第一象限某矩形区域内存在磁感应强度B2=0.4T的匀强磁场,方向垂直于xOy平面向外。一个比荷为=1.0×108C/kg的带正电的粒子从点P(﹣10cm,0)发射进入第二象限,其速度v0=4.0×106m/s,方向垂直于磁场B1且与x轴负方向夹角为30°;后从Q点以垂直y轴方向直接进入第一象限内的矩形磁场区域,再经M点以垂直x轴方向进入第四象限;整个第四象限存在大小、方向均未知的匀强电场,粒子经过该电场偏转后从N点进入无电场、磁场的第三象限区域,最终回到P点的速度与发射速度相同,不考虑粒子的重力。求:
(1)第二象限内磁场的磁感应强度B1的大小;
(2)粒子在矩形匀强磁场中的运动时间t和该磁场区域的最小面积S;
(3)第四象限内匀强电场场强E的大小。

共享时间:2021-05-21 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
161605. (2023•铁一中学•高二下期末) 如图所示,一半径为R=0.5m的水平转盘可以绕着竖直轴OO'转动,水平转盘中心O处有一个光滑小孔,用一根长为L=1m的细线穿过小孔将质量分别为mA=0.2kg、mB=0.5kg的小球A和小物块B连接。现让小球和水平转盘各以一定的角速度在水平面内转动起来,小物块B与水平转盘间的动摩擦因数μ=0.3,且始终处于水平转盘的边缘处与转盘相对静止,取g=10m/s2,求:
(1)若小球A的角速度ω=5rad/s,细线与竖直方向的夹角θ;
(2)在满足(1)中的条件下,通过计算给出水平转盘角速度ωB的取值范围,并在图中画出f﹣ω2图像(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且规定沿半径指向圆心为正方向);
(3)在水平转盘角速度ωB为(2)中的最大值的情况下,当小球A和小物块B转动至两者速度方向相反时,由于某种原因细线突然断裂,经过多长时间A和B的速度相互垂直。
(可能使用到的数据:sin30°=,cos30°=,sin37°=,cos37°=
共享时间:2023-07-11 难度:3 相似度:0.83
159679. (2022•西安中学•月考) 德优题库图是一种花瓣形电子加速器简化示意图,空间有三个同心圆a、b、c围成的区域,圆a内为无场区,圆a与圆b之间存在辐射状电场,圆b与圆c之间有三个圆心角均略小于90°的扇环形匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各区感应强度恒定,大小不同,方向均垂直纸面向外。电子由静止开始从圆b上P点沿径向进入电场,电场可以反向,保证电子每次进入电场即被全程加速,电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场,且在电场内相邻运动轨迹的夹角θ均为45°,最终从Q点出射,运动轨迹如图中带箭头实线所示,已知圆a与圆b之间电势差为U,圆b半径为R,圆c半径足够大,电子质量为m,电荷量为e,忽略相对论效应,取tan22.5°=0.4。
求:(1)Ⅰ区的磁感应强度大小;
(2)电子在Ⅰ区磁场中的运动时间;
(3)Ⅰ区和Ⅱ区的磁感应强度大小之比。
共享时间:2021-12-01 难度:3 相似度:0.83
160940. (2025•铁一中学•高二上期末) 德优题库如图所示,在y>0区域存在着垂直xOy平面向外的匀强磁场,在第四象限的空间中存在着平行于xOy平面沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m,带电量为q的带正电粒子从坐标原点以初速度v0射入磁场,方向与x轴负方向成60°角斜向上,然后经过M点进入电场,并从y轴负半轴的N点垂直y轴射出电场。已知M点坐标为(L,0),粒子所受的重力不计,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)匀强电场的电场强度E的大小。
共享时间:2025-02-14 难度:3 相似度:0.83
161475. (2023•远东一中•高二上期末) 德优题库如图所示,直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场,在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q,质量为m的带正电的粒子,从x负轴上的点a以速率v0垂直磁场方向射入第二象限,然后经过y轴上的b点垂直于y轴方向进入电场,一段时间后经过x轴上的c点,已知粒子在a点的速度方向和x轴负方向的夹角θ=45°,Ob=Oc=L,不计粒子所受重力。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)粒子经过c点时的速度大小v;
(3)匀强电场的电场强度E的大小。
共享时间:2023-02-24 难度:3 相似度:0.83

dygzwlyn

2023-05-24

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