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如图所示,小球(可被视作质点)质量为m,固定在竖直平面内的圆环其最高处有一小缺口A,小缺口的直径略大于小球的直径。细绳拉着小球在圆环内绕环心O做圆周运动,小球不脱离圆轨道,圆环半径为r,细绳的长度也是r.细绳所能承受的最大张力为小球重力的3倍.用g表示重力加速度.小球在最高点A允许的最大速率和最小速率是多大?
,

试题分析:经过最高点,通常受支持力、重力提供向心力,即,所以在做糕点最小速度为
细绳所能承受的最大张力为小球重力的3倍,代入则
点评:本题考查了圆周运动中相关参数的计算,例如线速度、角速度、周期等。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间距也为L,今使小球在竖直平面内做圆周运动,当小球到达最高点时速率为v,两段线中张力恰好均为零,若小球到达最高点时速率为2v,则此时每段线中张力大小为  (  ).

A. mg   B.2mg  C.3mg  D.4mg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一光滑圆环竖直放置,可绕竖直轴MN转动(如图示),环半径R=20cm,在环上套一个质量为m的小球,当环绕MN以ω=10rad/s的角速度匀速转动时,小球与环心连线与MN之间的夹角θ是(g取10m/s2):
A.30°
B.45°
C.60°
D.75°

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,用长短不同、材料和粗细均相同的两根绳子各拴着一个质量相同的小球,在光滑的水平面上做匀速圆周运动,则
A.两个小球以相同的角速度运动时,长绳容易断
B.两个小球以相同的角速度运动时,短绳容易断
C.两个小球以相同的线速度运动时,长绳容易断
D.两个小球以相同的线速度运动时,短绳容易断

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图为质量m=1×103kg的小汽车在水平公路上行驶的俯视图,轮胎与路面间的最大静摩擦力f=8×103 N。汽车经过半径r=50m的弯路时

(1)(3分)设转弯时路面水平,则汽车转弯做圆周运动的向心力由什么力提供?
(2)(3分)若车转弯时的摩擦力恰好等于最大静摩擦力,此时车速的大小v=?
(3)(3分)如果车速达到90km/h,这辆车会不会发生侧滑?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

人手里抓住一根长为L的轻质细绳的一端,绳的另一端系着一个质量为m的小球,若要使小球能在竖直面内作圆周运动,它转动的角速度应满足的条件是:
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶的速度为v,则下列说法中错误的是:(  )
A.当速度大于v时,轮缘挤压外轨
B.当速度小于v时,轮缘挤压外轨
C.当以v的速度通过此弯路时,轮缘既不挤压外轨,也不挤压内轨
D.当以v的速度通过此弯路时,火车重力与轨道支持力的合力提供向心力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

质量为m=1Kg的滑块沿光滑的圆轨道内侧向上滑行,已知圆弧轨道半径R=0.4m,如图所示,g=10m/s2,求:

⑴滑块经过圆弧轨道最高点的速度为v1=2m/s,则在最高点时圆弧轨道对滑块的压力为多少?
⑵滑块经过圆弧轨道最高点的速度为v2=4m/s,则在最高点时滑块对圆弧轨道的压力为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,光滑圆弧轨道固定放置在竖直平面内,一质量为m的小球位于轨道内侧最低点,现给小球一水平初速度,使小球沿着轨道运动且始终不脱离轨道,当小球再次运动到轨道最低点时对轨道的压力大小可能是
A.mgB.3 mg
C.5 mgD.7mg

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