用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系.两个变速轮塔通过皮带连接,转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动.横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢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显示出两个钢球所受向心力的比值.如图是探究过程中某次实验时装置的状态.
(1)在研究向心力的大小F与质量m关系时,要保持_____相同.
A.ω和r B.ω和m C.m和r D.m和F
(2)图中所示,两个钢球质量和半径相等,则是在研究向心力的大小F与______的关系.
A.质量m B.半径r C.角速度ω
(3)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1:9,与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为______.
A.1:3 B.3:1 C.1:9 D.9:1.
如图所示,一长为2L的轻杆中央有一光滑的小孔O,两端各固定质量分别为m和2m的两小球,光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上,将轻杆由水平位置静止释放,转到竖直位置,在转动的过程中,忽略空气的阻力.下列说法正确的是( )
A. 在竖直位置两球的速度大小均为
B. 杆竖直位置时对m球的作用力向上,大小为
C. 杆竖直位置时铁钉对杆的作用力向上,大小为
D. 由于忽略一切摩擦阻力,根据机械能守恒,杆一定能绕铁钉做完整的圆周运动
如图,一条细绳跨过光滑轻定滑轮连接物体A,B,A悬挂起来,B穿在一根竖直杆上。若B沿杆匀速下滑,速度为v,当绳与竖直杆间的夹角为θ时,则下列判断正确的是( )
A.A的速度为vcosθ
B.A的速度为vsinθ
C.细绳的张力等于A的重力
D.细绳的张力大于A的重力
如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中( )
A.重力做功2mgR
B.克服摩擦力做功
C.合外力做功mgR
D.机械能减少
如图所示,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向。图中画出了在同一平面内从y轴上沿x轴正向抛出的三个质量相同的小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则( )
A.a的飞行时间比b的短
B.b飞行的时间比c的长
C.b落地时的动能等于c落地时的动能
D.b落地时的动能大于c落地时的动能
下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是
A.公路在通过小型水库泄洪闸的下游时,常常用修建凹形桥,也叫“过水路面”,汽车通过凹形桥的 最低点时,车对桥的压力小于汽车的重力
B.在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C.摩托车过凸型路面时,若速度过快,容易飞离地面
D.洗衣机脱水桶的脱水原理是:水滴受到的离心力大于它受到的向心力,从而沿切线方向甩出