如圖所示，兩段長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)線共同系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間距也為L(zhǎng)。今使小球在豎直面內(nèi)繞AB水平軸做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為v，兩段線中的拉力恰好為零，若小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為2v，則此時(shí)每段線中張力大小為

A．     B．        C．3mg          D．4mg

B

解析試題分析：當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)的速率為v時(shí)，兩段線中張力恰好均為零，由小球的重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得出v與半徑的關(guān)系．若小球到達(dá)最高點(diǎn)速率為2v，由重力、兩繩拉力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得出繩子的拉力與速度、半徑的關(guān)系，聯(lián)立求出兩繩拉力的合力，再由力的合成法求出每段線中的張力．
當(dāng)速率為v時(shí)，則有mg=m ①，當(dāng)速率為2v時(shí)，則有mg+F=m ②，聯(lián)立①②得，F(xiàn)=3mg；
設(shè)每根線上的張力為T(mén)，滿足：2Tcos30°=F，解得T=。故本題選B。
考點(diǎn)：牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題，共點(diǎn)力的合成

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度、角速度、周期之間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是 (     )

A．線速度大的角速度一定大
B．線速度大的周期一定小
C．角速度大的半徑一定小
D．角速度大的周期一定小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖所示，小球A質(zhì)量為m，固定在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕細(xì)直桿一端，并隨桿一起繞桿的另一端O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如果小球經(jīng)過(guò)最高位置時(shí)速度為，則桿對(duì)球的作用力為（      ）

A．推力，B．拉力，
C．推力，D．拉力，

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶。如圖，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為vc時(shí)，汽車恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，則在該彎道處，

A．路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低
B．車速只要低于vc，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)
C．車速雖然高于vc，但只要不超出某一高度限度，車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)
D．當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，vc的值變小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖所示，一偏心輪繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，a和b是輪上質(zhì)量相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中a、b兩質(zhì)點(diǎn)   

A．角速度大小相等 B．線速度大小相等
C．向心加速度大小相等 D．向心力大小相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖所示，在光滑的圓錐面內(nèi)，兩個(gè)質(zhì)量不相同的小球P和Q，沿其內(nèi)表面在不同的水平面內(nèi)做半徑不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中球P的軌道半徑較大，則  

A．球P的角速度較小 B．球P的向心力較小
C．球P的加速度較大 D．球P的線速度較大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖所示為質(zhì)點(diǎn)P、Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度隨半徑變化的圖線。表示質(zhì)點(diǎn)P的圖線是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，表示質(zhì)點(diǎn)Q的圖線是雙曲線。由圖線可知(    )

A．質(zhì)點(diǎn)P的線速度大小不變 B．質(zhì)點(diǎn)P的角速度大小不變
C．質(zhì)點(diǎn)Q的角速度大小不變 D．質(zhì)點(diǎn)Q的周期大小不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如圖所示，是自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖．其中Ⅰ是大齒輪，Ⅱ是小齒輪，Ⅲ是后輪．

（1）假設(shè)腳踏板每n秒轉(zhuǎn)一圈，則大齒輪Ⅰ的角速度是         rad/s．
（2）要知道在這種情況下自行車的行駛速度的大小，除需要測(cè)量大齒輪Ⅰ的半徑r1，小齒輪Ⅱ的半徑r2外，還須測(cè)量的物理量是                  。（寫(xiě)出符號(hào)及物理意義）
（3 ）自行車的行駛速度大小是                   。（用你假設(shè)的物理量及題給條件表示）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(9分)鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的。彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還取決于火車在彎道上的行駛速率。下圖表格中是鐵路設(shè)計(jì)人員技術(shù)手冊(cè)中彎道半徑r及與之對(duì)應(yīng)的軌道的高度差h。
彎道半徑r/m 660 330 220 165 132 110
內(nèi)外軌高度差h/mm        50 100 150 200 250 300
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，試導(dǎo)出h和r關(guān)系的表達(dá)式，并求出當(dāng)r=440m時(shí)，h的設(shè)計(jì)值；
（2）鐵路建成后，火車通過(guò)彎道時(shí)，為保證絕對(duì)安全，要求內(nèi)外軌道均不向車輪施加側(cè)向壓力，又已知我國(guó)鐵路內(nèi)外軌的間距設(shè)計(jì)值為L(zhǎng)=1435mm，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，算出我國(guó)火車的轉(zhuǎn)彎速率v（以km/h為單位，結(jié)果取整數(shù)；路軌傾角很小時(shí)，正弦值按正切值處理）（g取9.8m/s2）
（3）隨著人們生活節(jié)奏加快，對(duì)交通運(yùn)輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊蟆榱颂岣哌\(yùn)輸力，國(guó)家對(duì)鐵路不斷進(jìn)行提速，這就要求鐵路轉(zhuǎn)彎速率也需要提高。請(qǐng)根據(jù)上述計(jì)算原理和上述表格分析提速時(shí)應(yīng)采取怎樣的有效措施？

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