高中 | 向心力 题目答案及解析

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必修2

第五章 曲线运动

5.6 向心力

向心力

如图所示,小球(视为质点)用细线悬于天花板上,使小球在水平面内做匀速圆周运动,悬线与竖直方向的夹角为$\theta$,小球做圆周运动的周期为$T$,重力加速度为$g$,则悬线的长度为$(\qquad)$

["

$\\dfrac{T^{2}g}{4\\pi^{2}\\cos\\theta}$

","

$\\dfrac{T^{2}g}{4\\pi^{2}\\sin\\theta}$

","

$\\dfrac{T^{2}g}{4\\pi^{2}}$$\\cos\\theta$

","

$\\dfrac{T^{2}g}{4\\pi^{2}}$$\\sin\\theta$

"]
[["A"]]

设悬线的长度为$L$,悬线拉力和小球重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有$mg\tan\theta=mL\sin\theta\cdot \dfrac{4\pi^{2}}{T^{2}}$,解得$L= \dfrac{gT^{2}}{4\pi^{2}\cos\theta}$,故$\rm A$正确,$\rm BCD$错误。

故选:$\rm A$

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将可视为质点的小球沿光滑冰坑内壁推出,使小球在水平面内做匀速圆周运动,如图所示。已知圆周运动半径为,小球所在位置处的切面与水平面夹角为,小球质量为,重力加速度取。关于该小球,下列说法正确的有 某同学用不可伸长的细线系一个质量为的发光小球,让小球在竖直面内绕一固定点做半径为的圆周运动。在小球经过最低点附近时拍摄了一张照片,曝光时间为。由于小球运动,在照片上留下了一条长度约为半径的圆弧形径迹。根据以上数据估算小球在最低点时细线的拉力大小为 如图所示,金属圆筒接高压电源的正极,其轴线上的金属线接负极。 如图,广州塔摩天轮位于塔顶米高空处,摩天轮由个“水晶”观光球舱组成,沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动,则坐于观光球舱中的某游客 如图所示,小物体位于半径为的半球顶端,若给小物体以水平初速度时,小物体对球顶恰好无压力,则 某同学参照过山车情景设计了如图所示的模型:光滑的竖直圆轨道半径,入口的平直轨道和出口的平直轨道均是粗糙的,质量为的小滑块(可视为质点)与水平轨道之间的动摩擦因数均为,滑块从点由静止开始受到水平拉力的作用,在点撤去拉力,的长度为,不计空气阻力,若滑块恰好通过圆轨道的最高点,。求:
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