如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动，g=10m/s2，求：（1）小球在最高点的速度v1为多大时 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动，g=10m/s²，求：
（1）小球在最高点的速度v₁为多大时，球对杆的作用力为0？
（2）当小球在最高点的速度v₂=6m/s时，球对杆的作用力和方向．魔方格

答案

小球在最高点时，对小球受力分析，受重力G和杆的弹力N，假定弹力N向下，如图所示；

魔方格

由牛顿第二定律和向心力公式得：N+G=

mv2

①
（1）由①式解得N=0时的速度v1=

10×0.9

m/s=3m/s
（2）由①式得小球在最高点的速度v₂=6m/s时，杆对球的作用力为：N=

mv2

-mg=(

0.2×62

0.9

-0.2×10)N=+6N
“+“说明方向竖直向下
由牛顿第三定律得：球对杆的作用力大小 N^′=N=6N，方向竖直向上．
答：球对杆的作用力为0时小球在最高点的速度为3m/s，当小球在最高点的速度v₂=6m/s时，球对杆的作用力大小为6N，方向竖直向下．

核心考点

试题【如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动，g=10m/s2，求：（1）小球在最高点的速度v1为多大时】；主要考察你对向心力与向心加速度等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示，在正方形区域abcd内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速率垂直于ad边且垂直于磁场射入磁场区域，下列判断正确的是（　　）

A．在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹所对应的圆心角越大

B．在磁场中运动时间相同的电子，其运动轨迹一定重合

C．不同运动速率的电子，在磁场中的运动时间一定不相同

D．在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹越长

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如图长L=0.5m质量不计的杆下端固定在O点，上端连着球A，球A质量为m=2kg，A绕O在竖直面做圆周运动．
（1）若小球A过最高点时速率若为1m/s，求此时球对杆的作用力大小和方向；
（2）若小球A过最高点速度为4m/s时，求此时球对杆的作用力大小和方向．魔方格

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质量为m的滑块从半径为R的半球形碗的边缘滑向碗底，过碗底时的速度大小为v，若滑块与碗底间的动摩擦因数为μ，则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为______．

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在“用圆锥摆实验验证向心力公式“的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连，如图所示．当转轴转动时，C球在水平面内做匀速圆周运动．实验步骤如下：
①测量AC间细绳长度l；
②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S；
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F；
⑤算出C球所受的合力F；
⑥验证向心力公式．
（I ）在上述实验中还需要测量的物理量有哪些______
A．C球的直径 B．C球的质量 C．C球转动的角速度 D．当地的重力加速度g
（II）为了验证向心力公式正确．请用已知的物理量和第（I）题中你所选择的物理量表示出AD间距S=______．
（III）这一实验方法简单易行．但是有几个因素可能会影响实验的成功，请写出一条_：______．魔方格

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质量为60kg的体操运动员，做“单臂大回环”，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动．如图所示，此过程中，运动员到达最低点时手臂受的拉力至少应为多少？（忽略空气阻力，g=10m/s²）（　　）

A．600 N

B．2 400 N

C．3 000 N

D．3 600 N

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