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如图所示,放于竖直面内的光滑金属圆环半径为R,质量为m的带孔小球穿于环上,同时有一长为R的细绳一端系于球上,另一端系于圆环最低点。当圆环以角速度绕竖直直径转动时,发现小球受到三个力作用。则角速度可能为(    )
A.B.
C.D.
D

试题分析:因为圆环光滑,所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力,细绳要产生拉力,绳要处于拉升状态,根据几何关系可知,此时细绳与竖直方向的夹角为60°,当圆环旋转时,小球绕竖直轴做圆周运动,向心力由三个力在水平方向的合力提供,其大小为:,根据几何关系,其中一定,所以当角速度越大时,所需要的向心力越大,绳子拉力越大,所以对应的临界条件是小球在此位置刚好不受拉力,此时角速度最小,需要的向心力最小,
对小球进行受力分析得,即解得:,所以只要就符合题意.
故选D
点评:本题主要考查了圆周运动向心力公式的应用以及同学们受力分析的能力,要求同学们能找出临界状态并结合几何关系解题,难度适中.
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,是某次发射人造卫星的示意图,人造卫星先在近地圆周轨道1上运动,然后改在椭圆轨道2上运动,最后在圆周轨道3上运动,a点是轨道1、2的交点,b点是轨道2、3的交点,人造卫星在轨道1上的速度为v1,在轨道2上a点的速度为v2a,在轨道2上b点的速度为v2b,在轨道3上的速度为v3,则以上各速度的大小关系是(    )
A.v1>v2a>v2b>v3
B.v1<v2a<v2b<v3
C.v2a>v1>v3>v2b
D.v2a>v1>v2b>v3

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个物体做匀速圆周运动,关于其向心加速度的方向,下列说法中正确的是(   )
A.与线速度方向相同B.与线速度方向相反
C.指向圆心        D.背离圆心

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一圆盘可绕圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一小木块A,它随圆盘一起运动(做匀速圆周运动),如图所示,则关于木块A的受力,下列说法正确的是(   )
A.木块A受重力、支持力和向心力
B.木块A受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相反
C.木块A受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向指向圆心
D.木块A受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相同

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两个半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定于地面,一个小球先后从与球心在同一水平高度的AB两点由静止开始自由下滑,通过轨道最低点时(     )
A.小球对轨道的压力相同B.小球对两轨道的压力不同
C.此时小球的速度相等D.此时小球的向心加速度相等

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

度为l=0.50 m的轻质细杆OAA端固定一质量为m=3.0 kg的小球,如图所示。小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速度是2.0 m/s,(g取10 m/s2)则此时细杆OA受到(      )
A.6.0 N的拉力B.6.0 N的压力
C.24 N的压力 D.24 N的拉力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一质量为m的物体,沿半径为R的向下凹的圆形轨道滑行,如图所示,经过轨道最低点的速度为v,物体与轨道间的动摩擦因数为μ,则物体在最低点时受到的摩擦力为(  )
A.μmg B.
C.μm(g)D.μm(g)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

用一根细绳,一端系住一个质量为m的小球,另一端悬在光滑水平桌面上方h处,绳长大于,使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动.若使小球不离开桌面,其圆周运动的转速最大值是 (    )
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示的杂技演员在表演“水流星”的节目时,盛水的杯子经过最高点杯口向下时水也不洒出来。对于杯子经过最高点时水受力情况,下面说法正确的是
A.水处于失重状态,不受重力的作用
B.水受平衡力的作用,合力为零
C.由于水做圆周运动,因此必然受到重力和向心力的作用
D.杯底对水的作用力可能为零

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