用一根細(xì)線一端系一小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，另一端固定在一光滑圓錐頂上，如圖所示．設(shè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω，線的張力為FT，則FT隨ω2變化的圖象是圖中的      (　　)


【知識(shí)點(diǎn)】向心力；線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．D4

【答案解析】C解析： 設(shè)繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，錐面與豎直方向夾角為θ，當(dāng)ω=0時(shí)，小球靜止，受重力mg、支持力N和繩的拉力FT而平衡，F(xiàn)T=mgcosθ≠0，所以A項(xiàng)、B項(xiàng)都不正確；ω增大時(shí)，F(xiàn)T增大，N減小，當(dāng)N=0時(shí)，角速度為ω0．當(dāng)ω＜ω0時(shí)，由牛頓第二定律得，F(xiàn)Tsinθ-Ncosθ=mω2Lsinθ，F(xiàn)Tcosθ+Nsinθ=mg，解得FT=mω2Lsin2θ+mgcosθ；當(dāng)ω＞ω0時(shí)，小球離開(kāi)錐子，繩與豎直方向夾角變大，設(shè)為β，由牛頓第二定律得FTsinβ=mω2Lsinβ，所以FT=mLω2，此時(shí)圖象的反向延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)．可知FT-ω2圖線的斜率變大，所以C項(xiàng)正確，D錯(cuò)誤．故選：C．

【思路點(diǎn)撥】分析小球的受力，判斷小球隨圓錐作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力的大小，進(jìn)而分析T隨ω2變化的關(guān)系，但是要注意的是，當(dāng)角速度超過(guò)某一個(gè)值的時(shí)候，小球會(huì)飄起來(lái)，離開(kāi)圓錐，從而它的受力也會(huì)發(fā)生變化，T與ω2的關(guān)系也就變了．本題很好的考查了學(xué)生對(duì)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析，在轉(zhuǎn)的慢和快的時(shí)候，物體的受力會(huì)變化，物理量之間的關(guān)系也就會(huì)變化．

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：


物體以v0的速度水平拋出，當(dāng)其豎直分位移與水平分位移大小相等時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(  )

A.豎直分速度與水平分速度大小相等

B.瞬時(shí)速度的大小為

C.運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

D.運(yùn)動(dòng)位移的大小為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，一質(zhì)量M=4Kg的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角θ=370，一質(zhì)量m=2kg的光滑球B放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，則地面對(duì)三棱柱的支持力和摩擦力各為多少？（g=10m/s2， sin 370=0.6，cos370=0.8）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車(chē)的最大速度為108 km/h。汽車(chē)在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車(chē)重的0.4倍。(g取10 m/s2)

(1)如果汽車(chē)在這種高速路的水平彎道上拐彎，假設(shè)彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？

(2)如果高速公路上設(shè)計(jì)了圓弧拱橋作立交橋，要使汽車(chē)能夠安全通過(guò)圓弧拱橋，這個(gè)圓弧拱橋的半徑至少是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


將甲乙兩小球先后以同樣的速度在距地面不同高度處豎直向上拋出，拋出時(shí)間間隔為2s，他們運(yùn)動(dòng)的圖像分別如直線甲、乙所示。則(     )

A．t=2s時(shí)，兩球的高度差一定為40m

B．t=4s時(shí)，兩球相對(duì)于各自拋出點(diǎn)的位移相等

C．兩球從拋出至落地到地面所用的時(shí)間間隔相等

D．甲球從拋出至達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)間間隔與乙球的不相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某同學(xué)在做“互成角度的兩個(gè)力的合成”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O點(diǎn)以及兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小，如圖(a)所示。

(1)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是________。

A．兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大

B．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是分力

C．兩次拉橡皮筋時(shí)，需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O，這樣做的目的是保證兩次彈簧測(cè)力計(jì)拉力的效果相同

D．若只增大某一只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小即可

(2)圖(b)所示是甲和乙兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？(力F′是用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的圖示)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一物體從同一高度水平拋出，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是

A．物體質(zhì)量越大，水平位移越大

B．初速度越大，落地時(shí)豎直方向速度越大

C．初速度越大，空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)

D．初速度越大，落地速度越大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法正確的是      .

（選對(duì)一個(gè)得2分，選對(duì)兩個(gè)得3分，選對(duì)3個(gè)得4分，每選錯(cuò)一個(gè)扣2分，最低得分為0分）

A．該波的周期是0.10s

B．該波的傳播速度為40m/s

C．該波沿x軸的負(fù)方向傳播

D．t=0.10s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向向下

E. 從t=0.10s到 t=0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為30 cm

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的說(shuō)法中，正確的是()

  A.沒(méi)有外力作用時(shí)，物體不會(huì)運(yùn)動(dòng)，這是牛頓第一定律的體現(xiàn)

  B.物體受力越大，運(yùn)動(dòng)得越快，這是符合牛頓第二定律的

  C.物體所受合外力為零，則速度一定為零;物體所受合外力不為零，則速度也一定不      為零

D.物體所受的合外力最大時(shí)，速度卻可以為零;物體所受的合外力最小時(shí)，速度卻可      以最大

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