4．用一根細(xì)線一段系一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端固定在一光滑錐頂上，如圖所示，設(shè)小球在水平面內(nèi)作勻速圓周運(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（　�。�
A．B．C．D．

分析 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FT隨ω2變化的關(guān)系，但是要注意的是，當(dāng)角速度超過某一個(gè)值的時(shí)候，小球會(huì)飄起來，離開圓錐，從而它的受力也會(huì)發(fā)生變化，F(xiàn)T與ω2的關(guān)系也就變了．

解答 解：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T而平衡，T=mgcosθ≠0，
ω增大時(shí)，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，
FTsinθ-Ncosθ=mω2Lsinθ，
FTcosθ+Nsinθ=mg，
解得FT=mω2Lsin2θ+mgcosθ；可知FT的大小與ω2成線性關(guān)系．
當(dāng)ω＞ω0時(shí)，小球離開錐子，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，
可知FT-ω2圖線的斜率變大，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題很好的考查了學(xué)生對(duì)物體運(yùn)動(dòng)過程的分析，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 來源： 題型：選擇題

16．下列關(guān)于物理學(xué)史的說法中，不正確的是（　�。�
A．普朗克為解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象的分析提出了光子說
B．查德威克用α粒子轟擊鈹原子核發(fā)現(xiàn)了中子
C．玻爾的原子模型成功地解釋了氫光譜的成因
D．現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來自于重核裂變放出的能量

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

15．電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)L=0.5m，兩導(dǎo)軌間距d=0.5m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向上．阻值r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q總=0.4J．
求：
（1）金屬棒在此過程中通過電阻R的電量；
（2）金屬棒下滑的最大速度vm；
（3）金屬棒下滑所用時(shí)間．（取 g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．如圖，足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角（0＜θ＜90°），其中MN與PQ平行且間距為l，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．金屬棒AB由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，AB棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過AB棒某一橫截面的電荷量為q時(shí)，金屬棒的速度大小為v，則金屬棒AB在這一過程中（　　）
A．運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為$\frac{v}{2}$
B．沿導(dǎo)軌方向的位移大小為$\frac{qR}{Bl}$
C．產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{mgqR}{Bl}$-m$\frac{{v}^{2}}{2}$
D．受到的最大安培力大小為$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}$sinθ

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

19．如圖甲所示，電阻不計(jì)且間距L=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，上端接一阻值R=2Ω的電阻，虛線OO′下方有垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿ab在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸且始終水平，已知金屬桿ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0=1m/s，下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示，g取10m/s2，則（　�。� 
A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T
B．金屬桿ab下落0.3m時(shí)的速度為0.5m/s
C．金屬桿ab下落0.3m的過程中R上產(chǎn)生的熱量為0.2J
D．金屬桿ab下落0.3m的過程中通過R的電荷量為0.25C

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．野外高壓輸電線受到雷擊的可能性很大，所以在三條輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，它們與大地相連，形成一個(gè)稀疏的金屬“網(wǎng)”，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊．下列現(xiàn)象和該原理相同的是（　�。�
A．毛皮摩擦的橡膠棒吸引小紙片
B．放入金屬盒中的手機(jī)接收不到信號(hào)
C．冬天脫毛衣時(shí)能看見閃光并聽到“噼噼啪啪”的聲響
D．帶電體靠近驗(yàn)電器上端的金屬球，驗(yàn)電器下端的金屬箔片張開

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

16．甲、乙兩球的質(zhì)量相等，懸線一長(zhǎng)一短，將兩球由圖示位置的同一水平面無初速度釋放，不計(jì)阻力，則對(duì)兩小球過最低點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)描述正確的是（　�。�
A．兩球的角速度大小相等
B．兩球的加速度大小相等
C．甲球的動(dòng)能與乙球的動(dòng)能相等
D．相對(duì)同一參考面，兩球的機(jī)械能相等

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

13．豎直固定放置的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌間距為0.5m，其間有如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，重為G1=0.5N的導(dǎo)體棒ab及重為G2=0.4N的導(dǎo)體棒cd長(zhǎng)均為0.5m，電阻均為1Ω，現(xiàn)要使其中一棒靜止不動(dòng)，另一棒做勻速運(yùn)動(dòng)（不計(jì)一切摩擦，兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，兩導(dǎo)軌電阻不計(jì)），下列說法正確的是（　　）
A．要使ab棒靜止不動(dòng)，cd棒向下勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是3.2m/s
B．要使ab棒靜止不動(dòng)，cd受到的推力大小是0.9N
C．要使cd棒靜止不動(dòng)，ab棒向上勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是4.2m/s
D．要使cd棒靜止不動(dòng)，ab受到的推力大小是0.9N

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．用起重機(jī)將質(zhì)量為2000N的貨物在1s內(nèi)勻速提升5m，g取10m/s2，則在此過程中，有關(guān)判斷不正確的是（　　）
A．拉力做功為1×104JB．重力做功為-1×104J
C．合力做功為2×104JD．拉力做功的功率為1×104W

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