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题型:多选题 题类:常考题 难易度:普通

2016-2017学年北京四中高三上学期期中物理试卷

如图,叠放在水平转台上的物体A,B,C能随转台一起以角速度ω匀速转动,A,B,C的质量分别为3m、2m、m,A与B,B和C与转台间的动摩擦因数都为μ,A和B,C离转台中心的距离分别为r、1.5r.设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是(   )

A、B对A的摩擦力一定为3μmg B、B对A的摩擦力一定为3mω2r C、转台的角速度一定满足:ω≤ D、转台的角速度一定满足:ω≤
举一反三
如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景.将一轻细线上端固定在铁架台上,下端悬挂一个质量为m的小球,将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上,调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处.用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动.调节平台的高度,使纸面贴近小球但不接触.

(1)若忽略小球运动中受到的阻力,在具体的计算中可将小球视为质点,重力加速度为g.

①从受力情况看,小球做匀速圆周运动所受的向心力是{#blank#}1{#/blank#}(选填选项前的字母).

A.小球所受绳子的拉力

B.小球所受的重力

C.小球所受拉力和重力的合力

② 在某次实验中,小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动,用秒表记录了小球运动n圈的总时间t,则小球做此圆周运动的向心力大小Fn={#blank#}2{#/blank#}(用m、n、t、r及相关的常量表示).用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h,那么对小球进行受力分析可知,小球做此圆周运动所受的合力大小F={#blank#}3{#/blank#}(用m、h、r及相关的常量表示).          

③ 保持n的取值不变,改变h和r进行多次实验,可获取不同时间t.研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据,进而验证小球在做匀速圆周运动过程中,小球所受的合力F与向心力Fn大小相等.为了直观,应合理选择坐标轴的相关变量,使待验证关系是线性关系.为此不同的组员尝试选择了不同变量并预测猜想了如图所示的图像,若小球所受的合力F与向心力Fn大小相等,则这些图像中合理的是{#blank#}4{#/blank#}(选填选项的字母).

(2)考虑到实验的环境、测量条件等实际因素,对于这个实验的操作,下列说法中正确的是{#blank#}5{#/blank#}(选填选项前的字母).

A. 相同体积的小球,选择密度大一些的球可以减小空气阻力对实验的影响

B. 相同质量的小球,选择体积小一些的球有利于确定其圆周运动的半径

C. 测量多个周期的总时间再求周期的平均值,有利于减小周期测量的偶然误差

D. 在这个实验中必须测量出小球的质量

(3)上述实验中小球运动起来后撤掉平台,由于实际实验过程中存在空气阻力的影响,所以持续观察会发现小球做圆周运动的半径越来越小.经过足够长时间后,小球会停止在悬点正下方.若小球在运动中每转动一周的时间内半径变化均可忽略,即每一周都可视为匀速圆周运动.请分析说明在小球做上述圆周运动的过程中,随着细绳与竖直方向的夹角不断减小,小球做圆周运动的周期是如何变化的.

{#blank#}6{#/blank#}.

物理创新实验研究小组用步进电机、圆盘、小物块、手机等制作了圆周运动综合探究平台,探究圆周运动中向心力、向心加速度等各个物理量之间的关系:

(1)手机内部自带加速度传感器,可测量向心加速度大小与方向,规定x、y、z三个方向的正方向如图所示.某同学站在转台上将手水平伸直,以不同朝向拿着手机,如图以自己身体为轴旋转,某段时间内测得y轴方向加速度时间图像如图,x、z轴方向加速度为零,则她可以是{#blank#}1{#/blank#}(填选项前的字母)。

A.将手机竖起,手机屏幕正对自己旋转

B.手机平放在手掌上,屏幕朝上,让底边对着自己旋转

C.手机平放在手掌上,屏幕朝上,让侧边对着自己旋转

(2)为了测加速度传感器在手机中位置,该同学如图将手机沿径向平放固定在圆盘上,底边正对圆盘转轴,让步进电机带动圆盘旋转,手机的加速度、角速度等值可通过手机app phyphox读取,由的图像获得斜率为k(使用国际单位),再用刻度尺测量手机底边到转轴的长度d,如图,则d={#blank#}2{#/blank#}m,手机内部加速度传感器到手机底边的长度为{#blank#}3{#/blank#}(用题目所给的物理量表示)。

(3)若实验中认为手机绕转轴做匀速圆周运动,测得手机的质量m,周期为T,手机视为质点,手机到转轴的距离为r,可求得向心力Fn={#blank#}4{#/blank#}(用题目所给的物理量表述)。

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