物理魯科版必修第二冊第2節(jié) 科學(xué)探究：向心力課時作業(yè)

【精挑】第2節(jié)科學(xué)探究：向心力課時練習(xí)一．單項(xiàng)選擇1．如圖所示，“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個座椅A．B質(zhì)量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上。不考慮空氣阻力的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直中心軸勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是（）A．A的線速度比B的大B．懸掛A．B的纜繩與豎直方向的夾角相等C．懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的纜繩所受的拉力小D．A與B的向心加速度大小相等2．如圖所示為一在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的圓錐擺，已知擺球的質(zhì)量為m，擺線與豎直方向的角度為θ，擺線長為L。下列說法中正確的是（）

A.擺球受重力．拉力和向心力的作用 B.擺線對擺球的拉力提供向心力C.向心力大小為mgtanθ D.線速度大小為3．如圖，一同學(xué)表演蕩秋千。已知秋千的兩根繩長均為4m，該同學(xué)和秋千踏板的總質(zhì)量約為50kg，重力加速度g=10m/s2。繩的質(zhì)量忽略不計(jì)，當(dāng)該同學(xué)蕩到秋千支架的正下方時，速度大小為4m/s，此時每根繩子平均承受的拉力約為（）A．100N B．250N C．350N D．700N4．有一種叫“飛椅”的游樂項(xiàng)目，如圖所示，長為L的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為θ。不計(jì)鋼繩的重力。以下說法正確的是（）A．鋼繩的拉力大小為mω2LsinθB．鋼繩的拉力大小為C．如果角速度足夠大，可以使鋼繩成水平拉直D．兩個體重不同的人，擺開的夾角θ一樣大5．如圖所示，兩根長度相同的細(xì)繩連接著兩個相同的小球，在光滑水平面上繞豎直軸O勻速圓周轉(zhuǎn)動，兩根繩子保持在一條直線上，則兩根繩子中的彈力和之比為（）A.1：1 B.2：1C.3：2 D.3：16．如圖所示，汽車正在水平路面上轉(zhuǎn)彎，且沒有發(fā)生側(cè)滑。下列說法正確的是（）

A.汽車轉(zhuǎn)彎時由車輪和路面間的靜摩擦力提供向心力B.汽車轉(zhuǎn)彎時由汽車受到的重力與支持力的合力提供向心力C.汽車轉(zhuǎn)彎時由車輪和路面間的滑動摩擦力提供向心力D.汽車轉(zhuǎn)彎半徑不變，速度減小時，汽車受到靜摩擦力可能不變7．小球a．b分別通過長度相等的輕繩拴在O點(diǎn)，給a．b恰當(dāng)速度，使兩小球分別在不同水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，與豎直方向夾角為60°，與豎直方向夾角為30°，則a做圓周運(yùn)動的周期與b做圓周運(yùn)動的周期之比為（）A． B． C． D．8．“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會交替出現(xiàn)。拉動多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50r/s，此時紐扣上距離中心1cm處的點(diǎn)向心加速度大小約為（）A.10m/s2 B.100m/s2 C.1000m/s2 D.10000m/s29．如圖所示，a．b兩物體放在圓盤上，其質(zhì)量之比是1：2，a．b兩物體到圓心的距離之比是2：3，圓盤繞圓心做勻速圓周運(yùn)動，兩物體相對圓盤靜止，a．b兩物體受到的靜摩擦力之比是（）A．1：1 B．1：3 C．2：3 D．9：410．如圖所示，質(zhì)量為m的小環(huán)套在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑大圓環(huán)軌道上做圓周運(yùn)動。小環(huán)經(jīng)過大圓環(huán)最高點(diǎn)時，下列說法錯誤的是（）A．小環(huán)對大圓環(huán)的壓力可以等于mgB．小環(huán)對大圓環(huán)的拉力可以等于mgC．小環(huán)的線速度大小不可能小于D．小環(huán)的向心加速度可以等于g11．如圖所示，一質(zhì)量為m的人在水平路面上騎著質(zhì)量為M的自行車，在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動。由于圓周運(yùn)動的半徑R較大，人和車都可以視為質(zhì)點(diǎn)，自行車的線速度大小為v，重力加速度大小為g，則自行車對人的作用力大小為（）A． B．C． D．12．小明同學(xué)放假回到家里，給他3歲的妹妹帶了一塊巧克力，不過他并沒有直接給她，而是將巧克力放在伸開的手掌里在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，叫妹妹去抓，將其簡化為如圖所示的模型，下方方塊為手掌，上方方塊為巧克力，則手掌在abcd四個位置時（ab與圓心O在同一水平線上，cd與圓心O在同一豎直平線上），下列說法正確的是（）A．在a位置時，巧克力對手掌的壓力大于巧克力的重力B．在b位置時，巧克力靠靜摩擦力提供向心力C．在c位置時，巧克力靠靜摩擦力提供向心力D．在d位置時，巧克力處于失重狀態(tài)13．在醫(yī)學(xué)研究中，常常用超速離心機(jī)分離血液中的蛋白。如圖所示，用極高的角速度旋轉(zhuǎn)封閉的玻璃管一段時間后，管中的蛋白會按照不同的屬性而相互分離．分層，且密度大的出現(xiàn)在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的管底部。已知玻璃管繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時，管中兩種不同的蛋白P．Q相對于轉(zhuǎn)軸的距離分別為r和2r，則（）A．蛋白P受到的力有重力浮力和向心力B．蛋白P和蛋白Q的角速度之比為1：2C．蛋白P和蛋白Q的向心加速度之比為1：2D．蛋白P和蛋白Q的向心力之比為1：214．如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球在細(xì)線的拉力作用下，以速度v做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動。小球所受向心力的大小為（）A. B. C.mυ2r D.mυr15．C919中型客機(jī)全稱COMACC919，是我國首款按照最新國際適航標(biāo)準(zhǔn)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的干線民用飛機(jī)，由中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司研制，當(dāng)前己有6架C919飛機(jī)完成取證試飛工作，預(yù)計(jì)2021年正式投入運(yùn)營。如圖所示的是C919客機(jī)在無風(fēng)條件下，飛機(jī)以一定速率v在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎，如果機(jī)艙內(nèi)儀表顯示機(jī)身與水平面的夾角為，轉(zhuǎn)彎半徑為r，那么下列的關(guān)系式中正確的是（）

A． B． C． D．

參考答案與試題解析1．【答案】C【解析】A．A．B兩個座椅具有相同的角速度，根據(jù)題圖及公式可知，A的運(yùn)動半徑小，A的線速度就小，故A錯誤；B．任一座椅，受力如圖所示由纜繩的拉力與座椅的重力的合力提供向心力，則得A的半徑r較小，A．B的角速度ω相等，可知懸掛A的纜繩與豎直方向夾角較小，故B錯誤；C．由圖可知懸掛A的纜繩與豎直方向夾角較小，拉力較小，故C正確；D．根據(jù)因?yàn)锳．B角速度相等，而A的運(yùn)動半徑小，則A的向心加速度較小，故D錯誤。故選C。2．【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．向心力是效果力，是由其他力提供的，不能說受到向心力的作用，故A錯誤；B．?dāng)[線對擺球的拉力的水平分力提供向心力，故B錯誤；C．對擺球，根據(jù)豎直方向平衡條件有水平方向有向心力大小為故C正確；D．根據(jù)解得故D錯誤。故選C。3．【答案】C【解析】以同學(xué)和秋千整體作為研究對象，整體受到豎直向下的重力以及豎直向上的繩子的拉力，令每根繩子的拉力為F，繩長為l，根據(jù)牛頓第二定律有解得故選C。4．【答案】D【解析】AB．對座椅受力分析，如圖y軸上有Fcosθ＝mg解得x軸上有Fsinθ＝mω2（r＋Lsinθ）得選項(xiàng)AB錯誤；C．因鋼繩拉力的豎直分量等于人的重力，則即使角速度足夠大，也不可以使鋼繩成水平拉直，選項(xiàng)C錯誤；D．根據(jù)以上分析可得兩邊可消掉m，即兩個體重不同的人，擺開的夾角θ一樣大，選項(xiàng)D正確。故選D。5．【答案】C【解析】【詳解】兩個球都做勻速圓周運(yùn)動，合力等于向心力F1-F2=mω2rF2=mω2（2r）解得F1=3/2F2故選C．6．【答案】A【解析】【分析】【詳解】ABC．汽車轉(zhuǎn)彎時靠靜摩擦力提供向心力，故A正確，BC錯誤；D．根據(jù)，知半徑不變，速度減小時，向心力減小，則汽車受到的靜摩擦力減小，故D錯誤。故選A。7．【答案】B【解析】對球受力分析如圖根據(jù)牛頓第二定律解得則故B正確，ACD錯誤。故選B。8．【答案】C【解析】【分析】【詳解】紐扣在轉(zhuǎn)動過程中由向心加速度故選C9．【答案】B【解析】兩個物體是同軸傳動，角速度相等，根據(jù)F=mrω2可知，向心力之比==對小物塊進(jìn)行受力分析可知a．b兩物體受到的靜摩擦力提供物體做圓周運(yùn)動的向心力，則a．b兩物體受到的靜摩擦力之比等于向心力之比。故選B。10．【答案】C【解析】AC．當(dāng)小環(huán)對大圓環(huán)的壓力等于mg時，對小環(huán)受力分析有解得A正確，不符合題意，C錯誤，符合題意；B．當(dāng)小環(huán)對大圓環(huán)的拉力等于mg時，對小環(huán)受力分析有B正確，不符合題意；D．當(dāng)小環(huán)與大環(huán)沒有相互作用力時，對小環(huán)受力分析有解得D正確，不符合題意。故選C。11．【答案】B【解析】人做勻速圓周運(yùn)動，則人的合外力提供向心力有設(shè)自行車對人的作用力大小為F，根據(jù)力的合成規(guī)律有聯(lián)立解得自行車對人的作用力大小為所以B正確；ACD錯誤；故選B。12．【答案】B【解析】A．在a位置時巧克力在豎直方向受力平衡，所以巧克力受到的支持力的大小等于巧克力的重力的大小，根據(jù)牛頓第三定律得到巧克力對手掌的壓力與巧克力受到的支持力大小相等，故A錯誤；B．在b位置時向心加速度方向水平向右，在水平方向只受靜摩擦力的作用，所以巧克力靠靜摩擦力提供向心力，故B正確；C．在c位置時，重力與支持力的合力提供向心力，巧克力不受靜摩擦力，故C錯誤；D．在d位置時由牛頓第二定律可得可得所以巧克力處于超重狀態(tài)，故D錯誤。故選B。13．【答案】C【解析】A．蛋白P受到的力有重力浮力和水平方向的壓力。A錯誤；