第二學(xué)期高一物理2人教版（2019） 6 2 向心力 課時(shí)作業(yè)

6.2向心力一、單選題1．如圖所示，在光滑的水平面上有兩個(gè)質(zhì)量相同的球A和球B，A、B之間以及B球與固定點(diǎn)O之間分別用兩段輕繩相連，以相同的角速度繞著O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如果，兩段繩子拉力之比TAB∶TOB為（）A．2∶3 B．2∶5 C．3∶5 D．1∶52．質(zhì)量為的小球在豎直面內(nèi)做半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為，此時(shí)小球的向心力為（）A． B． C． D．3．如圖所示，M能在水平光滑桿上自由滑動(dòng)，滑桿連架裝在轉(zhuǎn)盤上．M用繩跨過(guò)在圓心處的光滑滑輪與另一質(zhì)量為m的物體相連．當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，M離軸距離為r，且恰能保持穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速增至原來(lái)的2倍，調(diào)整r使之達(dá)到新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，則滑塊M()A．所受向心力變?yōu)樵瓉?lái)的4倍B．線速度變?yōu)樵瓉?lái)的C．半徑r變?yōu)樵瓉?lái)的D．M的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的4．如圖所示，把一個(gè)長(zhǎng)為20cm、勁度系數(shù)為360N/m的彈簧一端固定，作為圓心，彈簧的另一端連接一個(gè)質(zhì)量為0.50kg的小球，當(dāng)小球以轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)應(yīng)為（）

A．5.0cm B．5.3cm C．5.2cm D．5.4cm5．如圖所示，圖甲為“向心力演示器驗(yàn)證向心力公式”的實(shí)驗(yàn)示意圖，圖乙為俯視圖。圖中A、B槽分別與a、b輪同軸固定，且a、b輪半徑相同.讓a、b輪在皮帶傳動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，可以探究向心力大小與哪些因素有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是（）A．放大法 B．微元法C．控制變量法 D．理想模型法6．一質(zhì)量為m的物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，線速度的大小為v。則物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力大小為（）A． B． C． D．7．如圖所示，半徑為r的圓筒，繞豎直中心軸OO′旋轉(zhuǎn)，小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦與動(dòng)摩擦相同現(xiàn)要使a不下落，則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω至少為()A． B． C． D．8．如圖所示，輕桿的一端拴一小球，另一端與豎直桿鉸接。當(dāng)豎直桿以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輕桿與豎直桿之間的張角為。下列圖像中能正確表示角速度與張角關(guān)系的是（

）A． B．C． D．二、多選題9．下列哪個(gè)物理量為標(biāo)量（）A．線速度 B．角速度 C．周期 D．向心力10．下列關(guān)于向心力的說(shuō)法中正確的是（）A．物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了一個(gè)向心力B．向心力不改變圓周運(yùn)動(dòng)中物體線速度的大小C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力即為其所受的合外力D．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受各力的合力一定充當(dāng)向心力11．如圖所示，地球繞與赤道面垂直的地軸由西向東勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，O為地心。A點(diǎn)和C點(diǎn)位于赤道上，B點(diǎn)與C點(diǎn)位于同一條經(jīng)線上。以地心O為參考系，記A、B、C三點(diǎn)的線速度大小分別為vA、vB和vC，向心加速度大小分別為aA、aB和aC，繞地軸轉(zhuǎn)動(dòng)的周期分別為TA、TB和TC，下列說(shuō)法正確的是（）A．vA＝vC＞vB B．TA＝TB＞TCC．a(chǎn)A＝aC＞aB D．a(chǎn)A、aB和aC的方向均始終指向地心O12．在地球上空的空間站中，宇航員長(zhǎng)期處于失重狀態(tài)。為緩解這種狀態(tài)帶來(lái)的不適，科學(xué)家設(shè)想建造一種環(huán)形空間站，如圖所示，圓環(huán)繞中心軸勻速旋轉(zhuǎn)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度大小為g，圓環(huán)中心軸到旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)側(cè)壁的距離為圓環(huán)的半徑r，宇航員可視為質(zhì)點(diǎn)，那么在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列分析正確的是（）A．宇航員在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁上隨著旋轉(zhuǎn)艙做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為C．旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的周期大小為D．航天員在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的慣性消失，慣性大小與在地球上明顯不同了三、解答題13．如圖所示，質(zhì)量為1kg的小球用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，將小球拉離豎直位置釋放后，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度為2m/s，已知球心到懸點(diǎn)的距離為1m，重力加速度g＝10m/s2，求小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩的拉力的大小。14．如圖所示，在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤盤面上，離軸心處放置一小物塊，其質(zhì)量為，物塊與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度時(shí)，物塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度。求：（1）物塊的線速度大??；（2）物塊的向心加速度大小。15．如圖所示，兩小球P、Q用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連接，分別穿在水平粗糙細(xì)桿和豎直光滑細(xì)桿上，球P的質(zhì)量為m=0.1kg，球Q的質(zhì)量為M=0.3kg，兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)。當(dāng)整個(gè)裝置以豎直桿為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩金屬球始終與桿在圖示位置保持相對(duì)靜止，已知球P與豎直桿之間距離為L(zhǎng)1=0.75m，細(xì)線長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1.25m，球P與水平桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求ω的取值范圍。參考答案：1．C【詳解】設(shè)兩個(gè)小球質(zhì)量均為m，角速度均為ω，對(duì)A、B分別應(yīng)用牛頓第二定律有①②聯(lián)立①②解得TAB∶TOB=3∶5故選C。2．B【詳解】由題意，根據(jù)合力提供小車所需向心力，由牛頓第二定律有故選B。3．B【詳解】轉(zhuǎn)速增加，再次穩(wěn)定時(shí)，M做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m的重力，所以向心力不變．故A錯(cuò)誤．轉(zhuǎn)速增至原來(lái)的2倍，則角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，根據(jù)F=mrω2，向心力不變，則r變?yōu)樵瓉?lái)的．根據(jù)v=rω，線速度變?yōu)樵瓉?lái)的，故B正確，CD錯(cuò)誤；故選B．4．A【詳解】根據(jù)題意可知設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則彈簧形變量為球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)需要的向心力由彈簧的彈力提供，有代入數(shù)據(jù)得解得L=0.25m所以彈簧的伸長(zhǎng)應(yīng)量為25cm－20cm＝5cm故選A。5．C【詳解】該實(shí)驗(yàn)要探究向心力與質(zhì)量、角速度和半徑的關(guān)系，則采用的方法是控制變量法。故選C。6．A【詳解】根據(jù)向心力的公式得故選A。7．C【詳解】要使A不下落，則小物塊在豎直方向上受力平衡，有：f=mg，當(dāng)摩擦力正好等于最大摩擦力時(shí)，圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω取最小值，筒壁對(duì)物體的支持力提供向心力，根據(jù)向心力公式得：N=mω2r，而f=μN(yùn)，聯(lián)立以上三式解得：，故C正確．故選C．【點(diǎn)睛】物體在圓筒內(nèi)壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力是由筒壁對(duì)物體的支持力提供的．而物體放在圓盤上隨著圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)的向心力是由圓盤的靜摩擦力提供的．8．D【詳解】小球受到重力mg和輕桿的拉力T的共同作用，將拉力進(jìn)行分解，由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知小球在水平方向上，有式中l(wèi)為桿的長(zhǎng)度，在豎直方向上，有聯(lián)立解得故選D。9．BC【詳解】BC．只有大小，沒(méi)有方向的物理量是標(biāo)量，如路程、角速度、質(zhì)量、周期等都是標(biāo)量，B、C均為標(biāo)量，BC正確；AD．既有大小又有方向，相加時(shí)遵循平行四邊形定則的物理量是矢量，如線速度、力、速度、加速度、位移、動(dòng)量等都是矢量，AD錯(cuò)誤。故選BC。10．BC【詳解】A．物體做圓周運(yùn)動(dòng)就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是物體本身產(chǎn)生的，故A錯(cuò)誤；B．向心力總是與速度方向垂直，不做功、不能改變速度的大小，但改變速度的方向，故B正確；C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體向心力是以效果命名的，是由物體所受合外力提供的，故C正確；D．在非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，其向心力是由合外力指向圓心的分力提供的，故D錯(cuò)誤。故選BC。11．AC【詳解】A．ABC三點(diǎn)均隨地球繞地軸轉(zhuǎn)動(dòng)，屬于同軸傳動(dòng)，則角速度相同，根據(jù)可知vA＝vC＞vB故A正確；B．根據(jù)可知，周期相同，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知aA＝aC＞aB故C正確；D．向心加速度指向軌跡圓心，故AC向心加速度指向地心，B向心加速度不指向地心，故D錯(cuò)誤。故選AC。12．AB【詳解】A．由題意可知宇航員在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁上隨著旋轉(zhuǎn)艙做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A正確；B．為了使航天員受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力，設(shè)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為ω，根據(jù)牛頓第二定律有解得故B正確；C．旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的周期大小為故C錯(cuò)誤；D．航天員的慣性與航天員的質(zhì)量有關(guān)，與所處位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以航天員在空間站內(nèi)的慣性大小與他在地球上相同，故D錯(cuò)誤。故選AB。13．14N【詳解】小球在最低點(diǎn)時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力mg和繩的拉力FT提供（如圖所示），則解得小球?qū)K的拉力與繩對(duì)小球的拉力是一對(duì)作用力和反作用力，所以小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩的拉力大小為14N。14．（1）；（2）【詳解】（1）物塊的線速度大?。?）