高中物理2課時訓練6向心力 含解析

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精課時訓練6向心力題組一對向心力的理解1。關于向心力的說法中正確的是（）A。物體由于做圓周運動而產(chǎn)生向心力B。向心力不改變做圓周運動物體的速度的大小C。做勻速圓周運動的物體其向心力是不變的D.做圓周運動的物體所受各力的合力一定是向心力解析：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，因為有向心力,物體才做圓周運動,而不是因為做圓周運動才產(chǎn)生向心力，故A選項錯；向心力只改變物體速度的方向,不改變速度的大小，故B選項對;物體做勻速圓周運動的向心力方向永遠指向圓心,其大小不變,方向時刻改變，故C選項錯;只有勻速圓周運動中,合外力提供向心力，而非勻速圓周運動中向心力并非物體受的合外力，故D選項錯。答案：B2。在水平面上，小猴拉著小滑塊做勻速圓周運動,O點為圓心,能正確地表示小滑塊受到的牽引力及摩擦力Ff的圖是(）解析:滑動摩擦力的方向與相對運動的方向相反,故滑動摩擦力的方向沿圓周的切線方向，B、D錯誤；小滑塊做勻速圓周運動，其合外力提供向心力,故A正確,C錯誤。答案:A3。如圖所示,物塊在水平圓盤上，與圓盤一起繞固定軸勻速轉動，下列說法中正確的是(）A。物塊處于平衡狀態(tài)B。物塊受三個力作用C.在角速度一定時，物塊到轉軸的距離越遠，物塊越不容易脫離圓盤D.在物塊到轉軸距離一定時,物塊運動周期越小,越不容易脫離圓盤解析:對物塊進行受力分析可知,物塊受豎直向下的重力、垂直圓盤向上的支持力及指向圓心的摩擦力共三個力作用，合力提供向心力，A錯誤,B正確。根據(jù)向心力公式F=mrω2可知，當ω一定時，半徑越大，所需的向心力越大,物塊越容易脫離圓盤;根據(jù)向心力公式F=mr可知,當物塊到轉軸距離一定時，周期越小,所需向心力越大，物塊越容易脫離圓盤，C、D錯誤。答案:B題組二有關向心力的分析和計算4。汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等,以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運動,甲車在乙車的外側.兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙，以下說法正確的是(）A.Ff甲小于Ff乙B.Ff甲等于Ff乙C。Ff甲大于Ff乙D。Ff甲和Ff乙大小均與汽車速率無關解析:兩車做圓周運動的向心力均由摩擦力提供,由于甲車在乙車外側，故r甲>r乙,而兩者質(zhì)量和速率均相等，據(jù)Ff=m可得選項A正確。答案：A5.甲、乙兩個物體都做勻速圓周運動，其質(zhì)量之比為1∶2，轉動半徑之比為1∶2,在相同的時間里甲轉過60°,乙轉過45°,則它們的向心力之比為(）A。1∶4 B.2∶3C.4∶9 D。9∶16解析：由勻速圓周運動的向心力公式得Fn=mω2R=mR,所以。答案：C6.如圖所示,小物塊從半球形碗邊的a點下滑到b點,碗內(nèi)壁粗糙。物塊下滑過程中速率不變,下列說法中正確的是（）A。物塊下滑過程中,所受的合力為0B。物塊下滑過程中，所受的合力越來越大C.物塊下滑過程中,加速度的大小不變,方向時刻在變D.物塊下滑過程中，摩擦力大小不變解析:由題意知小物塊做勻速圓周運動，合力大小不變，方向時刻改變，總是沿半徑方向指向圓心,故A、B錯，C對。在滑塊下滑過程中滑塊對碗內(nèi)壁的壓力大小是時刻改變的，則摩擦力大小也是改變的,故D錯。答案:C7。(多選）圖為滑道壓力測試的示意圖,光滑圓弧軌道與光滑斜面相切,滑道底部B處安裝一個壓力傳感器,其示數(shù)FN表示該處所受壓力的大小.某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑,通過B時,下列表述正確的有（）A.FN小于滑塊重力 B。FN大于滑塊重力C.FN越大表明h越大 D。FN越大表明h越小解析：在B處由牛頓第二定律得FN—G=m,FN=G+m，可見FN〉G,由機械能守恒定律得mgh=mv2,解得v=,h越大滑塊到達B點的速度v越大，F(xiàn)N越大,選項B、C正確.答案：BC8.如圖所示，已知繩長L=20cm,水平桿長L’=0。1m，小球質(zhì)量m=0。3kg,整個裝置可繞豎直軸轉動，問：（1)要使繩子與豎直方向成45°角，該裝置必須以多大的角速度轉動才行?(2)此時繩子的張力為多大？（g取10m/s2)解析：小球繞桿做圓周運動,其軌道平面在水平面內(nèi)，繩的拉力與重力的合力提供小球做圓周運動的向心力.小球受力如圖所示,則在豎直方向上:Fcosθ=mg水平方向上：Fsinθ=mrω2r=L’+Lsinθ聯(lián)立以上三式，將數(shù)值代入可得ω=6。4rad/sF==4.24N。答案:(1）6。4rad/s(2）4。24N（建議用時：30分鐘)1。如圖所示,一只老鷹在水平面內(nèi)盤旋做勻速圓周運動,則關于老鷹受力的說法正確的是()A.老鷹受重力、空氣對它的作用力和向心力的作用B。老鷹受重力和空氣對它的作用力C.老鷹受重力和向心力的作用D。老鷹受空氣對它的作用力和向心力的作用解析:老鷹在空中做圓周運動,受重力和空氣對它的作用力兩個力的作用，兩個力的合力充當它做圓周運動的向心力。但不能說老鷹受重力、空氣對它的作用力和向心力三個力的作用.選項B正確。答案:B2。如圖所示，輕質(zhì)且不可伸長的細繩一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在天花板上的O點。則小球在豎直平面內(nèi)擺動的過程中，以下說法正確的是 ()A.小球在擺動過程中受到的外力的合力即為向心力B。在最高點A、B,因小球的速度為0，所以小球受到的合外力為0C.小球在最低點C所受的合外力,即為向心力D.小球在擺動過程中使其速率發(fā)生變化的力為繩子的拉力解析：小球以懸點O為圓心做變速圓周運動,在擺動過程中,其所受外力的合力并不一定指向圓心。沿半徑方向的合力提供向心力，重力沿圓弧切向的分力提供切向加速度，改變小球運動速度的大小。在A、B兩點,小球的速度雖然為零,但有切向加速度，故其所受合力不為零;在最低點C,小球只受重力和繩的拉力,其合力提供向心力。由以上分析可知,選項C正確。答案:C3.半徑為r的圓筒繞豎直中心軸OO’轉動時,小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒間的動摩擦因數(shù)為μ（可認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）,現(xiàn)在使a不下落，則圓筒轉動的角速度ω至少為（）A。 B.C。 D。解析:本題的關鍵是彈力提供向心力,設圓筒轉動的角速度為ω時,其內(nèi)壁對a的彈力為FN，要使物體a不下落,應滿足μFN≥mg。又物體在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則FN=mrω2，聯(lián)立解得ω≥。答案:D4.如圖所示,天車下吊著兩個質(zhì)量都是m的工件A和B，系A的吊繩較短，系B的吊繩較長.若天車運動到P處突然停止，則兩吊繩所受的拉力FA和FB的大小關系為（)A.FA>FB B。FA〈FBC.FA=FB=mg D.FA=FB>mg解析：設天車原來的速度大小為v，天車突然停止運動，A、B工件都處于圓周運動的最低點,線速度均為v。由于F—mg=m，故拉力F=mg+m，又由于rA〈rB,所以FA>FB，A正確。答案:A5.質(zhì)量為m的飛機,以速度v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動,空氣對飛機作用力的大小等于（）A。m B.mC.m D。mg解析:首先對飛機在水平面內(nèi)的受力情況進行分析,其受力情況如圖所示，飛機受到重力mg、空氣對飛機的作用力為F,兩力的合力為F向，方向沿水平方向指向圓心。由題意可知,重力mg與F向垂直，故F=,又F向=m，代入上式,得F=m,故正確選項為A.答案：A6。(多選)如圖所示,在雙人花樣滑冰運動中，有時會看到被男運動員拉著的女運動員離開地面在空中做圓錐擺運動的精彩場面，目測體重為G的女運動員做圓錐擺運動時和水平冰面的夾角約為30°,重力加速度為g,估算該女運動員（）A。受到的拉力為G B.受到的拉力為2GC。向心加速度為g D.向心加速度為2g解析：設女運動員受到的拉力大小為F，分析女運動員受力情況可知Fsin30°=G,Fcos30°=ma向，可得F=2G，a向=g，故B、C正確.答案:BC7。質(zhì)量不計的輕質(zhì)彈性桿P插在桌面上，桿端套有一個質(zhì)量為m的小球,今使小球沿水平方向做半徑為R的勻速圓周運動，角速度為ω，如圖所示,則桿的上端受到的作用力大小為（）A。mω2R B.C。 D。不能確定解析:小球在重力和桿的作用力下做勻速圓周運動.這兩個力的合力充當向心力必指向圓心,如圖所示.用力的合成法可得桿的作用力F=,根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)U的上端的反作用力F’=F，C正確.答案:C8.(多選）一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線是豎直的，圓錐固定，有質(zhì)量相同的兩個小球A和B貼著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,如圖所示,A的運動半徑較大,則(）A.A球的角速度必小于B球的角速度B。A球的線速度必小于B球的線速度C。A球運動的周期必大于B球運動的周期D.A球?qū)ν脖诘膲毫Ρ卮笥贐球?qū)ν脖诘膲毫馕?兩球均貼著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，它們均受到重力和筒壁對它們的彈力作用，這兩個力的合力提供向心力，如圖所示，可知筒壁對小球的彈力FN=,而重力和彈力的合力為F合=mgcotθ,由牛頓第二定律可得mgcotθ=mω2R=所以ω= ①v= ②T=2π ③FN= ④由于A球運動的半徑大于B球運動的半徑，由①式可知A球的角速度必小于B球的角速度;由②式可知A球的線速度必大于B球的線速度；由③式可知A球的運動周期必大于B球的運動周期；由④式可知A球?qū)ν脖诘膲毫σ欢ǖ扔贐球?qū)ν脖诘膲毫?所以選項A、C正確。答案:AC9.如圖所示,旋轉木馬被水平杠桿拴住，繞轉臺的中心軸做勻速圓周運動。若相對兩個木馬間的桿長為6m,木馬的質(zhì)量為30kg，騎木馬的兒童質(zhì)量為40kg,當木馬旋轉的速度為6m/s時，試問：(1)此時木馬和兒童的向心力由哪個物體提供?(2)此時兒童受到的向心力是多大？解析：(1）木馬受騎在木馬上的兒童對它的壓力、重力和杠桿對它的作用力做勻速圓周運動。木馬受到的向心力由杠桿提供；兒童受到木馬對他的作用力和重力作用，向心力由木馬提供.(2)兒童所受向心力由木馬提供且指向圓心，由Fn=m得Fn=40×N=480N.答案：（1)杠桿木馬(2)480N10。如圖所示，水平轉盤上放有質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點）,連接物體和轉軸的繩子長為r，物體與轉盤間的最大靜摩擦力是其壓力的μ倍，轉盤的角速度由零逐漸增大,求：(1)繩子對物體的拉力為零時的最大角速度;(2)當角速度為時，繩子對物體拉力的大小。解析：（