2022-2022學(xué)年新教材高中物理課時(shí)作業(yè)五向心力新人教版必修第二冊(cè)

PAGE4-課時(shí)作業(yè)(五)向心力A組：根底落實(shí)練1．如下圖，小物塊從半球形碗邊的a點(diǎn)下滑到b點(diǎn)，碗內(nèi)壁粗糙．物塊下滑過(guò)程中速率不變，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．物塊下滑過(guò)程中，所受的合力為0B．物塊下滑過(guò)程中，所受的合力越來(lái)越大C．物塊下滑過(guò)程中，加速度的大小不變，方向時(shí)刻在變D．物塊下滑過(guò)程中，摩擦力大小不變解析：由題意知小物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力大小不變，方向時(shí)刻改變，總是沿半徑方向指向圓心．答案：C2．一只小狗拉著雪橇在水平冰面上沿著圓弧形的道路勻速行駛，如下圖為雪橇所受的牽引力F及摩擦力Ff的示意圖，其中正確的選項(xiàng)是()解析：雪橇運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，即與圓弧相切，又因?yàn)檠┣磷鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)時(shí)合力充當(dāng)向心力，牽引力與摩擦力的合力方向必然指向圓心，綜上可知，A、B、D錯(cuò)誤，C正確．答案：C3．(多項(xiàng)選擇)一質(zhì)點(diǎn)沿螺旋線自外向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，如下圖，其走過(guò)的弧長(zhǎng)s與時(shí)間t成正比．那么關(guān)于該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度越來(lái)越大B．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的向心力越來(lái)越大C．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度越來(lái)越大D．質(zhì)點(diǎn)所受的合外力不變解析：質(zhì)點(diǎn)沿螺旋線自外向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)軌跡半徑R不斷減小，根據(jù)其走過(guò)的弧長(zhǎng)s與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t成正比，由v＝eq\f(s,t)可知，線速度大小不變，故A錯(cuò)誤；根據(jù)F向＝meq\f(v2,R)，可知v不變，R減小時(shí)，F(xiàn)向增大，故B正確；根據(jù)ω＝eq\f(v,R)可知，v不變，R減小時(shí)，ω增大，故C正確；根據(jù)F合＝ma可知，質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量不變，a增大，F(xiàn)合增大，故D錯(cuò)誤．答案：BC4．如下圖，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eq\f(360,π)r/min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．5.2cmB．5.3cmC．5.0cmD．5.4cm解析：小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝2nπ＝(2×eq\f(6,π)×π)rad/s＝12rad/s，由向心力公式得kx＝mω2(x0＋x)，解得x＝eq\f(mω2x0,k－mω2)＝eq\f(0.5×122×0.2,360－0.5×122)m＝0.05m＝5.0cm.答案：C5．如下圖，質(zhì)量相等的A、B兩物體緊貼在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒的豎直內(nèi)壁上，隨圓筒一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么以下關(guān)系中正確的有()A．線速度vA>vBB．運(yùn)動(dòng)周期TA>TBC．它們受到的摩擦力FfA>FfBD．筒壁對(duì)它們的彈力FNA>FNB解析：因?yàn)閮晌矬w做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等，又rA>rB，所以vA＝rAω>vB＝rBω，選項(xiàng)A正確；因?yàn)棣叵嗟?，所以周期T相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因豎直方向物體受力平衡，有Ff＝mg，故FfA＝FfB，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；筒壁對(duì)物體的彈力提供向心力，所以FNA＝mrAω2>FNB＝mrBω2，選項(xiàng)D正確．答案：ADB組：能力提升練6．如下圖，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上，有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)．當(dāng)圓筒的角速度增大以后，物體仍然隨圓筒一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．物體所受彈力增大，摩擦力也增大了B．物體所受彈力增大，摩擦力減小了C．物體所受彈力和摩擦力都減小了D．物體所受彈力增大，摩擦力不變解析：物體隨圓筒一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受到三個(gè)力的作用：重力G、筒壁對(duì)它的彈力FN和筒壁對(duì)它的摩擦力Ff(如下圖)．其中G和Ff是一對(duì)平衡力，筒壁對(duì)它的彈力FN提供它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．當(dāng)圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不管其角速度多大，只要物體隨圓筒一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)，那么物體所受的摩擦力Ff大小等于其重力．而根據(jù)向心力公式FN＝mω2r可知，當(dāng)角速度ω變大時(shí)，F(xiàn)N也變大，故D正確．答案：D7．[2022·河北邢臺(tái)檢測(cè)]圖甲是HelloKitty主題公園中的蘋(píng)果樹(shù)飛椅，其示意圖如圖乙所示．鋼繩一端系著座椅，另一端固定在上面的轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤可繞穿過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，質(zhì)量相等的A、B座椅與豎直方向的夾角分別為θ與α，A、B恰好在同一水平面上，不計(jì)鋼繩所受的重力，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．θ>αB．鋼繩對(duì)A座椅的拉力小于鋼繩對(duì)B座椅的拉力C．A座椅的線速度大于B座椅的線速度D．A座椅的角速度大于B座椅的角速度解析：A、B轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，但半徑不同，重力和鋼繩的拉力的合力提供向心力，那么對(duì)A分析有mgtanθ＝mω2r，解得tanθ＝eq\f(rω2,g)，由于B轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑較大，那么α>θ，故A、D錯(cuò)誤；根據(jù)平行四邊形定那么知，鋼繩的拉力F＝eq\f(mg,cosθ)，由于θ<α，那么鋼繩對(duì)A座椅的拉力小于鋼繩對(duì)B座椅的拉力，故B正確．A、B的角速度相等，A轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑小于B轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑，那么A座椅的線速度小于B座椅的線速度，故C錯(cuò)誤．答案：B8．如下圖，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2.5m的輕繩兩端分別固定在一根豎直棒上的A、B兩點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m＝0.6kg的光滑小圓環(huán)C套在繩子上，當(dāng)豎直棒以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓環(huán)C以B為圓心在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，(θ＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)那么：(1)此時(shí)輕繩上的拉力大小等于多少？(2)豎直棒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多大？解析：(1)環(huán)受力如下圖．圓環(huán)在豎直方向所受合外力為零，即Fsinθ＝mg所以F＝eq\f(mg,sinθ)＝10N，即繩子的拉力為10N.(2)圓環(huán)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于圓環(huán)光滑，所以圓環(huán)兩端繩的拉力大小相等．BC段繩