【金榜名師】2014-2021學(xué)年高中物理人教必修二-課時提升作業(yè)(五)-5.6第五章-曲線運動

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時提升作業(yè)(五)向心力一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標(biāo)出)1.(2022·凱里高一檢測)對于做勻速圓周運動的物體,以下說法正確的是()A.速度不變B.受到平衡力作用C.除受到重力、彈力、摩擦力之外,還受到向心力的作用D.所受合力大小不變,方向始終與線速度垂直并指向圓心【解析】選D。做勻速圓周運動的物體速度方向不斷變化,A錯誤。又由于做勻速圓周運動的物體具有向心加速度,所以所受合力不為零,B錯誤。向心力是效果力,受力分析時不考慮,C錯誤。做勻速圓周運動的物體,合力充當(dāng)向心力,所以其大小不變,方向始終與線速度垂直并指向圓心,D正確。2.如圖所示,一只老鷹在水平面內(nèi)回旋做勻速圓周運動,則關(guān)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】選B。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(dāng)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。3.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(cè)。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(guān)【解析】選A。兩車做圓周運動的向心力均由摩擦力供應(yīng),由于甲車在乙車外側(cè),故r甲>r乙,而兩者質(zhì)量和速率均相等,據(jù)Ff=mQUOTE可得選項A正確。4.(2022·西寧高一檢測)甲、乙兩個物體都做勻速圓周運動,其質(zhì)量之比為1∶2,轉(zhuǎn)動半徑之比為1∶2,在相同的時間里甲轉(zhuǎn)過60°,乙轉(zhuǎn)過45°,則它們的向心力之比為()A.1∶4B.2∶3C.4∶9D.9∶16【解析】選C。由勻速圓周運動的向心力公式得,Fn=mω2R=m(QUOTE)2R,所以QUOTE=QUOTE。5.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(chǔ)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(guān)系為()A.FA>FB B.FA<FBC.FA=FB=mg D.FA=FB>mg【解題指南】解答本題應(yīng)留意以下兩點:(1)天車突然停止時,A、B兩工件開頭做圓周運動。(2)吊繩的拉力和重力的合力供應(yīng)向心力?！窘馕觥窟xA。設(shè)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=mQUOTE,故拉力F=mg+mQUOTE,又由于rA<rB,所以FA>FB,A正確。二、非選擇題(15分)6.(2022·成都高一檢測)有一種叫“飛椅”的游樂項目,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。不計鋼繩的重力,求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω與夾角θ的關(guān)系。【解析】對座椅受力分析,如圖所示y軸上,Fcosθ=mgx軸上,Fsinθ=mω2(r+Lsinθ)則由以上兩式得tanθ=QUOTE因此ω=QUOTE答案:ω=QUOTE【總結(jié)提升】處理勻速圓周運動問題的基本原則(1)明白向心力的來源,即什么力來供應(yīng)向心力,大小等于多少;(2)精確?????確定圓周運動的圓心位置、半徑大小;(3)熟記向心力公式的各種表達式,在不同的狀況下選用不同的表達式解題。【變式訓(xùn)練】一位鏈球運動員在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量為4kg的鏈球,鏈球每1s轉(zhuǎn)一圈,轉(zhuǎn)動半徑為1.5m,求:(1)鏈球的線速度;(2)鏈球做圓周運動需要的向心力?！窘馕觥?1)鏈球的角速度ω=QUOTE,故線速度v=rω=QUOTE=3πm/s=9.42m/s(2)依據(jù)向心力公式F=QUOTE可得F=QUOTEN=236.6N答案:(1)9.42m/s(2)236.6N一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號后標(biāo)出)1.(2022·崇文高一檢測)關(guān)于向心力的說法中錯誤的是()A.向心力總是沿半徑指向圓心,且大小不變,向心力是一個恒力B.向心力是沿著半徑指向圓心方向的合力,是依據(jù)力的作用效果命名的C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力,也可以是其中某個力的分力D.向心力只轉(zhuǎn)變物體線速度的方向,不行能轉(zhuǎn)變物體線速度的大小【解析】選A。向心力是依據(jù)力的作用效果命名的,可以是某個力或幾個力的合力,也可以是某個力的分力,B、C正確;向心力跟線速度方向垂直,只轉(zhuǎn)變線速度的方向,不行能轉(zhuǎn)變線速度的大小,D正確;向心力是變力,A錯誤。2.(2021·上海高考)秋千的吊繩有些磨損。在搖擺過程中,吊繩最簡潔斷裂的時候是秋千()A.在下擺過程中 B.在上擺過程中C.擺到最高點時 D.擺到最低點時【解題指南】解答本題時應(yīng)留意理解以下兩點:(1)重力和吊繩的拉力供應(yīng)向心力;(2)拉力最大時,吊繩最簡潔斷裂。【解析】選D。當(dāng)秋千擺到最低點時速度最大,由F-mg=m知,吊繩中拉力F最大,吊繩最簡潔斷裂,選項D正確。3.(2022·徐州高一檢測)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與水平冰面的夾角約為30°,重力加速度為g,估算知該女運動員()A.受到的拉力為G B.受到的拉力為2GC.向心加速度為3g D.向心加速度為2g【解析】選B。如圖所示,F1=Fcos30°,F2=Fsin30°,F2=G,F1=ma,所以a=QUOTEg,F=2G。選項B正確。4.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.QUOTEC.QUOTE D.不能確定【解析】選C。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(dāng)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=QUOTE=QUOTE,依據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)U的上端的反作用力F'=F,C正確。二、非選擇題(本題共2小題,共22分)5.(10分)如圖所示,旋轉(zhuǎn)木馬被水平杠桿拴住,繞轉(zhuǎn)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(dāng)木馬旋轉(zhuǎn)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供應(yīng)?(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供應(yīng);兒童受到木馬對他的作用力和重力作用,向心力由木馬供應(yīng)。(2)兒童所受向心力由木馬供應(yīng)且指向圓心,由Fn=mQUOTE,得Fn=40×QUOTEN=480N答案:(1)杠桿木馬(2)480N6.(12分)如圖所示,兩根長度相同的輕繩,連接著相同的兩個小球,讓它們穿過光滑的桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,其中O為圓心,兩段細(xì)繩在同始終線上,此時,兩段繩子受到的拉力之比為多少?【解析】設(shè)每段繩子長為l,對球2有F2=2mlω2對球1有:F1-F2=ml