【優(yōu)化方案】2020-2021學年高一物理(人教版必修2)第五章第六節(jié)課時作業(yè)-含答案

一、單項選擇題1．(2022·汕尾高一檢測)如圖所示，有一貼著圓錐面做勻速圓周運動的光滑小球，那么，它()A．確定受到重力、彈力、細線拉力三個力的作用B．確定受到重力、彈力、細線拉力和向心力四個力的作用C．可能受到重力、細線拉力和向心力三個力的作用D．可能受到重力、細線拉力兩個力的作用解析：選D.小球繞圓錐轉速較小時，小球受重力、彈力和細線拉力三個力，轉速較大時，小球會離開圓錐表面，此時小球只受重力和拉力兩個力，A錯，D對；向心力是效果力，由其他力或其他力的合力(分力)供應，實際物體不單獨受向心力，B、C錯．2．甲、乙兩個物體都做勻速圓周運動，其質量之比為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：選C.由勻速圓周運動的向心力公式得，Fn＝mRω2＝mReq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(θ,t)))2，所以eq\f(F甲,F乙)＝eq\f(4,9).3．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，估算知該女運動員()A．受到的拉力為eq\r(3)GB．受到的拉力為2GC．向心加速度為3gD．向心加速度為2g解析：選B.如圖所示，F1＝Fcos30°F2＝Fsin30°F2＝G，F1＝maa＝eq\r(3)g，F＝2G.4．(2021·高考上海卷)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．擺到最低點時解析：選D.當秋千擺到最低點時速度最大，由F－mg＝meq\f(v2,l)知，吊繩中拉力F最大，吊繩最簡潔斷裂，選項D正確．5．(2022·成都高一檢測)質量不計的輕質彈性桿P插在桌面上，桿端套有一個質量為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．mω2RB.eq\r(m2g2－m2ω4R2)C.eq\r(m2g2＋m2ω4R2)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向心力，如圖所示．用力的合成法可得桿對小球的作用力：F＝eq\r(mg2＋F\o\al(2,向))＝eq\r(m2g2＋m2ω4R2)，依據牛頓第三定律，小球對桿的上端的反作用力F′＝F，C正確．6．(2021·高考江蘇卷)如圖所示，“旋轉秋千”裝置中的兩個座椅A、B質量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉圓盤上．不考慮空氣阻力的影響，當旋轉圓盤繞豎直的中心軸勻速轉動時，下列說法正確的是()A．A的速度比B的大B．A與B的向心加速度大小相等C．懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等D．懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小解析：選D.當旋轉圓盤繞豎直的中心軸勻速轉動時，二者的角速度ω相等，由v＝ωr可知，A的速度比B的小，選項A錯誤．由a＝ω2r可知，選項B錯誤，由于二者加速度不相等，懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角不相等，選項C錯誤．懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小，選項D正確．二、多項選擇題7．關于向心力，以下說法正確的是()A．向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新力B．向心力就是做勻速圓周運動的物體所受的合外力C．向心力是線速度方向變化的緣由D．只要物體受到向心力的作用，物體就做勻速圓周運動解析：選BC.向心力是一種效果力，可以由重力、彈力、摩擦力等供應，不是一種新力，故A錯誤；做勻速圓周運動的物體，向心力就是它所受的合外力，故B正確；向心力指向圓心，與線速度垂直，轉變線速度的方向，故C正確；當向心力等于物體所受合外力時，物體才做勻速圓周運動，故D錯誤．8．A、B、C三個物體放在旋轉圓臺上，動摩擦因數均為μ，A的質量為2m，B、C質量均為m，A、B離軸為R，C離軸為2R，則當圓臺旋轉時(設A、B、C都沒有滑動，如圖所示)，則()A．C的向心加速度最大B．B受到的靜摩擦力最小C．當圓臺轉速增加時，C比A先滑動D．當圓臺轉速增加時，B比A先滑動解析：選ABC.三者角速度一樣，由a＝ω2r可知C物體的向心加速度最大，A正確；三物體都靠靜摩擦力供應向心力，由F＝mω2r可知A、B之間B物體向心力小，同時可知B、C之間還是B物體向心力小，因此B受靜摩擦力最小，B正確；當轉速增加時，A、C所需向心力同步增加，且保持相等，但因C的最大靜摩擦力小，C比A先滑動，C正確；當轉速增加時，A、B所需向心力也都增加，且保持2∶1關系，但因A、B最大靜摩擦力也滿足2∶1關系，因此A、B會同時滑動．☆9.(2022·鹽城中學高一月考)如圖所示，A、B兩個小球質量相等，用一根輕繩相連，另有一根輕繩的兩端分別連接O點和B點，讓兩個小球繞O點在光滑水平桌面上以相同的角速度做勻速圓周運動，若OB繩上的拉力為F1，AB繩上的拉力為F2，OB＝AB，則()A．A球所受向心力為F1，B球所受向心力為F2B．A球所受向心力為F2，B球所受向心力為F1C．A球所受向心力為F2，B球所受向心力為F1－F2D．F1∶F2＝3∶2解析：選CD.小球在光滑水平桌面上做勻速圓周運動，設角速度為ω，在豎直方向上所受重力與桌面支持力平衡，水平方向不受摩擦力，繩子的拉力供應向心力．由牛頓其次定律，對A球有F2＝mr2ω2，對B球有F1－F2＝mr1ω2，已知r2＝2r1，各式聯立解得F1＝eq\f(3,2)F2.故C、D正確，A、B錯誤．☆10.(2022·啟東中學高一檢測)如圖所示，A、B兩球穿過光滑水平桿，兩球間用一細繩連接，當該裝置繞豎直軸OO′勻速轉動時，兩球在桿上恰好不發(fā)生滑動，若兩球質量之比mA∶mB＝2∶1，那么關于A、B兩球的下列說法中正確的是()A．A、B兩球受到的向心力之比為2∶1B．A、B兩球角速度之比為1∶1C．A、B兩球運動半徑之比為1∶2D．A、B兩球向心加速度之比為1∶2解析：選BCD.兩球的向心力都由細繩拉力供應，大小相等，兩球都隨桿一起轉動，角速度相等，A錯誤，B正確．設兩球的運動半徑分別為rA、rB，轉動角速度為ω，則mArAω2＝mBrBω2，所以運動半徑之比為rA∶rB＝1∶2，C正確．由牛頓其次定律F＝ma可知aA∶aB＝1∶2，D正確．三、非選擇題11．(2022·成都高一檢測)一位鏈球運動員在水平面內旋轉質量為4kg的鏈球，鏈球每1s轉一圈，轉動半徑為1.5m，求：(1)鏈球的線速度；(2)鏈球做圓周運動需要的向心力．解析：(1)鏈球的角速度ω＝eq\f(2π,T)，故線速度v＝rω＝eq\f(2πr,T)＝3πm/s＝9.42m/s.(2)依據向心力公式F＝eq\f(mv2,r)可得F＝eq\f(4×9.422,1.5)N＝236.6N.答案：(1)9.42m/s(2)236.6N12．如圖所示，質量m＝1kg的小球用長L＝0.5m的細線拴住，細線所受拉力達到F＝18N時就會被拉斷．當小球從圖示虛線位置釋放后擺到懸點的正下方時，細線恰好被拉斷．若此時小球距水平地面的高度h＝5m．(g取10m/s2)求：(1)小球落地處距地面上P點的距離x.(地面足夠寬，P點在懸點正下方)(2)小球落地時的速率v.解析：(1)細線斷的瞬間滿足：F－mg＝eq\f(mv\o\al(2,0),L)代入數據得到：v0＝