20152016人教版必修2物理56《向心力》课时作业

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人教版物理必修二第五章 6向心力精选练习习题(附答案解析)

人教版物理必修二第五章 6向心力精选练习习题（附答案解析）1．关于向心力的说法中正确的是()A．物体受到向心力的作用才能做圆周运动B．向心力是指向圆心方向的合外力，它是根据力的作用效果命名的C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某种力的分力D．向心力只改变物体的运动方向，不可能改变物体运动的快慢解析向心力是根据力的作用效果命名的，而不是一种性质力，物体之所以能做匀速圆周运动，不是因为物体多受了一个向心力的作用，而是物体所受各种力的合外力始终指向圆心，从而只改变速度的方向而不改变速度的大小，故选项A错误，B、C、D三个选项正确．答案BCD2．用长短不同、材料相同的同样粗细的绳子，各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，那么()A．两小球以相同的线速度运动时，长绳易断B．两小球以相同的角速度运动时，长绳易断C．两小球以相同的角速度运动时，短绳易断D．不管怎样，都是短绳易断解析绳子最大承受拉力相同，由向心力公式F＝mω2r＝m v2r可知，角速度相同，半径越大，向心力越大，故B选项正确．答案 B3．如图所示，在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m和M 的两球，两球用轻细线连接，若M>m，则()A．当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动B．当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动C．若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为2ω两球也不动D．若两球相对于杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动解析由牛顿第三定律知，M、m间的作用力大小相等，即F M＝F m.所以有Mω2r M＝mω2r m，得r M r m＝m M.所以A、B项不对，C项对(不动的条件与ω无关)；若相向滑动则绳子将不能提供向心力，D项对．答案CD4.如图所示，A、B两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接O点和B点，让两个小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做圆周运动，若OB绳上的拉力为F1，AB绳上的拉力为F2，OB＝AB，则() A．F1:F2＝2:3 B．F1:F2＝3:2C ．F 1:F 2＝5:3D ．F 1:F 2＝2:1解析小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，设角速度为ω，在竖直方向上所受重力与桌面支持力平衡，水平方向不受摩擦力，绳子的拉力提供向心力．由牛顿第二定律，对A 球有F 2＝mr 2ω2，对B 球有F 1－F 2＝mr 1ω2，已知r 2＝2r 1，各式联立解得F 1＝32F 2，故B 对，A 、C 、D 错．答案 B5．质量为m 的A 球在光滑水平面上做匀速圆周运动，小球A 用细线拉着，细线穿过板上光滑小孔O ，下端系一相同质量的B 球，如图所示，当平板上A 球绕O 点分别以ω和2ω角速度转动时，A 球距O 点距离之比是( )A ．1:2B ．1:4C ．4:1D ．2:1解析 A 球做圆周运动的向心力大小等于B 球重力．由F ＝mω2r 向心力相同，得ω21ω22＝r 2r 1＝ω2(2ω)2＝14. 答案 C6．游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得向心加速度达20 m/s 2，g 取10 m/s 2，那么此位置的座椅对游客的作用力相当于游客重力的( )A ．1倍B ．2倍C ．3倍D ．4倍解析游客乘坐过山车在圆弧轨道最低点的受力如图所示，由牛顿第二定律得，F N －mg ＝ma n ，F N ＝ma n ＋mg ＝3 mg ，故C 选项正确．答案 C7.一质量为m 的物体，沿半径为R 的向下凹的圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时速度为v ，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，则它在最低点时受到的摩擦力为( )A ．μmgB.μm v 2R C ．μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫g ＋v 2R D ．μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫g －v 2R 解析在最低点由向心力公式F N －mg ＝m v 2R ，得F N ＝mg ＋m v 2R ，又由摩擦力公式F ＝μF N ＝μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫g ＋v 2R ，C 对．答案 C8．如图所示，光滑杆偏离竖直方向的夹角为α，杆以O 为支点绕竖直线旋转，质量为m 的小球套在杆上可沿杆滑动，当杆角速度为ω1时，小球旋转平面在A 处，当杆角速度为ω2时，小球旋转平面在B 处，设杆对小球的支持力在A 、B 处分别为F N1、F N2，则有( )A ．F N1＝F N2B ．F N1>F N2C ．ω1<ω2D ．ω1>ω2解析小球做圆周运动的向心力由小球重力和杆的弹力的合力提供，垂直轨迹平面方向的合力为零，即如图F N sinα＝mg，F N cosα＝mω2r，解得mω2r＝mg cotα，ω＝g cotαr.故F N1＝F N2，ω1>ω2，选项A、D正确．答案AD9．如图所示，圆盘上叠放着两个物块A和B.当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时，物块与圆盘始终保持相对静止，则()A．A物块不受摩擦力作用B．物块B受5个力作用C．当转速增大时，A受摩擦力增大，B所受摩擦力也增大D．A对B的摩擦力方向沿半径指向转轴解析A物块做匀速圆周运动，一定需要向心力，向心力只可能由B对A 的静摩擦力提供，故A选项错误；B物体做匀速圆周运动，受到重力、圆盘的支持力、圆盘的静摩擦力，A对B物体的压力和静摩擦力，故B选项正确；当转速增大时，A、B所受向心力均增大，故C选项正确；A对B的静摩擦力背向圆心，故D选项错误．答案BC10．甲、乙两名溜冰运动员，M甲＝80 kg，M乙＝40 kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9 m，弹簧秤的示数为9.2 N，下列判断中正确的是()A．两人的线速度相同，约为40 m/sB．两人的角速度相同，为6 rad/sC．两人的运动半径相同，都是0.45 mD．两人的运动半径不同，甲为0.3 m，乙为0.6 m解析甲、乙两人受到的向心力大小相等，绕两者连线上某一点做匀速圆周运动，其角速度相等，由F n＝mω2r可知m甲ω2r甲＝m乙ω2r乙，r甲＋r乙＝0.9 m.解得r甲＝0.3 m，r乙＝0.6 m，故D选项正确；ω＝F nmr＝9.280×0.3rad/s＝2.36rad/s，故B选项错误．答案 D11．如图所示，在匀速运动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的摩擦因数相同，当圆盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，两个物体的运动情况是() A．两物体沿切向方向滑动B．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C．两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远解析当圆盘转动到两个物体刚好未发生滑动时，设圆盘的角速度为ω，则A、B两物体随圆盘转动的角速度都为ω，由于r A>r B，根据F n＝mω2r.可知，A物体的向心力F nA大于B物体做圆周运动的向心力F n B，且F n A＝f＋T，F n B ＝f－T.其中T为绳的拉力，f为A、B物体受到圆盘的最大静摩擦力，当线烧断后，B物体受到静摩擦力随圆盘做匀速圆周运动，而A物体由于所受最大静摩擦力不是提供其椭圆转动的向心力，从而使其发生滑动，做离心运动，离圆盘圆心越来越远，故选项D正确．答案 D12．原长为L的轻弹簧一端固定一小铁块，另一端连接在竖直轴OO′上，弹簧的劲度系数为k，小铁块放在水平圆盘上，若圆盘静止，把弹簧拉长后将小铁块放在圆盘上，使小铁块能保持静止的弹簧的最大长度为5L/4，现将弹簧长度拉长到6L/5后，把小铁块放在圆盘上，在这种情况下，圆盘绕其中心轴OO′以一定角速度匀速转动，如图所示，已知小铁块的质量为m，为使小铁块不在圆盘上滑动，圆盘转动的角速度ω最大不得超过多少？解析以小铁块为研究对象，圆盘静止时，设铁块受到的最大静摩擦力为f m，有f m＝kL/4.圆盘转动的角速度ω最大时，铁块受到的摩擦力f与弹簧的拉力kx的合力提供向心力，由牛顿第二定律得kx＋f m＝m(6L/5)ω2.又x＝L/5，解以上三式得角速度的最大值ω＝3k/8m.答案3k/8m13．如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2θ，当圆锥和球一起以角速度ω匀速转动时，球压紧锥面，则此时绳的拉力是多少？若要小球离开锥面，则小球的角速度至少多大？解析小球在锥面上受到拉力、支持力、重力的作用，如图所示．建立如图所示的平面直角坐标系．对其受力进行正交分解．在y轴方向，根据平衡条件，得F cosθ＋F N sinθ＝mg，在x轴方向，根据牛顿第二定律，得F sinθ－F N cosθ＝mLω2sinθ，解得F＝m(g cosθ＋Lω2sin2θ)．要使球离开锥面，则F N＝0，解得ω＝gL cosθ.答案m(g cosθ＋Lω2sin2θ)g L cosθ14．如图所示，两绳系一个质量为m＝0.1 kg的小球．上面绳长l＝2 m，两绳都拉直时与轴夹角分别为30°与45°.问球的角速度满足什么条件，两绳始终张紧？解析分析两绳始终张紧的制约条件：当ω由零逐渐增大时可能出现两个临界值，其一是BC 恰好拉直，但不受拉力；其二是AC 仍然拉直，但不受拉力．设两种情况下的转动角速度分别为ω1和ω2，小球受力情况如图所示．对第一种情况，有⎩⎨⎧ F T 1cos30°＝mg ，F T 1sin30°＝ml sin30°ω21，可得ω1＝2.4 rad/s.对第二种情况，有⎩⎨⎧ F T 2cos45°＝mg ，F T 2sin45°＝ml sin30°ω22，可得ω2＝3.16 rad/s.所以要使两绳始终张紧，ω必须满足的条件是：2．4 rad/s≤ω≤3.16 rad/s.答案 2.4 rad/s≤ω≤3.16 rad/s。

人教版高中物理必修二5.6向心力练习试题

5.6 向心力练习题一、单项选择题1．一小球在不行伸长的细绳拘束下沿圆滑水平桌面做匀速圆周运动，以下说法中正确的是（）A．小球做匀变速曲线运动B．因为小球做圆周运动而产生一个向心力C．小球所受的合外力即为向心力D．小球向心力不变, 以下说2．如下图 , 为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆, 对于摆球A的受力状况法中正确的选项是（）A．摆球 A受重力、拉力和向心力的作用B．摆球 A受拉力和向心力的作用C．摆球 A受拉力和重力的作用D．摆球 A受重力和向心力的作用3． A、B 两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在同样的时间内，它们经过的行程之比是3： 2，运动方向改变的角度之比是6： 5．则（）A．它们的轨道半径之比是5： 6B．它们的向心加快度大小之比是9： 5 C．它们的向心力大小之比是3： 2D．它们的周期大小之比是6： 54．如下图，长为L 的轻杆中点和尾端各固定一个质量均为m的 A、B 小球，杆可在竖直面内转动，将杆拉至某地点开释，当其尾端恰巧摆到最低点时，下半段受力恰巧等于B 球重的 3 倍，则杆上半段遇到的拉力大小（）A．1mg B． 4mg C． 5mg D．7 mg 2 25．如下图为学员驾驶汽车在水平面上绕O 点做匀速圆周运动的俯视图。

已知质量为60kg 的学员在A点地点，质量为 70kg 的教练员在B点地点，A点的转弯半径为 5.0m，B 点的转弯半径为 4.0m，则学员和教练员（均可视为质点）（）A．运动周期之比为5∶ 4B．运动线速度大小之比为1∶ 1C．向心加快度大小之比为4∶ 5D．遇到的协力大小之比为15∶ 146．一辆卡车在丘陵地匀速率行驶，地形如下图，因为轮胎太旧，途中爆胎可能性最大的地段应是（）A． a 处B． b 处C． c 处D． d 处7．A、B、C 三个物体放在旋转的水平圆台上， A 的质量是2m，B、C 质量各为m；C离轴心的距离是2r ，A、B 离轴心距离为r ，当圆台匀速转动时，A、B、C都没发生滑动，则A、B、C三个物体的线速度、角速度、向心加快度和向心力的大小关系正确的选项是（）A． A : B :C1:1: 2B．v A: v B: v C1:1:1C．aA : aB: aC2 : 2 :1D．FA: FB: F 2 :1: 2C二、多项选择题8．对于向心力的以下说法中正确的选项是A．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小B．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的C．做圆周运动的物体，所受协力必定等于向心力D．做匀速圆周运动的物体，必定是所受的合外力充任向心力9．如下图，一圆盘可绕一经过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一个木块，当圆盘匀角速度转动时，木块随圆盘一同运动，那么（）A．木块遇到圆盘对它的摩擦力，方向背叛圆盘中心B．木块遇到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心C．当圆盘的角速度超出必定数值时，木块将滑动D．因为摩擦力老是阻挡物体的运动，因此木块所遇到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反10．如下图，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直地点一个角度后开释，则小球以 O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是（）A．绳的拉力B．重力和绳拉力的协力C．重力和绳拉力的协力沿绳方向的分力D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的协力11．如下图， A，B 两个小球质量相等，用一根轻绳相连，还有一根轻绳的两头分别连结 O点和 B 点，让两个小球绕O点在圆滑水平桌面上以同样的角速度做匀速圆周运动，若 OB绳上的拉力为F1， AB 绳上的拉力为F2， OB＝AB，则 ()A． A 球所受向心力为F1， B 球所受向心力为F2B． A 球所受向心力为F2， B 球所受向心力为F1C． A 球所受向心力为F2， B 球所受向心力为F1－ F2D． F1∶ F2＝3∶ 2三、实验题12．在“用圆锥摆考证向心力的表达式”实验中, 如图甲所示 , 细绳的悬点恰巧与一竖直搁置的刻度尺零刻度线对齐. 将画着几个齐心圆的白纸置于水平桌面上, 使钢球静止时恰巧位于圆心. 用手带动钢球 , 调整白纸的地点, 想法使球恰巧沿纸上某个半径为r 的圆做圆周运动 , 钢球的质量为m,重力加快度为g.(1).用秒表记录运动n 圈的总时间为t, 那么小球做圆周运动需要的向心力表达式为F n=__________.(2). 经过刻度尺测得小球运动轨道平面距悬点的高度为h, 那么小球做圆周运动中外力供给的向心力表达式为F=__________;(3). 改变小球做圆周运动的半径 , 多次实验 , 获得如图乙所示的t 2h 关系图象为向来n2线时 , 能够达到大略考证向心力表达式的目的, 该图线的斜率表达式为k=__________.四、解答题13．一个 2kg 的钢球做匀速圆周运动，线速度是62.8m/s ，又已知半径是20 米，试求物体做圆周运动的：(1)角速度的大小；(2)周期的大小；(3)向心力大小。

【高效导学】高中物理 5.6向心力课时作业(含解析)新人教版必修2

【高效导学】2015高中物理 5.6向心力课时作业（含解析）新人教版必修21．物体做匀速圆周运动的条件是( )A ．有一定的初速度，且受到一个始终与初速度垂直的恒力作用B ．有一定的初速度，且受到一个大小不变，方向变化的力的作用C ．有一定的初速度，且受到一个方向始终指向圆心的力的作用D ．有一定的初速度，且受到一个大小不变，方向始终和速度垂直的合力作用解析：做匀速圆周运动的物体，必须受到一个大小不变，方向时刻指向圆心的向心力的作用，且其向心力等于合外力，故只有D 正确．答案： D2．有长短不同、材料相同且同样粗细的绳子，各拴着一个质量相同的小球，小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，那么( )A ．两个小球以相同的线速度运动时，长绳易断B ．两个小球以相同的角速度运动时，长绳易断C ．两个小球以相同的周期运动时，长绳易断D ．无论如何，长绳易断解析：绳子的拉力等于小球做圆周运动的向心力，由F ＝m v 2l知，线速度相同时，绳子短的拉力较大，容易断，A 错；由F ＝m ω2l 知，角速度相同时，绳子长的拉力较大，容易断，B 对；由F ＝m 4π2T 2l 知，周期相同时，绳子长的拉力较大，容易断，C 对；D 错误．答案： BC3.上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8 000 m ，如图所示，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1 300 m ，一个质量为50 kg 的乘客坐在以360 km/h 的不变速率行驶的车里，随车驶过半径为2 500 m 的弯道，下列说法正确的是( )A ．乘客受到的向心力大小约为200 NB ．乘客受到的向心力大小约为539 NC ．乘客受到的向心力大小约为300 ND ．弯道半径设计特别大可以使乘客在转弯时更舒适解析：由F n ＝m v 2r，可得F n ＝200 N ，选项A 正确．设计半径越大，转弯时乘客所需要的向心力越大，转弯时就越舒适，D 正确．答案： AD4．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为( )A ．1∶4B ．2∶3C ．4∶9D ．9∶16解析：由ω＝ΔθΔt 得ω甲∶ω乙＝60°∶45°＝4∶3，由F ＝m ω2r 得F 甲F 乙＝m 甲ω2甲r 甲m 乙ω2乙r 乙＝12×4232×12＝49.C 正确．答案： C5.如图所示，质量相等的A 、B 两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的有( )A ．线速度v A ＞v BB ．运动周期T A ＞T BC ．它们受到的摩擦力F f A ＞F f BD ．筒壁对它们的弹力F N A ＞F N B解析：由于两物体角速度相等，而r A ＞r B ，则v A ＝r A ω＞v B ＝r B ω，A 项对；由于ω相等，则T 相等，B 项错；因竖直方向受力平衡，F f ＝mg ，所以F f A ＝F f B ，C 项错；弹力等于向心力，故F N A ＝mr A ω2＞F N B ＝mr B ω2.D 项对．答案： AD6.质量为m 的飞机以恒定速率v 在空中水平盘旋，如图所示，其做匀速圆周运动的半径为R ，重力加速度为g ，则此时空气对飞机的作用力大小为( ) A ．m v 2RB ．mgC ．m g 2＋v 4R 2 D ．m g 2－v 2R 4 解析：飞机在空中水平盘旋时在水平面内做匀速圆周运动，受到重力和空气的作用力两个力的作用，其合力提供向心力F 向＝m v 2R .飞机受力情况示意图如图所示，根据勾股定理得F ＝mg 2＋F 2向＝m g 2＋v 4R 2 答案： C7.如图所示，某物体沿14光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中，物体的速率逐渐增大，则( )A ．物体的合外力为零B ．物体的合力大小不变，方向始终指向圆心OC ．物体的合外力就是向心力D ．物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)解析：物体做加速曲线运动，合力不为零，A 错．物体做速度大小变化的圆周运动，合力不指向圆心，合力沿半径方向的分力等于向心力，合力沿切线方向的分力使物体速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合外力的方向夹角为锐角，合力与速度不垂直，B 、C 错，D 对．答案： D8.“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动的杂技演员驾驶摩托车沿表演台的侧壁做匀速圆周运动，简化后的模型如图所示．若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为H ，侧壁倾斜角度α不变，则下列说法中正确的是( )A ．摩托车做圆周运动的H 越高，向心力越大B ．摩托车做圆周运动的H 越高，线速度越大C ．摩托车做圆周运动的H 越高，向心加速度越大D ．摩托车对侧壁的压力随高度H 变大而减小解析：选取杂技演员和摩托车组成的系统为研究对象，系统做圆周运动时，只受到重力和侧壁对摩托车的弹力的作用，根据系统在竖直方向上合力为零可知，摩托车对侧壁的压力恒定不变，即与高度H 无关，系统受到的合力沿水平方向指向圆心，即提供向心力，显然，向心力也不变，选项A 、D 错误；摩托车做圆周运动的H 越高，轨道半径越大，根据向心力公式F ＝mv 2r可知，向心力F 恒定，轨道半径r 越大时，线速度v 越大，所以选项B 正确；由于向心力恒定，所以向心加速度不变，选项C 错误．答案： B9．如图所示，在光滑杆上穿着两个小球m 1、m 2，且m 1＝2m 2，用细线把两球连起来，当杆匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r 1与r 2之比为( )A ．1∶1B ．1∶ 2C ．2∶1D ．1∶2解析：两个小球绕共同的圆心做圆周运动，它们之间的拉力互为向心力，角速度相同．设两球所需的向心力大小为F n ，角速度为ω，则对球m 1：F n ＝m 1ω2r 1对球m 2：F n ＝m 2ω2r 2对上述两式得r 1∶r 2＝1∶2答案： D10．(2014·安徽理综)如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上与转轴距离2.5 m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止．物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g 取10 m/s 2.则ω的最大值是( )A. 5 rad/sB. 3 rad/s C ．1.0 rad/s D ．0.5 rad/s解析：考查圆周运动的向心力表达式．当小物体转动到最低点时为临界点，由牛顿第二定律知μmg cos 30°－mg sin 30°＝m ω2r解得ω＝1.0 rad/s故选项C 正确．答案： C11.如图所示，A 、B 两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接O 点和B 点，让两个小球绕O 点在光滑水平桌面上以相同的角速度做圆周运动，若OB 绳上的拉力为F 1，AB 绳上的拉力为F 2，OB ＝AB ，则( )A ．F 1∶F 2＝2∶3B ．F 1∶F 2＝3∶2C ．F 1∶F 2＝5∶3D ．F 1∶F 2＝2∶1 解析：小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，设角速度为ω，在竖直方向所受重力与桌面支持力平衡，水平方向不受摩擦力，绳子的拉力提供向心力．由牛顿第二定律，对A 球有F 2＝mr 2ω2，对B 球有F 1－F 2＝mr 1ω2，已知r 2＝2r 1，各式联立解得F 1＝32F 2. 答案： B12.如图所示，在光滑的水平桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量m＝1 kg的小球A，另一端连接质量M＝4 kg的重物B.(g取10 m/s2)(1)当球A沿半径为R＝0.1 m的圆做匀速圆周运动，其角速度为ω＝10 rad/s时，B 对地面的压力是多少？(2)要使B物体对地面恰好无压力，A球的角速度应为多大？解析：(1)对小球A来说，竖直方向上小球受到的重力和支持力平衡，因此绳子的拉力提供向心力，则F T＝mω2R＝1×102×0.1 N＝10 N.对物体B来说，受到三个力的作用：重力Mg，绳子的拉力F T，地面的支持力F N，由力的平衡条件可得F T＋F N＝Mg，所以F N＝Mg－F T＝(4×10－10) N＝30 N，由牛顿第三定律可知，B对地面的压力为30 N，方向竖直向下．(2)当B对地面恰好无压力时，有Mg＝F T′，拉力F T′提供小球A的向心力，则有F T′＝mω′2R，则ω′＝MgmR＝4×101×0.1rad/s＝20 rad/s答案：(1)30 N (2)20 rad/s。

高中物理 5.6 向心力课时作业新人教版必修2

向心力一、单项选择题1．物体做匀速圆周运动的条件是( )A ．有一定的初速度，且受到一个始终与初速度垂直的恒力作用B ．有一定的初速度，且受到一个大小不变、方向变化的力的作用C ．有一定的初速度，且受到一个方向始终指向圆心的力的作用D ．有一定的初速度，且受到一个大小不变、方向始终和速度垂直的合力作用解析：做匀速圆周运动的物体，必须受到一个大小不变、方向时刻指向圆心的向心力的作用，且其向心力等于合外力，故只有D 正确。

答案： D2．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为( )A ．1∶4B ．2∶3C ．4∶9D ．9∶16解析：由ω＝ΔθΔt得ω甲∶ω乙＝60°∶45°＝4∶3，由F ＝m ω2r 得F 甲F 乙＝m 甲ω2甲r 甲m 乙ω2乙r 乙＝12×4232×12＝49，C 正确。

答案： C 3.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。

当圆筒的角速度增大以后，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是( )A ．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了B ．物体所受弹力增大，摩擦力减小了C ．物体所受弹力和摩擦力都减小了D ．物体所受弹力增大，摩擦力不变解析：物体随圆筒一起匀速转动时，受到三个力的作用：重力G、筒壁对它的弹力F N和筒壁对它的摩擦力F f(如图所示)。

其中G和F f是一对平衡力，筒壁对它的弹力F N提供它做匀速圆周运动的向心力。

当圆筒匀速转动时，不管其角速度多大，只要物体随圆筒一起匀速转动而未滑动，则物体所受的摩擦力F f大小等于其重力。

而根据向心力公式F N＝mω2r可知，当角速度ω变大时，F N也变大，故D正确。

答案： D4．如图所示，在光滑杆上穿着两个小球m1、m2，且m1＝2m2，用细线把两球连起来，当杆匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为( )A．1∶1 B．1∶ 2C．2∶1 D．1∶2解析：两个小球绕共同的圆心做圆周运动，它们之间的拉力互为向心力，角速度相同。

高中物理5.6向心力精讲优练课型课时自测新人教版必修2

【世纪金榜】2016版高中物理 5.6向心力（精讲优练课型）课时自测新人教版必修21.(2015·连云港高一检测)对做圆周运动的物体所受的向心力说法正确的是( )A.因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力B.因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C.向心力是物体所受的合外力D.向心力和向心加速度的方向都是不变的【解析】选B。

做匀速圆周运动的物体所受的向心力大小恒定，方向总是指向圆心，是一个变力，A错；向心力只改变线速度方向，不改变线速度大小，B对；只有做匀速圆周运动的物体其向心力是由物体所受合外力提供，C错；向心力与向心加速度的方向总是指向圆心，是时刻变化的，D错。

2.如图所示，一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动，则关于老鹰受力的说法正确的是( )A.老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用B.老鹰受重力和空气对它的作用力C.老鹰受重力和向心力的作用D.老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用【解析】选B。

老鹰在空中做圆周运动，受重力和空气对它的作用力两个力的作用，两个力的合力充当它做圆周运动的向心力。

但不能说老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力三个力的作用。

选项B正确。

3.(2015·攀枝花高一检测)如图所示，在水平转动的圆盘上，两个完全一样的木块A、B一起随圆盘做匀速圆周运动，转动的角速度为ω，已知木块A、B到圆盘中心O的距离为r A和r B，则两木块的向心力之比为( )A.r A∶r BB.r B∶r AC.∶D.∶【解析】选A。

木块A、B在绕O点转动的过程中，是木块与圆盘间的静摩擦力提供了向心力，因两木块旋转的角速度ω等大，质量一样，由向心力公式F=mrω2得F A=mr Aω2，F B=mr Bω2，解得F A∶F B=r A∶r B。

4.如图所示，旋转木马被水平钢杆拴住，绕转台的中心轴做匀速圆周运动。

若相对两个木马间的杆长为6m，木马的质量为30kg，骑木马的儿童质量为40kg，当木马旋转的速度为6m/s 时，试求：(1)此时儿童的向心力由哪个物体提供。

人教版高中物理必修2 5.6向心力作业1

5.6 向心力作业❶(多选)下列关于向心力的说法正确的是( )A．向心力不改变做圆周运动的物体速度的大小B．做匀速圆周运动的物体的向心力由物体受到的合力提供C．做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的D．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力❷图中，小物体A随圆盘一起做匀速圆周运动，与圆盘保持相对静止，则A受到( )A．重力、支持力、摩擦力B．重力、支持力、向心力C．重力、支持力D．重力、支持力、向心力、摩擦力❸ (多选)如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对筒壁静止，则( )A．物体受到3个力的作用B．物体的向心力是由物体所受的重力提供的C．物体的向心力是由物体所受的弹力提供的D．物体的向心力是由物体所受的静摩擦力提供的❹如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动．小球的向心力由以下哪个力提供( )A．重力B．支持力C．重力和支持力的合力D．重力、支持力和摩擦力的合力能力提升❺一箱土豆在水平转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m，它到转轴的距离为R，重力加速度为g，则其他土豆对该土豆的作用力为( )A．mg B．mω2RC.（mg）2＋（mω2R）2D.（mg）2－（mω2R）2❻如图所示，物体A、B随水平圆盘一起绕转轴匀速转动，物体B在水平方向所受的作用力有( )A．圆盘对B的摩擦力及A对B的摩擦力，两力都指向圆心B．圆盘对B的指向圆心的摩擦力，A对B的背离圆心的摩擦力C．圆盘对B的摩擦力及A对B的摩擦力和向心力D．圆盘对B的摩擦力和向心力❼如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是( )A．A球的线速度必定小于B球的线速度B．A球的角速度必定小于B球的角速度C ．A 球的运动周期必定小于B 球的运动周期D ．A 球对筒壁的压力必定大于B 球对筒壁的压力❽质量为m 的小物体沿着半径为R 的半球形金属球壳下滑，当滑到最低点时速率为v ，如图所示，若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，则物体在最低点时( )A ．加速度为v 2RB ．向心力为m ⎝⎛⎭⎪⎫g ＋v 2R C ．对球壳的压力为mv 2R D ．受到的摩擦力为μm ⎝⎛⎭⎪⎫g ＋v 2R ❾ 有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r 的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动．已知钢绳与转轴在同一竖直平面内，钢绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g ，不计钢绳的重力，则转盘转动的角速度ω＝________．10.如图所示，将完全相同的两小球A 、B 均用长为L ＝0.8 m 的细绳悬于以速度v ＝4 m/s 向右匀速运动的小车的顶部，两球分别与小车前、后壁接触．由于某种原因，小车突然停止，此时细绳中张力之比T B ∶T A 为(g 取10 m/s 2)( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶411. 如图所示，长为L 的悬线一端固定于O 点，另一端悬挂一质量为m 的小球，在O 点正下方L 2处钉有一根长钉．把悬线沿水平方向拉直后由静止释放小球，当悬线碰到钉子的瞬间，下列说法错误的是( )A ．小球的向心加速度突然增大B ．小球的角速度突然增大C ．小球的线速度突然增大D ．悬线的拉力突然增大12.如图所示，细绳的一端系着水平转台上质量为M ＝0.6 kg 的物体A ，另一端通过轻质小滑轮O 吊着质量为m ＝0.3 kg 的物体B ，A 与滑轮O 的距离为0.2 m ，且与水平面间的最大静摩擦力为2 N ．为使B 保持静止状态，水平转台做圆周运动的角速度ω应在什么范围内？(g 取10 m/s 2)13.某游乐设施如图5611所示，由细圆管弯成的半圆形轨道APB 和直轨道BC 组合在一起固定在水平桌面上(圆半径比细管内径大得多)，轨道内壁光滑．已知APB 部分的半径R ＝0.8 m ，BC 段长L ＝1.6 m ．弹射装置将一质量m ＝0.2 kg 的小球(可视为质点)以水平初速度v 0从A 点弹入轨道，小球从C 点离开轨道水平抛出，落地点D 与C 点的水平距离为s ＝1.6 m ，桌子的高度h ＝0.8 m ，不计空气阻力，g 取10 m/s 2.求：(1)小球水平初速度v 0的大小；(2)小球在半圆形轨道中运动时的角速度ω以及从A 点运动到C 点的时间t ；(3)小球在半圆形轨道中运动时细圆管对小球的作用力F 的大小．答案：1．AB 2.A3．AC [解析] 物体在水平面内做匀速圆周运动，水平方向的合力提供其做圆周运动的向心力，而竖直方向的合力为0.物体受到了重力、筒壁对它的弹力以及筒壁对它的摩擦力3个力的作用，向心力自于筒壁对它的弹力．4．C [解析] 小球受到竖直向下的重力和垂直于漏斗壁向上的支持力，两者的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力，选项C 正确．5．C [解析] 土豆做匀速圆周运动，所受的合力提供向心力，即F n ＝mω2R ，除了重力外，该土豆只受到其他土豆对它的作用力，故F ＝（mg ）2＋（mω2R ）2，选项C 正确．6．B [解析] 物体A 要跟B 一起做匀速圆周运动，向心力由B 对A 的指向圆心的摩擦力提供，根据牛顿第三定律，A 对B 的摩擦力背离圆心，而B 要做匀速圆周运动，向心力由圆盘对B 的摩擦力与A 对B 的摩擦力的合力提供，故圆盘对B 的摩擦力指向圆心，B 正确，A 错误；向心力不是物体实际受到的力，C 、D 错误．7．B [解析] 如图所示，小球A 和B 紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，A 和B 的质量相同，小球A 和B 所受筒壁的支持力相同，所受的合力也相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的，由F ＝m v 2r可知，由于A 球运动的半径大于B 球运动的半径，故A 球的线速度大于B 球的线速度，A 错误；由F ＝mω2r 可知，A 球的角速度小于B 球的角速度，B 正确；由T ＝2πω可知，A 球的运动周期大于B 球的运动周期，C 错误；由牛顿第三定律可知，A 球对筒壁的压力等于B 球对筒壁的压力，D 错误．8．D [解析] 物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小为v ，半径为R ，则向心加速度a ＝v 2R ，但由于物体受摩擦力作用，水平方向有切向加速度，故合加速度a 合>v 2R，选项A 错误；根据牛顿第二定律，物体在最低点时的向心力F ＝m v 2R，选项B 错误；根据牛顿第二定律，F N －mg ＝m v 2R ，则金属球壳对小球的支持力F N ＝m ⎝⎛⎭⎫g ＋v 2R ，由牛顿第三定律知，小球对金属球壳的压力大小为F N ′＝F N ＝m ⎝⎛⎭⎫g ＋v 2R ，选项C 错误；物体在最低点时受到的摩擦力F f ＝μF N ＝μm ⎝⎛⎭⎫g ＋v 2R ，选项D 正确． 9.g tan θr ＋L sin θ[解析] 对小球受力分析如图所示，根据力的合成法则，由向心力公式F ＝mω2R 得mg tan θ＝m ω2(r ＋L sin θ)，解得ω＝g tan θr ＋L sin θ.10．C [解析] 小车突然停止，B 球也随之停止运动，故T B ＝mg ；A 球开始从最低点向右摆动，由牛顿第二定律得T A －mg ＝m v 2L ，则T A ＝m ⎝⎛⎭⎫g ＋v 2L ＝3mg ，所以T B ∶T A ＝1∶3，选项C 正确．11．C [解析] 把悬线沿水平方向拉直后由静止释放小球，当悬线碰到钉子的瞬间，由于重力和悬线的拉力都与速度方向垂直，所以小球的线速度大小不变，根据向心加速度公式a ＝v 2r，因线速度大小不变，半径变小，故向心加速度变大，A 正确，C 错误；根据v ＝rω知，角速度增大，B 正确；根据牛顿第二定律得T －mg ＝m v 2r ，则T ＝mg ＋m v 2r ，因半径变小，故悬线的拉力变大，D 正确．12．2.89 rad/s ≤ω≤6.45 rad/s[解析] 当ω最小时，A 受的最大静摩擦力f 的方向与其所受细绳的拉力F 的方向相反，则有F －f ＝Mrω21其中F ＝mg解得ω1＝mg －f Mr≈2.89 rad/s当ω最大时，A 受的最大静摩擦力f 的方向与其所受细绳的拉力F 的方向相同，则有F ＋f ＝Mrω22其中F ＝mg解得ω2＝mg ＋f Mr≈6.45 rad/s 故ω的取值范围为2.89 rad/s ≤ω≤6.45 rad/s.13．(1)4 m/s (2)5 rad/s 1.028 s (3)2 5 N[解析] (1)小球离开桌子后做平抛运动，则水平方向上，有s ＝v 0t 0 竖直方向上，有h ＝12gt 20 联立解得v 0＝4 m/s.(2)小球在半圆形轨道中做匀速圆周运动，则角速度ω＝v 0R ＝40.8rad/s ＝5 rad/s 小球从A 运动到B 的时间t 1＝πR v 0＝0.628 s 小球从B 运动到C 的时间t 2＝L v 0＝0.4 s 小球从A 运动到C 的时间t ＝t 1＋t 2＝(0.628＋0.4) s ＝1.028 s.(3)小球做圆周运动，细圆管对小球沿水平方向的作用力F 1＝m v 20R竖直方向上，由平衡条件得，细圆管对小球沿竖直方向的作用力F 2＝mg故细圆管对小球的作用力F ＝F 21＋F 22＝2 5 N.。

(完整word版)人教版物理必修二56《向心力》课后练习(含),文档

课后坚固提高限时：45 分钟总分： 100 分一、选择题(1 ～ 3 为单项选择，4～ 6 为多项选择。

每题8 分，共48分。

)1．关于向心力的说法中正确的选项是()A．物体由于做圆周运动而产生向心力B．向心力不改变圆周运动物体的速度的大小C．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D．做圆周运动的物体所受各力的合力必然是向心力2.一圆盘可绕经过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动．在圆盘上放置一小木块A，它随圆盘一起做加速圆周运动 ( 如图 ) ，那么关于木块A的受力，以下说法正确的选项是()A．木块 A 受重力、支持力和向心力B．木块 A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心C．木块 A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反D．木块 A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向分力供应向心力3．以以下图，OO′为竖直轴，MN为固定在OO′上的水平圆滑杆，有两个质量同样的金属球A、 B 套在水平杆上，AC和BC为抗拉能力同样的两根细线， C 端固定在转轴OO′上．当绳拉直时，A、 B 两球转动半径之比恒为21，当转轴的角速度逐渐增大时()A． AC先断B． BC先断C．两线同时断D．不能够确定哪段线先断4．在圆滑的水平面上，用长为l 的细线拴一质量为m的小球，以角速度ω 做匀速圆周运动，以下说法中正确的选项是 ()A． l 、ω 不变， m越大线越易被拉断B． m、ω 不变， l 越小线越易被拉断C． m、l 不变，ω越大线越易被拉断D． m不变， l 减半且角速度加倍时，线的拉力不变5．一杂技演员在圆筒状建筑物内表演飞车走壁，最后在直壁上沿水平方向做匀速圆周运动，以下说法中正确的是()A．车和演员作为一个整体受有重力、竖直壁对车的弹力和摩擦力的作用B．车和演员做圆周运动所需要的向心力是静摩擦力C．竖直壁对车的弹力供应向心力，且弹力随车速度的增大而增大D．竖直壁对车的摩擦力将随车速增加而增加6．以以下图，水平放置的两个用同样资料制成的轮P 和 Q靠摩擦传动，两轮的半径R∶ r ＝ 2∶ 1. 当主动轮Q匀速转动时，在Q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在Q轮边缘上，此时Q轮转动的角速度为ω 1，木块的向心加速度为a1，假设改变转速，把小木块放在P 轮边缘也恰能静止，此时Q轮转动的角速度为ω 2，木块的向心加速度为a2，那么 ()A.ω 12B.ω12＝ω2＝ω 221C.a11D.a11＝1＝2 a2a2二、非选择题 ( 共 52 分 )7． (8 分 ) 一个做匀速圆周运动的物体，假设保持其半径不变，角速度增加为原来的 2 倍时，所需要的向心力比原来增加了 60 N ，物体原来所需要的向心力是 __________N.8．(8 分 ) 质量为 m的汽车，在半径为20 m的圆形水平路面上行驶，最大静摩擦力是车重的0.5 倍，为了不使轮胎在公路上打滑，汽车速度不应高出__________m/s.(g 取 10 m/s 2) ．答案1． B力是改变物体运动状态的原因，由于有向心力物体才做圆周运动，而不是由于做圆周运动才产生向心力，故 A 错；向心力只改变物体运动的方向，不改变速度的大小，故 B 对；物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时辰改变，故 C 错；只有匀速圆周运动中，合外力供应向心力，而非匀速圆周运动中向心力其实不是物体受的合外力，故 D 错．2． D小物块随圆盘做加速圆周运动，摩擦力沿半径方向的分力供应向心力，摩擦力沿切线方向的分力改变速度的大小．所以两个分力合成后的合力不沿半径方向，不指向圆心，只有D项正确．3． A设 B 球的半径为r ，那么 A 球的半径为2r ，两球的角速度相等为ω，由牛顿第二定律可得F AC cosα＝2BC2，cosα＝2r2＋h2，cosβ＝r AC BCmω ×2r ， F cosβ＝ mω r2r r 2＋h2，由数学知识知F >F ，当ω增大时， AC先断，选择 A 项．4． AC向心力公式mv2m的物体在半径为 r 的圆周上以速率v 做匀速圆周运动，所F 向＝其意义是：质量为rmv22需要的合外力 ( 向心力 ) 大小是r. 同样的道理，F向＝mωr ，其意义是：质量为m的物体在半径为r 的圆周上以22mv2角速度ω 做匀速圆周运动，所需要的合外力是mω r. 若是物体所受的合力大小不满足r或 mω r时，方向不总是垂直于线速度的方向，物体就会偏离圆轨道做一般的曲线运动．在圆滑水平面上的物体的向心力由绳的拉力mv22供应，由向心力公式F＝r和 F＝mω r ，得 A、 C 正确．5． AC6．AC 依照题述， a1＝ω2＝μ mg；联立解得2P 轮边缘也恰能静止，μ g＝ω2 1r，ma1μg＝ω1r. 小木块放在R2ω 12a11＝2ω r. 由ωR＝ω2r 联立解得＝，选项 A 正确 B 错误； ma＝μ mg，所以＝，选项 C正确 D错误．ω 22a217． 20解析： F＝mrω2， F＋ 60＝mr(2ω)2， F＝ 20 N.8． 10解析：由牛顿第二定律和向心力公式2mvkmg＝r，k＝ 0.5.v＝kgr ＝ 10 m/s.9.(10分)飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看作一段圆弧，以以下图，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点周边做半径为 r ＝ 180 m 的圆周运动，若是翱翔员质量m＝ 70 kg ，飞机经过最低点P 时的速度v＝ 360 km/h ，那么这时翱翔员对座椅的压力是多少？10.(12分)以以下图为工厂中的行车表示图，设钢丝长为 3 m，用它吊着质量为 2.7 t 的铸件，行车以 2 m/s 的速度匀速行驶，当行车突然刹车时，钢丝中碰到的拉力为多少？11． (14 分 )以以下图，竖直的半圆形轨道与水平面相切，轨道半径R＝ 0.2 m，质量m＝ 200 g 的小球以某一速度正对半圆形轨道运动，A、 B、 C 三点分别为圆轨道最低点、与圆心O 等高点、最高点．小球过这三点的速度分别为v A ＝ 5 m/s， v B＝4 m/s， v C＝ 3 m/s，求：(1) 小球经过这三个地址时对轨道的压力；(2) 小球从 C 点飞出落到水平面上，其着地址与 A 点相距多少？(g取 10 m/s 2 )答案9.4 589 Nv2解析：由F N－ mg＝ m r求得．10．3.06 ×10 4 Nv2受重力和钢丝对它的拉力．而二力的合力充当向心力，再由F拉－mg＝m求解．r11． (1)27 N16 N 7 N2v A解析： (1) 在 A 地址，支持力与重力的合力供应小球做圆周运动所需的向心力，故有：FN A－mg＝ m ，∴FN A R22v A v B＝ mg＋ m R＝ 27(N) ．在 B 点，小球的向心力由轨道对小球的弹力供应，那么有：FN B＝ m R＝ 16(N) ．在 C 点，轨道对22小球的弹力与重力方向一致，那么有：v C v CFN＋ mg＝ m R，∴ FN ＝ m R－ mg＝ 7(N) ．C C12(2) 小球从 C 点飞出后做平抛运动，由平抛运动的规律可得：在竖直方向上，2R＝2gt ，在水平方向上， x＝ vt ，联立求解即可得： x＝ 0.84(m)．。

人教版高中物理必修2 5.6向心力作业2

5.6 向心力作业1．关于向心力的下列说法中正确的是( )A ．物体必须受到一个向心力的作用才能做圆周运动B ．向心力是指向圆心方向的合外力，它是根据力的作用效果命名的C ．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某种力的分力D ．向心力只能改变物体的运动方向，不可能改变运动的快慢答案：BCD 解析：向心力是根据力的作用效果命名的，而不是一种性质力，物体之所以能做匀速圆周运动，不是因为物体多受了一个向心力的作用，而是物体所受各种力的合外力始终指向圆心，从而只改变速度的方向而不改变速度的大小，故选项A 错误，B 、C 、D 三个选项均正确。

2．如图所示，物块P 置于水平转盘上随转盘一起运动，且与圆盘相对静止，图中c 沿半径指向圆心，a 与c 垂直，下列说法正确的是( )A ．当转盘匀速转动时，P 受摩擦力方向为b 方向B ．当转盘加速转动时，P 受摩擦力方向可能为c 方向C ．当转盘加速转动时，P 受摩擦力方向可能为a 方向D ．当转盘减速转动时，P 受摩擦力方向可能为d 方向答案：D3.上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8000m ，如图所示，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1300m ，一个质量为50kg 的乘客坐在以360km/h 的不变速率行驶的车里，随车驶过半径为2500m 的弯道，下列说法正确的是( )A ．乘客受到的向心力大小约为200NB ．乘客受到的向心力大小约为539NC ．乘客受到的向心力大小约为300ND ．弯道半径设计的特别大可以使乘客在转弯时更舒适答案：AD 解析：由F n ＝m v 2r，可得F n ＝200N ，选项A 正确。

设计半径越大，转弯时乘客所需要的向心力越小，转弯时就越舒适，D 正确。

4．飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力，这种现象叫过荷。

过荷过重会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至昏厥。

【人教版】物理必修二：5.6《向心力》课时作业(含答案)

课时作业(六)6 向心力1．(2014·凯里高一检测)对于做匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是( )A．速度不变B．受到平衡力作用C．除受到重力、弹力、摩擦力等之外，还受到向心力的作用D．所受合力大小不变，方向始终与线速度垂直并指向圆心[答案] D[解析] 做匀速圆周运动的物体速度方向不断变化，A错误．又因为做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，所以所受合力不为零，B错误．向心力是效果力，受力分析时不考虑，C错误．做匀速圆周运动的物体，合力充当向心力，所以其大小不变，方向始终与线速度垂直并指向圆心，D正确．2．关于向心力的说法中正确的是( )A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B．向心力不改变圆周运动中物体速度的大小C．做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合力D．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的[答案] BC[解析] 当物体所受外力的合力始终有一分力垂直于速度方向时，物体就将做圆周运动，该分力即为向心力，故先有向心力然后才使物体做圆周运动．因向心力始终垂直于速度方向，所以它不改变速度的大小、只改变速度的方向，当合力完全提供向心力时，物体就做匀速圆周运动，该合力大小不变、方向时刻改变，故向心力是变化的．3．(2014·嘉兴市一中高一期中)绳子的一端拴一个重物，用手握住另一端，使重物在光滑的水平面内做匀速圆周运动，下列判断正确的是( )A．半径相同时，角速度越小绳越易断B．周期相同时，半径越大绳越易断C．线速度相等时，半径越大绳越易断D．角速度相等时，线速度越小绳越易断[答案] B[解析] 由F n ＝m ω2r 判断A 错；由F n ＝m 4π2T 2r 判定B 正确；由F n ＝m v 2r判定C 错；由F n ＝mv ω判定D 错．4．用细绳拴着小球做圆锥摆运动，如图所示，下列说法正确的是( ) A ．小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用 B ．小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力C ．向心力的大小可以表示为F n ＝mr ω2，也可以表示为F n ＝mg tan θ D ．以上说法都正确 [答案] BC[解析] 小球受两个力的作用：重力和绳子的拉力，两个力的合力提供向心力，因此有F n ＝mg tan θ＝mr ω2.所以正确答案为B 、C.5．一只小狗拉着雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速率行驶，如图所示为雪橇所受的牵引力F 及摩擦力F f 的示意图，其中正确的是( )[答案] C[解析] 雪橇运动时所受摩擦力为滑动摩擦力，方向与运动方向相反，与圆弧相切．又因为雪橇做匀速圆周运动时合力充当向心力，合力方向必定指向圆心．综上可知，C 项正确．6．有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”，杂技演员骑摩托车先在如图所示的大型圆桶底部做速度较小、半径较小的圆周运动，通过加速，圆周运动半径亦逐步增大，最后能以较大的速度在竖直的壁上做匀速圆周运动，这时使车子和人整体做圆周运动的向心力是( )A．圆桶壁对车的摩擦力B．桶壁对车的弹力C．摩托车本身的动力D．重力和摩擦力的合力[答案] B[解析] 当车子和人在竖直的桶壁上做匀速圆周运动时，在竖直方向上，摩擦力等于重力，这两个力是平衡力；在水平方向上，车子和人转动的向心力由桶壁对车的弹力来提供，所以正确选项为B.7．如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的有( )A．线速度v A>v BB．运动周期T A>T BC．它们受到的摩擦力f A>f BD．筒壁对它们的弹力N A>N B[答案] AD[解析] A、B两物体角速度相同，故T A＝T B，所以B错；由v＝ωr知，A正确；对A、B受力分析知，竖直方向f＝mg，故f A＝f B，C错；沿半径方向，N＝mrω2，由于r A>r B，故N A >N B ，D 正确．8．质量为m 的飞机，以速度v 在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动，空气对飞机作用力的大小等于( )A ．m g 2＋v 2R2B ．m v 2RC ．mv 2R2－g 2D ．mg[答案] A[解析] 飞机受重力、空气的作用力，二者的合力充当向心力则F 合＝m v 2R，F ＝F 2合＋mg2.故A 正确．9．(2014·聊城高一检测)甲、乙两名溜冰运动员，M 甲＝80 kg ，M 乙＝40 kg ，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示．两人相距0.9 m ，弹簧秤的示数为9.2 N ，下列判断中正确的是( )A ．两人的线速度相同，约为40 m/sB ．两人的角速度相同，为6 rad/sC ．两人的运动半径相同，都是0.45 mD ．两人的运动半径不同，甲为0.3 m ，乙为0.6 m [答案] D[解析] 甲、乙两人绕共同的圆心做匀速圆周运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度相同，半径之和为两人的距离．设甲、乙两人所需向心力为F 向，角速度为ω，半径分别为r 甲、r 乙，则F 向＝M 甲ω2r甲＝M 乙ω2r 乙＝9.2 N ①r 甲＋r 乙＝0.9 m ②由①②两式可解得只有D 正确．10．两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A 运动的半径比B 的大，则( )A ．A 所需的向心力比B 的大 B ．B 所需的向心力比A 的大C ．A 的角速度比B 的大D ．B 的角速度比A 的大 [答案] A[解析] 小球的重力和绳子的拉力的合力充当向心力，设悬线与竖直方向夹角为θ，则F n ＝mg tan θ＝m ω2l sin θ，θ越大，向心力F n 越大，所以A 对，B 错；而ω2＝gl cos θ＝g h，故两者的角速度相同，C 、D 错．11．质量为m 的小球用长为L 的悬线固定在O 点，在O 点正下方L2处有一光滑圆钉C ，如图所示．今把小球拉到与O 点在同一水平面(悬线始终张紧)后无初速度释放，当小球第一次通过最低点时下列说法正确的是( )A ．小球的线速度突然增大B ．小球的角速度突然增大C ．小球的向心加速度突然增大D ．悬线对小球的拉力突然增大 [答案] BCD[解析] 小球摆到最低点时，圆周运动的圆心由O 变到C ，运动半径突然变小，但小球的线速度不会瞬时变化，由ω＝v r 可知，小球的角速度突然增大了，由a ＝v 2r 可知，小球的向心加速度突然增大了，而由F －mg ＝m v 2r可知，悬线的拉力也突然增大了，故A 错误，B 、C 、D 均正确．12．如图所示，在水平转台上放一个质量M ＝2 kg 的木块，它与转台间最大静摩擦力F fmax ＝6.0 N ，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O (孔光滑，忽略小滑轮的影响)，另一端悬挂一个质量m ＝1.0 kg 的物体，当转台以角速度ω＝5 rad/s 匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O 点的距离可以是(取g ＝10 m/s 2，M 、m 均视为质点)( )A ．0.04 mB ．0.08 mC ．0.16 mD ．0.32 m[答案] BCD[解析] 当M 有远离轴心运动的趋势时，有：mg ＋F fmax ＝M ω2r max当M 有靠近轴心运动的趋势时，有：mg －F fmax ＝M ω2r min解得：r max ＝0.32 m ，r min ＝0.08 m即0.08 m≤r ≤0.32 m.13．如图所示，将完全相同的两小球A 、B 用长L ＝0.8 m 的细绳悬于以v ＝4 m/s 向右匀速运动的小车顶部，两球分别与小车前后壁接触．由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比F B ∶F A 为(取g ＝10 m/s 2)( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶4[答案] C[解析] 设两小球A 、B 的质量均为m .小车突然停止运动时，小球B 由于受到小车前壁向左的弹力作用，相对于小车静止，竖直方向上受力平衡，则有F B ＝mg ＝10m ；小球A 绕悬点以速度v 做圆周运动，此时有F A －mg ＝m v 2L ，得F A ＝mg ＋m v 2L＝10m ＋20m ＝30m .故F B ∶F A ＝10m ∶30m ＝1∶3，C 正确．14．(2014·梅州高一月考)我们经常把游乐场的悬空旋转椅抽象为如图所示的模型：一质量m ＝40 kg 的球通过长L ＝12.5 m 的轻绳悬于竖直面内的直角杆上，水平杆长L ′＝7.5 m ，整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成θ角．当θ＝37°时，(取g ＝9.8 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)绳子的拉力大小； (2)该装置转动的角速度． [答案] (1)490 N (2)0.7 rad/s[解析] (1)对球受力分析如图所示，则：F拉＝mg cos 37°代入数据得F拉＝490 N.(2)小球做圆周运动的向心力由绳拉力和重力的合力提供，则mg tan 37°＝mω2(L sin 37°＋L′)得ω＝g tan 37°L sin 37°＋L′代入数据得ω＝0.7 rad/s.15．杂技演员在做“水流星”表演时，用一根细条绳系着盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直面内做圆周运动．如图所示，杯内水的质量m＝0.5 kg，绳长l＝60 cm，取g＝9.8 m/s2，求：(1)在最高点水不流出的最小速率；(2)水在最高点速率v′＝3 m/s时，水对杯底的压力大小．[答案] (1)2.42 m/s (2)2.6 N[解析] (1)在最高点水不流出的条件是重力不大于水做圆周运动所需要的向心力，即：mg ≤m v 2l，则所求最小速率：v 0＝lg ＝0.6×9.8 m/s ＝2.42 m/s.(2)当水在最高点的速率大于v 0时，只靠重力提供向心力已不足，此时杯底对水有一竖直向下的压力，设为F N ，由牛顿第二定律有：F N ＋mg ＝m v ′2l即F N ＝m v ′2l－mg ＝2.6 N由牛顿第三定律知，水对杯底的作用力F N ′＝F N ＝2.6 N ，方向竖直向上．。

新人教版必修2《56_向心力》同步练习卷(有答案)

新人教版必修2《5.6 向心力》同步练习卷（1）一、选择题（共3小题，每小题3分，满分9分）1. 关于向心力的说法中错误的是（）A.物体受到向心力的作用才可能做圆周运动B.向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中一种力或一种力的分力D.向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢2. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由N向M行驶速度逐渐减小。

图A，B，C，D分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（）A. B.C. D.3. 关于向心力的说法正确的是（）A.物体由于做圆周运动而产生了向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.作匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D.作圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力二、填空题（共1小题，每小题3分，满分3分）质量为6×102kg的汽车，以10m/s的速度驶过半径为80m的圆环形车道，求汽车的向心加速度和所需的向心力。

三、选择题（共7小题，每小题3分，满分21分）2010年2月16日，在加拿大城市温哥华举行的第二十一届冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛落下帷幕，中国选手申雪、赵宏博获得冠军．如图所示，如果赵宏博以自己为转动轴拉着申雪做匀速圆周运动．若赵宏博的转速为30r/min，手臂与竖直方向夹角为60∘，申雪的质量是50kg，她触地冰鞋的线速度为4.7m/s，则下列说法正确的是（）A.申雪做圆周运动的角速度为2π rad/sB.申雪触地冰鞋做圆周运动的半径约为2 mC.赵宏博手臂拉力约是850 ND.赵宏博手臂拉力约是500 N如图所示，质量为m的小球，从位于竖直平面内的圆弧形曲面上下滑，由于摩擦力的作用，小球从a到b运动速率增大，b到c速率恰好保持不变，c到d速率减小，则（）A.小球ab段和cd段加速度不为零，但bc段加速度为零B.小球在abcd段过程中加速度全部不为零C.小球在整个运动过程中所受合外力大小一定，方向始终指向圆心D.小球只在bc段所受合外力大小不变，方向指向圆弧圆心一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替．如图(a)所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径．现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度υ0抛出，如图(b)所示．则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（）A.v02g B.v02sin2αgC.v02cos2αgD.v02cos2αg sinαm1、m2是质量分别为50g和100g的小球，套在水平光滑杆上，如图所示，两球相距21cm，并用细线相连接，欲使小球绕轴以600r/min的转速在水平面内转动而不滑动，两球离转动中心多远？线上拉力是多大？如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半．内壁上有一质量为m的小物块．当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力大小为________和支持力的大小为________；当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度为________．如图所示，已知绳长l＝0.2米，水平杆长L＝0.1米，小球m的质量m＝0.3千克，整个装置可绕竖直轴转动，当该装置以某一角速度转动时，绳子与竖直方向成30∘角。