高中物理第五章曲线运动课时作业5向心力新人教版必修2试卷

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高中物理第五章曲线运动第6节向心力课时作业(含解析)新人教版必修2(new)

第五章第六节向心力基础夯实一、选择题（1、2题为单选题，3~5题为多选题）1．对做圆周运动的物体所受的向心力说法正确的是错误!（ B )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：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正确；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．(河北省定州中学2016～2017学年高一下学期检测)在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系”的实验中，如图所示,是研究哪两个物理量之间的关系错误!( A ）A．研究向心力与质量之间的关系B．研究向心力与角速度之间的关系C．研究向心力与半径之间的关系D．研究向心力与线速度之间的关系解析：由图看出此时研究向心力与质量之间的关系,故选A。

3．如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，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错误!（CD ）A．绳的拉力B．重力和绳拉力的合力C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力解析：小球在竖直平面内做变速圆周运动，受重力和绳的拉力作用，由于向心力是指向圆心方向的合外力,因此它可以是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以是各力沿绳方向的分力的合力，故选C、D。

4．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，下列说法正确的是错误!（AD ）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解析：由F n＝m错误!，可得F n＝200N，选项A正确。

人教版高中物理必修二第五章曲线运动

（精心整理，诚意制作）第五章曲线运动一、选择题1．（20xx•上海）图为在平静海面上，两艘拖船A、B拖着驳船C运动的示意图．A、B的速度分别沿着缆绳CA、CB方向，A、B、C不在一条直线上．由于缆绳不可伸长，因此C的速度在CA、CB方向的投影分别与A、B的速度相等，由此可知C的（）A．速度大小可以介于A、B的速度大小之间B．速度大小一定不小于A、B的速度大小C．速度方向可能在CA和CB的夹角范围外D．速度方向一定在CA和CB的夹角范围内2．（20xx•海南）关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（）A．物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变C．物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心D．物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直3．（20xx•上海）小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰．第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为（取g=10m/s2）（）A．三个 B．四个 C．五个 D．六个4．（20xx•江苏）将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是（）A． B． C．D．5．（20xx•上海）如图，人沿平直的河岸以速度v 行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行．当绳与河岸的夹角为α，船的速率为（）6．（20xx•江苏）如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OA=OB．若水流速度不变，两人在靜水中游速相等，则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为（）A．t甲＜t乙B．t甲=t乙C．t甲＞t乙D．无法确定7．（20xx•广东）如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上，已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是（）C．球从击球点至落地点的位移等于LD．球从击球点至落地点的位移与球的质量有关二、填空题1．（20xx•××区二模）如图所示，是小球做平抛运动中的一段轨迹，已知小球质量m=0.2kg，取重力加速度g=10m/s2，则由轨迹对应的坐标值可求得其初速度v0=_________ m/s；若以抛出点为零势能参考平面，小球经P点时的重力势能E_________ J．p=2．（20xx•××区二模）质量为100kg的小船静止在水面上，船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙，当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后，小船的速度大小为_________ m/s，方向是_________ ．3．（20xx•郑州二模）某兴趣小组利用物理学知识测量某农庄喷水口的流量Q（Q=Sv，S 为出水口的横截面积，v为出水口的水流速度），方法如下：（1）先用游标卡尺测量圆形喷水口的内径d．如图为正确测量得到的结果，由此可得出水口的内径d=_________ mm．（2）打开水阀，让水从喷水口竖直向上喷出，稳定后测得水柱最高点距喷水口竖直距离为h，则喷出的水的初速度=_________（用h、g表示）．（3）根据上述测量值，可得喷水口水的流量Q=_________（用d、h、g表示）．4．（20xx•天津三模）（1）如图a所示，一竖直的半圆形光滑轨道与一光滑曲面在最低点平滑连接，一小球从曲面上距水平面高h处由静止释放，恰好通过半圆最高点，则半圆的半径R=_________（2）用游标卡尺测量小球的直径，如图b所示的读数是_________mm．5、18．（20xx•××区二模）如图a所示，某实验小组对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改制，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色两个相同的小球A、B都由斜槽某位置静止释放．启动闪光连拍相机对上述实验过程拍照．实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分小球位置示意图．（1）根据小球位置示意图可以判断闪光间隔为_________s．（g=10m/s2）（2）（多选题）根据部分小球位置示意图，下列说法正确的是_________（A）白球A先释放，黑球B后释放（B）A球抛出点坐标（0，0）（C）B球抛出点坐标（0.95，0.50）（D）两小球释放位置到平抛槽口的高度差相同三、解答题1．（20xx•海南）如图，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中AB是长为R的水平直轨道，BCD是圆心为O、半径为R的圆弧轨道，两轨道相切于B点．在外力作用下，一小球从A点由静止开始做匀加速直线运动，到达B点时撤除外力．已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C，重力加速度大小为g．求：（1）小球从在AB段运动的加速度的大小；（2）小球从D点运动到A点所用的时间．2．（20xx•海南）如图，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆．ab为沿水平方向的直径．若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的c点．已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半，求圆的半径．第五章曲线运动一、选择题1、解：A、B、船C沿着绳子靠向A船的同时还要绕A船转动；同理，船C沿着绳子靠向B 船的同时还要绕B船转动；先将船C的速度先沿着平行AC绳子和垂直AC绳子方向正交分解；再将船C的速度先沿着平行BC绳子和垂直BC绳子方向正交分解；由于绳子不可伸长，故每条船沿着绳子方向的分速度是相等的；由于船C的速度方向未知，可能在AC与BC绳子之间，也可能不在在AC与BC绳子之间，故两船速度大小无法比较，但从图中可以看出，两拖船速度一定小于C船速度；故A错误，B正确；C、D、由于船C的合速度方向未知，可以在AC与BC绳子之间，也可能不在在AC与BC 绳子之间，故C正确，D错误；故选：BC．2、解：A、合力的方向与加速度方向相同，与速度的方向和位移的方向无直接关系，当物体做加速运动时，加速度方向与速度方向相同；当物体做减速运动时，加速度的方向与速度的方向相反，故A正确，B、物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向不一定改变，比如：平抛运动，故B 错误．C、物体做匀速圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心，若非匀速圆周运动，则合外力一定不指向圆心，故C错误．D、物体做匀速率曲线运动时，速度的大小不变，所以其所受合外力始终指向圆心，则其的方向总是与速度方向垂直，故D正确，故选AD．3、解：小球做竖直上抛运动，从抛出到落地的整个过程是匀变速运动，根据位移时间关系公式，有：代入数据，有：解得：t=0（舍去）或 t=1.2s每隔0.2s抛出一个小球，故第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为：故选C．4、解：B、D、皮球竖直向上抛出，受到重力和向下的空气阻力，根据牛顿第二定律，有：mg+f=ma根据题意，空气阻力的大小与速度的大小成正比，有：f=kv联立解得：A、C、由于速度不断减小，故加速度不断减小，到最高点速度为零，阻力为零，加速度为g，不为零，故BD均错误；，由于加速度减小，，故a-t图象的斜率不断减小，故A错误，C正确；故选：C．5、解：将人的运动速度v沿着绳子方向和垂直绳子方向正交分解，如图，由于绳子始终处于绷紧状态，因而小船的速度等于人沿着绳子方向的分速度根据此图得v船=vcosα故选C．6、解：设游速为v，水速为v0，OA=OB=l，则甲整个过程所用时间：乙为了沿OB运动，速度合成如图：则乙整个过程所用时间：t乙＝∴t甲＞t乙，∴选C正确，选项A、B、D错误．故选：C．7、解：网球做的是平抛运动，在水平方向上匀速直线运动：L=Vt在竖直方向上，小球做自由落体运动：代入数据解得：，所以AB正确．位移是指从初位置到末位置的有向线段，初位置是在球网正上方距地面H处，末位置是在底线上，所以位移的大小为，与球的质量无关，所以CD错误．故选AB．二、填空题1、解：在竖直方向上有：△y=gT2，横坐标为20cm点的竖直方向的分速度，经历的时间．在这段时间内水平位移x=v0t=0.2m，竖直位移，所以抛出点的横坐标为0.1-0.2=-0.1m=-10cm．纵坐标为0.15-0.20m=-0.05m=-5cm，即抛出点的坐标为（-10cm，-5cm）．那么小球经P点时的重力势能E p=-mgh=-0.2×10×（0.15+0.05）=-0.4J．故答案为：2.0；-0.4．2、解：甲乙船三者组成的系统动量守恒．规定向左为正方向．设小船的速度大小为v，由动量守恒定律有：0=m甲v甲+m乙v乙+mv0=40×3-60×3+100v解得：v=0.6m/s．速度v为正值，说明方向向左．故答案为：0.6，向左．3、（20xx•郑州二模）某兴趣小组利用物理学知识测量某农庄喷水口的流量Q（Q=Sv，S 为出水口的横截面积，v为出水口的水流速度），方法如下：（1）先用游标卡尺测量圆形喷水口的内径d．如图为正确测量得到的结果，由此可得出水口的内径d=10.10 mm．（2）打开水阀，让水从喷水口竖直向上喷出，稳定后测得水柱最高点距喷水口竖直距离为h，则喷出的水的初速度=（用h、g表示）．（3）根据上述测量值，可得喷水口水的流量Q=（用d、h、g表示）．考点：专题：实验题；直线运动规律专题．分析：（1）游标卡尺读数由两部分组成，注意精确度和记录单位（2）喷出的水做竖直上抛运动，由匀变速规律可得初速度（3）流量为单位时间内喷出的水柱的体积，用速度乘以横截面积即可解答：解：（1）主尺读数为：1.0cm=10mm，游标尺读数为：2×0.05mm=0.10mm，出水口的内径d=10.10mm（2）喷出的水做竖直上抛运动，由竖直上抛规律得：即（3）流量为单位时间内喷出的水柱的体积，用速度乘以横截面积，故：Q=Sv0=故答案为：（1）10.10 （2）（3）点评：注意游标卡尺的读数及记录单位；注意建立物理模型，喷出的水做竖直上抛运动，根据运动的规律求解初速度，从而计算流量，此即物理与生活的联系4．（20xx•天津三模）（1）如图a所示，一竖直的半圆形光滑轨道与一光滑曲面在最低点平滑连接，一小球从曲面上距水平面高h处由静止释放，恰好通过半圆最高点，则半圆的半径R=（2）用游标卡尺测量小球的直径，如图b所示的读数是10.50mm．考点：专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：（1）小球恰好能通过圆弧轨道最高点，此时恰好由重力作为向心力，由向心力的公式可以求得在最高点的速度大小，从开始到到最高点的过程中，小球的机械能守恒，从而可以求得半圆的半径R．（2）此游标尺的精确度为0.05mm，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．解答：解：（1）小球通过最高点时，由重力充当向心力，则有：mg=从开始运动到最高点的过程中，小球的机械能守恒，则得：mg（h﹣2R）=联立以上两式解得：R=h．（2）此游标尺的精确度为0.05mm，游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为：10mm+0.50mm=10.50mm．故答案为：（1）；（2）10.50．点评：解决本题的关键掌握圆周运动最高点的临界条件，知道游标卡尺的读数方法：主尺读数加上游标读数．5．（20xx•××区二模）如图a所示，某实验小组对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改制，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色两个相同的小球A、B都由斜槽某位置静止释放．启动闪光连拍相机对上述实验过程拍照．实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分小球位置示意图．（1）根据小球位置示意图可以判断闪光间隔为0.1s．（g=10m/s2）（2）（多选题）根据部分小球位置示意图，下列说法正确的是ABD（A）白球A先释放，黑球B后释放（B）A球抛出点坐标（0，0）（C）B球抛出点坐标（0.95，0.50）（D）两小球释放位置到平抛槽口的高度差相同点：专题：实验题；平抛运动专题．分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动．根据竖直方向上在相邻的相等的时间间隔内位移之差是一恒量，即△y=gT2，求出时间间隔．即为闪光间隔．求出球在某点竖直方向上的分速度，求出运动时间，则求出水平位移和竖直位移，从而求出抛出点的坐标．比较两球在水平方向上的速度，即可知道是否从相同位置由静止释放．解答：解：（1）根据△y=gT2得：T=（2）A、由图可以看出，A球到达C点的时间比B球到达C点的时间长，而AB球同时到达C点，所以A球先释放，故A正确；B、A球水平速度为v0==1.5m/s，左边第二个球在竖直方向上的分速度vy=m/s=1m/s，运动的时间t==0.1s．此时水平位移为x=v0t=0.15m，竖直位移为y= =0.05m，可知抛出点的坐标为（0，0）．故B正确．C、B球水平速度v0==1.5m/s，右边1、3两个球在竖直方向上的位移为0.3m，右边第二个球在竖直方向上的分速度vy=m/s=1.5m/s，则运动的时间t==0.15s．此时水平位移为x=v0t=0.225m，竖直位移为y==0.1125m，所以抛出点的横坐标为0.8+0.225m=1.025m．纵坐标为0.6﹣0.1125m=0.4875m．故C错误．D、两球平抛运动的初速度都是1.5m/s．所以两小球释放位置到平抛槽口的高度差相同，故D正确．故选：ABD．故答案为：（1）0.1s，（2）ABD点评：解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动．三、解答题1．（20xx•海南）如图，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中AB是长为R的水平直轨道，BCD是圆心为O、半径为R的圆弧轨道，两轨道相切于B点．在外力作用下，一小球从A点由静止开始做匀加速直线运动，到达B点时撤除外力．已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C，重力加速度大小为g．求：（1）小球从在AB段运动的加速度的大小；（2）小球从D点运动到A点所用的时间．点：专题：压轴题；牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：（1）物体恰好通过最高点，意味着在最高点是轨道对滑块的压力为0，即重力恰好提供向心力，这样我们可以求出C点速度，从B到C的过程中运用动能定理求出B 点速度，根据匀加速直线运动位移速度公式即可求解加速度；（2）小球离开D点做加速度为D的匀加速直线运动，根据位移时间公式即可求解时间．解答：解：（1）小滑块恰好通过最高点，则有：mg=m解得：从B到C的过程中运用动能定理得：=﹣mg•2R解得：v B=根据位移速度公式得：2aR=解得：a=（2）从C到D的过程中运用动能定理得：=mgR解得：小球离开D点做加速度为D的匀加速直线运动，根据位移时间公式得：R=解得：t=答：（1）小球从在AB段运动的加速度的大小为；（2）小球从D点运动到A点所用的时间为．点评：本题主要考查了动能定理，运动学基本公式的直接应用，物体恰好通过C点是本题的突破口，这一点要注意把握，难度适中．2．（20xx•海南）如图，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆．ab为沿水平方向的直径．若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的c点．已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半，求圆的半径．考点：专题：压轴题．分析：平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，竖直方向上的位移已经知道了，但是水平方向的位移要用三角形的知识来求，然后才能求圆的半径．解答：解：设圆半径为r，质点做平抛运动，设水平方向的位移为x，竖直方向上的位移为y，则：x=v0t﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②过c点做cd⊥ab于d点，Rt△acd∽Rt△cbd可得cd2=ad•db即为：﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①②③得：所以圆的半径为．点评：考查平抛运动规律的应用，但是水平方向的位移不知道，所以用的数学的知识较多，需要熟练的应用三角形的边角关系．。

2020-2021学年高一下学期物理人教版必修二第五章曲线运动同步练习含答案

2021春人教物理必修二第五章曲线运动同步练习含答案必修二第五章曲线运动一、选择题1、在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示．关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是()A．相对地面做匀速直线运动B．相对地面做匀加速直线运动C．t时刻猴子对地速度的大小为v0＋atD．t时间内猴子对地的位移大小为x2＋h22、如图所示,在一次救灾工作中,一架离水面高为H、沿水平直线飞行的直升机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B,在直升机A和伤员B以相同的水平速率匀速运动的同时,悬索将伤员吊起。

设经t时间后,A,B之间的距离为l,且l=H-t2,则在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是( )3、如图所示,下面关于物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切值tan θ随时间t的变化图象正确的是( )4、（双选）选用如图所示的四种装置图“研究平抛运动规律”时，其操作合理且必须的是（）A. 选用装置1，每次不必控制小锤打击弹性金属片的力度 B. 选用装置每次应从斜槽上同一位置由静止释放钢球 C. 选用装置3，竖直管上端管口A 应高于瓶内水面 D. 选用装置4，可以不用调节斜槽轨道末端至水平5、如图所示是自行车传动结构的示意图，其中A 是半径为r 1的大齿轮，B 是半径为r 2的小齿轮，C 是半径为r 3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s ，则自行车前进的速度为( )A.πnr 1r 3r 2B.πnr 2r 3r 1C.2πnr 1r 3r 2D.2πnr 2r 3r 16、如图所示,一球体绕轴O 1O 2以角速度ω匀速旋转,A 、B 为球体上两点,下列几种说法中正确的是 ( )A.A 、B 两点具有相同的角速度B.A 、B 两点具有相同的线速度C.A、B两点的向心加速度的方向都指向球心D.A、B两点的向心加速度之比为2∶17、如图所示，一圆盘可绕通过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一小木块A.它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动，如图所示.则关于木块A的受力，下列说法正确的是（）A.木块A受重力、支持力、静摩擦力和向心力B.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反C. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心D. 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同8、有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形大容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为（）A．游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁B．游客处于失重状态C．游客受到的摩擦力等于重力D．游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势9、在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示。

人教版高中物理必修2第五章曲线运动6. 向心力习题(1)

双基限时练(七)向心力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 v2 r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．F1:F2＝5:3 D．F1:F2＝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F2＝mr2ω2，对B 球有F1－F2＝mr1ω2，已知r2＝2r1，各式联立解得F1＝32F2，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2第五章曲线运动6.向心力习题(1)

C． F 1:F 2＝5:3
D．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＝ mr1ω2，已知 r 2＝ 2r1，各式联立解得
.
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4. 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＝2:3
B．F 1:F 2＝3:2
.
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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．
F cosθ＋F Nsinθ＝mg，在 x 轴方向，根据牛顿第二定律，得
F sinθ－F Ncosθ＝mLω 2sinθ，解得 F ＝m(gcosθ＋Lω2sin2θ)．

人教版高中物理必修二第五章5.6向心力同步练习及答案

人教版高中物理必修二 5.6 向心力同步练习一、选择题1.由于微小形变不易直接观察，某探究学习小组利用如图所示的实验装置，观察玻璃瓶在压力作用下发生的微小形变，该实验体现了（的微小形变，该实验体现了（） A. 控制变量法 B. 放大的思想 C. 比较的方法 D. 等效的方法等效的方法2.光盘驱动器在读取内圈数据时，以恒定线速度方式读取．而在读取外圈数据时，以恒定角速度的方式读取．设内圈内边缘半径为R 1 ，内圈外边缘半径为R 2 ，外圈外边缘半径为R3.A ，B ，C 分别为内圈内边缘、内圈外边缘和外圈外边缘上的点．则读取内圈上A 点时A 点的向心加速度大小和读取外圈上C 点时C 点的向心加速度大小之比为( )A. B. C. D.3.“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。

摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。

下列叙述正确的是座舱在竖直面内做匀速圆周运动。

下列叙述正确的是A. 摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B. 在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C. 摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D. 摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变4.在水平面上转弯的摩托车，如图所示，提供向心力是（）A. 重力和支持力的合力B. 静摩擦力C. 滑动摩擦力D. 重力、支持力、牵引力的合力重力、支持力、牵引力的合力5.如图所示，一小球绕圆心O 做匀速圆周运动．已知圆周半径为r ，小球运动的角速度为ω，则它运动的向心加速度大小为（向心加速度大小为（）A. B. B. ωr ωr ωr C. C. ωω22r D. D. ωr ωr 226.如图所示，有一半径为r=0.5m 的粗糙半圆轨道，A 与圆心O 等高，有一质量为m=0.2kg 的物块（可视为质点），从A 点静止滑下，滑至最低点B 时的速度为v=1m/s ，，下列说法正确的是（）A. 物块过B 点时，对轨道的压力大小是0.4NB. 物块过B 点时，对轨道的压力大小是2.0NC. A 到B 的过程中，克服摩擦力做的功为0.9JD. A 到B 的过程中，克服摩擦力做的功为0.1J 7.乘坐游乐园的翻滚过山车，质量为m 的人随车在竖直平面内旋转时，下列说法正确的是（）A. 车在最高点时，车在轨道内侧，人处于倒坐状态，被保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B. 人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mgC. 人在最低点时对座位的压力等于mgD. 人在最低点时对座位的压力大于mg8.物理学在研究实际问题时，常常进行科学抽象，即抓住研究问题的主要特征，不考虑与当前研究问题无关或影响较小的因素，建立理想化模型．下列各选项是物理学中的理想化模型的有（）①.质点 ②.自由落体运动 ③.参考系 ④.重力重力A. A. ①③①③①③B. B. B. ①②①②①②C. C. C. ①④①④①④D. D. D. ②④②④ 9.如图所示，轻绳的上端系于天花板上的O 点，下端系有一只小球．将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放．当绳摆到竖直位置时，与钉在O 点正下方P 点的钉子相碰．在绳与钉子相碰瞬间，以下物理量的大小没有发生变化的是（）A. 小球的线速度大小B. 小球的角速度大小小球的角速度大小C. 小球的向心加速度大小小球的向心加速度大小D. 小球所受拉力的大小小球所受拉力的大小二、多选题10.经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线速度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L ，质量之比为m 1：m 2=3：2．则可知（）A. m 1：m 2做圆周运动的角速度之比为3：2B. m 1：m 2做圆周运动的线速度之比为2：3C. m 1做圆周运动的半径为做圆周运动的半径为D. m 2做圆周运动的半径为做圆周运动的半径为11.竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道，如图所示，A 、M 、B 三点位于同一水平面上，C 、D 分别为两轨道的最低点，将两个相同的小球分别从A 、B 处同时无初速释放．则（）A. 通过C ，D 时，两球的线速度大小相等B. 通过C ，D 时，两球的角速度大小相等时，两球的角速度大小相等C. 通过C ，D 时，两球的机械能相等D. 通过C ，D 时，两球对轨道的压力相等时，两球对轨道的压力相等12.如图所示，一根轻质弹簧一端固定在天花板的木桩上，另一端连接一个质量为m 的小球，最初弹簧处于水平且为原长，现将小球由静止释放，当小球第一次运动到最低点时弹簧刚好竖直，此时弹簧的弹性势能为E p ，弹簧的长度为l ，弹簧的弹力大小为F ，小球的加速度大小为a ，重力加速度为g ，则（）A. F=B. F=C. a=D. a=三、填空题13.汽车在半径为R 的水平弯道上转弯，车轮与地面的摩擦系数为μ，那么汽车行驶的最大速率为________ ．14.如图所示，汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为θ，半径为r ，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是________．15.如图所示，一质量为m 的汽车保持恒定的速率运动，若通过凸形路面最高处时对路面的压力________（“大于”，“小于”）汽车的重力；通过凹形路面最低处时对路面的压力________（“大于”，“小于”）汽车的重力．重力．16.汽车安全驶过半径为R 的凸桥顶点时的最大速度是________．17.如图所示皮带转动轮，大轮直径是小轮直径的2倍，A 是大轮边缘上一点，B 是小轮边缘上一点，C 是大轮上一点，C 到圆心O 1的距离等于小轮半径．转动时皮带不打滑，则A 、B 两点的角速度之比ωA ：ωB=________，B、C两点向心加速度大小之比a B：a C=________．18.某学习小组做探究向心力与向心加速度关系实验．实验装置如图甲：一轻质细线上端固定在拉力传感器O点，下端悬挂一质量为m的小钢球．小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动．已，主要实验步骤如下：知重力加速度为g，主要实验步骤如下：①用游标卡尺测出小球直径d；②按图甲所示把实验器材安装调节好．当小球静止时，如图乙所示，毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐（图中未画出），测得悬点O到球心的距离L=________m；③利用拉力传感器和计算机，描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线，如图丙所示．④利用光电计时器（图中未画出）测出小球经过B点过程中，其直径的遮光时间为△t；可得小球经过B点瞬时速度为v=________（用d、△t表示）．表示）．⑤若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律，则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F1（或F2）应满足的关系式为：________．19.用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动．若使小球不离开桌面，则小球运动的半径是________，其转速最大值是________。

人教版高中物理必修二第五章第六节向心力+题+Word版含答案27

第五章曲线运动第六节向心力A级抓基础1．下列关于做匀速圆周运动的物体所受向心力的说法中，正确的是()A．物体除其他的力外还要受到一个向心力的作用B．物体所受的合力提供向心力C．向心力是一个恒力D．向心力的大小一直在变化解析：向心力是一个效果力，并不单独存在，选项A错误；做匀速圆周运动的物体所受合力提供向心力，大小不变，方向时刻指向圆心，选项B正确，选项C、D错误．答案：B2．做匀速圆周运动的物体，它所受的向心力的大小必定与() A．线速度平方成正比B．角速度平方成正比C．运动半径成反比D．线速度和角速度的乘积成正比解析：因做匀速圆周运动的物体满足关系F n＝m v2R＝mRω2＝m vω，由此可以看出在R、v、ω是变量的情况下，F n与R、v、ω是什么关系不能确定，只有在R一定的情况下，向心力才与线速度的平方、角速度的平方成正比；在v一定时，F n与R成反比；ω一定时，F n与R成正比．故选项A、B、C错误，而从F n＝m vω看，因m是不变的，故选项D正确．答案：D3．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：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．答案：B4.如图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速转动，下列说法中正确的是()A．物块处于平衡状态B．物块受三个力作用C．在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越不容易脱离圆盘D．在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越不容易脱离圆盘解析：对物块进行受力分析可知，物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用，合力提供向心力，A 错，B 正确．根据向心力公式F ＝mrω2可知，当ω一定时，半径越大，所需的向心力越大，物块越容易脱离圆盘；根据向心力公式F ＝mr ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2可知，当物块到转轴距离一定时，周期越小，所需向心力越大，物块越容易脱离圆盘，C 、D 错误．答案：B5.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 1(如图所示)．其中G 和F 1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 1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：D6.如图所示，小球在半径为R 的光滑半球面内贴着内壁在水平面内做匀速圆周运动，小球与半球球心的连线与竖直方向的夹角为θ，求小球的周期T (已知重力加速度为g )．解析：小球只受重力和球内壁的支持力的作用，此二力的合力沿水平方向指向圆心，即该二力的合力等于向心力，如图所示．故向心力F ＝mg ·tan θ.①小球做圆周运动的半径r ＝R sin θ.②根据向心力公式F ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r .③ 解以上①②③得T ＝2πR cos θg. 答案：2π R cos θg 7．(多选)如图所示，长为L 的悬线固定在O 点，在O 点正下方有一钉子C ，OC 距离为L 2，把悬线另一端的小球m 拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的( )A ．线速度突然增大为原来的2倍B ．角速度突然增大为原来的2倍C ．向心加速度突然增大为原来的2倍D ．悬线拉力突然增大为原来的2倍解析：悬线与钉子碰撞前后，线的拉力始终与小球运动方向垂直，小球的线速度不变，A 错；当半径减小时，由ω＝v r知ω变大为原来的2倍，B 对；再由a n ＝v 2r知向心加速度突然增大为原来的2倍，C 对；而在最低点F －mg ＝m v 2r，故碰到钉子后合力变为原来的2倍，悬线拉力变大，但不是原来的2倍，D 错．答案：BCB 级提能力8.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F1－F2＝mr1ω2，已知r2＝2r1，各式联立解得F1＝32F2，故B对，A、C、D错．答案：B9.质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为ω，如图所示，则杆的上端受到球对其作用力的大小为()A．mω2R B．m g2－ω4R2C．m g2＋ω4R2D．不能确定解析：对小球进行受力分析，小球受两个力：一个是重力mg，另一个是杆对小球的作用力F，两个力的合力充当向心力．由平行四边形定则可得：F＝m g2＋ω4R2，再根据牛顿第三定律，可知杆受到球对其作用力的大小为F＝m g2＋ω4R2.故选项C正确．答案：C10．如图，在验证向心力公式的实验中，质量为m的钢球①放在A盘的边缘，质量为4m的钢球②放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2∶1.a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮．a轮、b轮半径之比为1∶2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力之比为()A ．2∶1B ．4∶1C ．1∶4D ．8∶1解析：皮带传送，边缘上的点线速度大小相等，所以v a ＝v b ，a轮、b 轮半径之比为1∶2，所以ωa ωb ＝21，共轴的点，角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等，则ω1 ω2＝21，根据向心加速度a ＝rω2，a 1a 2＝81.由向心力公式F n ＝ma ，得F 1F 2＝m 1a 1m 2a 2＝21.A 正确．答案：A11.(多选)一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A 和B 沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A 的运动半径较大，则( )A ．A 球的角速度必小于B 球的角速度B ．A 球的线速度必小于B 球的线速度C ．A 球的运动周期必大于B 球的运动周期D ．A 球对筒壁的压力必大于B 球对筒壁的压力解析：两个小球均受到重力mg 和筒壁对它的弹力F N 的作用，其合力必定在水平面内时刻指向圆心．由图可知，筒壁对球的弹力F N ＝mg sin θ，向心力F n ＝mg tan θ，其中θ为圆锥顶角的一半．对于A 、B 两球因质量相等，θ角也相等，所以A 、B 两小球受到筒壁的弹力大小相等，A 、B 两小球对筒壁的压力大小相等，D 错误；由牛顿第二定律知，mg tan θ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2r T2.所以，小球的线速度v ＝gr tan θ，角速度ω＝ g r cot θ，周期T ＝2π r tan θg.由此可见，小球A 的线速度必定大于小球B 的线速度，B 错误；小球A 的角速度必小于小球B 的角速度，小球A 的周期必大于小球B 的周期，A 、C 正确．答案：AC12.如图所示，水平转盘上放有质量为m 的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳子长为r ，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求：(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度；(2)当角速度为 3μg 2r时，绳子对物体拉力的大小．解析：(1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零且转速达到最大，设转盘转动的角速度为ω0，则μmg ＝mω20r ，得ω0＝μg r .(2)当ω＝3μg 2r时，ω＞ω0，所以绳子的拉力F 和最大静摩擦力共同提供向心力，此时，F ＋μmg ＝mω2r ，即F ＋μmg ＝m ·3μg 2r·r ，得F ＝12μmg .答案：(1) μg r (2)12 μmg。

2020-2021学年高中物理新人教版必修第二册 5.1曲线运动课时作业5(含解析)

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册5.1曲线运动课时作业5（含解析）1．对于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（）A．速度一定增大B．加速度方向一定发生变化C．位移的方向一定由初位置指向末位置D．一定受到变力作用2．关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．曲线运动一定是变速运动B．曲线运动的物体加速度一定变化C．曲线运动的物体所受合外力一定为变力D．曲线运动的物体所受合力方向一定变化3．物体在几个水平恒力作用下在水平面做匀速直线运动，若突然撤去与速度方向垂直的一个力F，它将做（）A．匀速圆周运动B．匀加速直线运动C．匀减速直线运动D．匀变速曲线运动4．下列说法正确的是A．做曲线运动的物体的合力一定是变化的B．两匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动C．做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定，方向始终指向圆心D．做平抛运动的物体在相同的时间内速度的变化不同5．关于物体做曲线运动时的速度和加速度，下列说法正确的是A．速度可以不变，加速度也可以不变B．速度一定改变，加速度可以不变C．速度可以不变，加速度一定改变D．速度一定改变，加速度也一定改变6．一个质点在恒力F的作用下，由O点运动到A点的轨迹如图所示，在A点时速度的方向与x轴平行，则恒力F的方向可能沿（）A．+x轴B．-x轴C．+y轴D．-y轴7．曲线运动是自然界更为普遍的运动形式，下面关于曲线运动的一些说法中，正确的是( )A．物体只要受到变力的作用，就会做曲线运动B．物体在方向不变的外力作用下一定会做直线运动C．物体在方向不断变化的外力作用下一定会做曲线运动D．物体在大小不变的外力作用下必做匀变速曲线运动8．关于运动和力，下列说法中正确的是（）A．物体受到恒定合外力作用时，一定作匀速直线运动B．物体受到变化的合外力作用时，它的运动速度大小一定变化C．物体做曲线运动时，合外力方向一定与瞬时速度方向垂直D．所有曲线运动的物体，所受的合外力一定与瞬时速度方向不在一条直线上9．已知河水自西向东流动，流速为v1，小船在静水中的速度为v2，且v2＞v1，用小箭头表示船头的指向及小船在不同时刻的位置，虚线表示小船过河的路径，则图中可能的是（）A．B．C．D．10．热气球沿图2所示Oy方向做匀减速运动，沿Ox方向做匀加速运动，热气球的运动轨迹可能为图2中的（）A ．曲线①B ．直线②C ．曲线③D ．曲线④11．关于曲线运动，下列说法中错误的是（）A ．匀变速运动不可能是曲线运动B ．曲线运动一定是变速运动C ．匀速圆周运动是变速运动D ．做曲线运动的物体受到的合力肯定不为零12．质量为m 的物体，在F 1、F 2、F 3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F 1、F 2不变，仅将F 3的方向改变90○ (大小不变)后，物体可能做（）A ．加速度大小为3F m 的匀变速直线运动B ．加速度大小为32F m 的匀变速直线运动C ．加速度大小为32F m的匀变速曲线运动 D ．匀速直线运动 13．小船横渡一条两岸平行的河流，船本身提供的速度（即静水速度）大小不变、船身方向垂直于河岸，水流速度与河岸平行，已知小船的运动轨迹如图所示，则（）A ．越接近河岸水流速度越小B ．越接近河岸水流速度越大C ．无论水流速度是否变化，这种渡河方式耗时最短D ．该船渡河的时间会受水流速度变化的影响14．某质点在几个恒力作用下做匀速直线运动．现突然将与质点速度方向相反的一个力旋转90°，则关于质点运动状况的叙述正确的是（）A ．质点的速度一定越来越大B．质点的速度可能先变大后变小C．质点做类平抛运动D．质点一定做匀变速曲线运动15．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是（）A．物体做曲线运动，其加速度一定改变B．物体做曲线运动，其速度一定改变C．物体受恒力作用时，可能做曲线运动D．物体做曲线运动的原因是物体所受合力的方向与加速度的方向不相同16．关于做曲线运动物体的速度和加速度，下列说法中正确的是( )A．速度方向不断改变，加速度方向不断改变B．速度方向不断改变，加速度一定不为零C．加速度越大，速度的大小改变得越快D．加速度越大，速度改变得越快17．一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动。

人教版高一物理必修2第五章曲线运动第六节向心力练习卷(2)含答案

人教版高一物理必修2第五章曲线运动第六节向心力练习卷（2）含答案选修2 第五章曲线运动向心力练习题（2）班别姓名学号1．在杂技节目“水流星”的表演中，杯的质量m1=0.1 kg，内部盛水质量m2=0.4 kg，杯碗的绳子长l=0.5m，使碗在竖直平面内做圆周运动，如果碗通过最高点的速度υ1=9 m/s，通过最低点的速度υ2=10 m/s，求：(1)杯在最高点时绳的拉力及水对碗的压力；(2)杯在最低点时绳的拉力及水对碗的压力．(g=10 m/s2)2．如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r=20cm处放置一小物块A，其质量为m=2kg，A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍（k=0.5），试求：（1）当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时，物块与圆盘间的摩擦力的大小为多大？（2）欲使A与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大？（取重力加速度2）10/g m s3．如图，细绳一端系着质量M=0.6kg的物体，静止在水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔距离为0.2m，并知M和水平面的最大静摩擦力为2N，现使此平面绕中心轴线转动，问角速度ω在什么范围m 会处于静止状态？（g取10m/s2）参考答案2．【解析】（1）物块做圆周运动的向心力由摩擦力提供，当圆盘转动的角速度ω=2rad/s 时，物块与圆盘间的摩擦力为： 2 1.6f mr N ω==(2) 欲使A 与盘面间不发生相对滑动，则滑块旋转时需要的向心力不能超过最大摩擦力：综上所述本题答案：(1) 1.6f N = (2) 5/rad s ω=3．【解析】设物体M 和水平面保持相对静止．当ω具有最小值时，M 有向圆心运动趋势，故水平面对M 的静摩擦力方向背离圆心，且等于最大静摩擦力2N根据牛顿第二定律有： 21m T fM r ω=﹣解得1 2.9/rad s ω= 当ω具有最大值时，M 有离开圆心趋势，水平面对M 摩擦力方向指向圆心，大小也为2N 根据牛顿第二定律有：22m T f M r ω+= 解得 6.5/rad s ω=所以ω范围是： 2.9/ 6.5/rad s rad s ω≤≤。

2020高中物理第五章曲线运动 6 向心力习题新人教版必修2

6 向心力对点训练知识点一对向心力的理解1．(多选)下列关于向心力的叙述中正确的是( )A．做匀速圆周运动的物体所受的向心力大小不变，是一个恒力B．做匀速圆周运动的物体除了受到别的物体对它的作用外，还一定受到一个向心力的作用C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D．向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小2．关于向心力，下列说法中正确的是( )A．物体由于做圆周运动而产生一个向心力B．向心力不改变物体做匀速圆周运动的速度大小C．做匀速圆周运动的物体的向心力是个恒力D．做一般曲线运动的物体的合力即为向心力知识点二向心力的分析和计算3．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，都是短绳易断图L5－6－14．(多选)如图L5－6－1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图L5－6－25．如图L5－6－2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6．有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁做匀速圆周运动．图L5－6－3中的圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h.下列说法中正确的是( )图L5－6－3A．h越高，摩托车对侧壁的压力将越大B．h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大C．h越高，摩托车做圆周运动的周期将越小D．h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大7．如图L5－6－4所示，弹性杆插入桌面的小孔中，杆的另一端连有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做匀速圆周运动，通过传感器测得杆对小球的作用力的大小为F，小球运动的角速度为ω，重力加速度为g，则小球做圆周运动的半径为( )图L5－6－4A.F mω2B.F－mg mω2C.F2－m2g2 mω2D.F2＋m2g2 mω28．如图L5－6－5所示，将完全相同的两小球A、B均用长为L＝0.8m的细绳悬于以速度v＝4m/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，此时细绳中张力之比T B∶T A 为(g取10m/s2)( )图L5－6－5A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶49．(多选)我们经常在电视中看到男、女花样滑冰运动员手拉手在冰面上旋转并表演各种优美的动作．现有甲、乙两名花样滑冰运动员，质量分别为M甲＝80kg、M乙＝40kg，他们面对面拉着弹簧测力计以他们连线上某一点为圆心各自做匀速圆周运动，若两人相距0.9m，弹簧测力计的示数为600N，则( ) A．两人的线速度相同，都是0.4m/sB．两人的角速度相同，都是5rad/sC．两人的运动半径相同，都是0.45mD．两人的运动半径不同，甲的是0.3m，乙的是0.6m综合拓展10．(多选)如图L5－6－6所示，一个小物块从内壁粗糙程度处处相等的半球形碗边开始下滑，一直到最底部，在下滑过程中物块的速率逐渐增大，下列说法中正确的是( )图L5－6－6A．物块的加速度始终指向圆心B．物块对碗的压力逐渐减小C．物块的向心力大小时刻变化，方向也时刻改变D．物块所受摩擦力逐渐变大11．如图L5－6－7所示，质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为60m的弯路时，车速为20m/s.此时汽车转弯所需要的向心力大小为______N．若轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.4×104N，则这辆车在这个弯道处________(选填“会”或“不会”)发生侧滑．图L5－6－712．如图L5－6－8所示，质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点和端点，当杆在光滑的水平面上绕O 匀速转动时，求OA和AB两段对小球的拉力之比是多少？图L5－6－813．如图L5－6－9所示，一个人用一根长1m、只能承受74N拉力的绳子，拴着一个质量为1kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面的高度为h＝6m．转动中小球在最低点时绳子恰好断了．(g取10m/s2)(1)绳子断时小球运动的角速度为多大？(2)绳断后，小球落地点与其做圆周运动的最低点间的水平距离是多少？图L5－6－914．如图L5－6－10所示，细绳的一端系着静止在水平转台上的质量为M＝0.6kg的物体A，另一端通过轻质小滑轮O吊着质量为m＝0.3kg的物体B，A与滑轮O的距离为0.2m，且与水平转台间的最大静摩擦力为2N．为使B保持静止，水平转台做圆周运动的角速度ω应在什么范围内？(g取10m/s2)图L5－6－101．CD [解析]向心力的方向时刻沿半径指向圆心，因此向心力是个变力，故选项A 错误；向心力是按力的作用效果来命名的，它可以是物体受到的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再多出一个向心力，故选项B 错误，C 正确；向心力时刻指向圆心，与速度方向垂直，所以向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，选项D 正确．2．B [解析]与速度方向垂直的力使物体的运动方向发生改变，此力指向圆心，命名为向心力，所以向心力不是物体由于做圆周运动而产生的，选项A 错误；向心力与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，选项B 正确；做匀速圆周运动的物体的向心力始终指向圆心，方向在不断变化，是个变力，选项C 错误；做一般曲线运动的物体的合力通常可分解为切向分力和法向分力，选项D 错误．3．B [解析]绳子承受的最大拉力相同，由向心力公式F ＝mω2r ＝mv2r可知，角速度相同，半径越大，向心力越大，故B 选项正确．4．AC [解析]物体在水平面内做匀速圆周运动，水平方向的合力为其做圆周运动的向心力，而竖直方向上的合力为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，向心力来自于筒壁对它的弹力．5．C [解析]小球受到竖直向下的重力作用和垂直于漏斗壁向上的支持力作用，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．6．D [解析]摩托车沿圆台形表演台的侧壁做匀速圆周运动时的向心力由摩托车的重力和侧壁的支持力的合力提供，支持力F N ＝mgcos θ，向心力F n ＝mgtan θ，可见，F N 和F n 只与侧壁的倾角θ有关，而与高度h 无关，即h 变化时，F N 和F n 不变，所以选项A 、B 错误；根据F n ＝m v 2r ，可得v 2＝grtan θ，当h 越高时，轨道半径r 越大，所以线速度v 越大，选项D 正确；根据T ＝2πr v ，v 2＝grtan θ，可得T ∝r ，当h 越高时，轨道半径r 越大，周期T 越大，选项C 错误．7．C [解析]设小球受到杆的作用力F 在竖直方向的分力为F y ，水平方向的分力为F x ，则有：F y ＝mg ，F x ＝mω2r.8．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 ＝mv 2L ，则T A ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫g ＋v 2L ＝3mg ，所以T B ∶T A ＝1∶3，选项C 正确． 9．BD [解析]甲、乙两人绕共同的圆心做匀速圆周运动，角速度相同，运动半径之和为两人间的距离，向心力为彼此间的拉力，故有F n ＝M 甲ω2r 甲＝M 乙ω2r 乙＝600N ，r 甲＋r 乙＝0.9m ，联立解得r 甲＝0.3m ，r 乙＝0.6m ，ω＝5rad/s ，选项B 、D 正确．10．CD [解析]向心力只是改变速度的方向，而物块速度不断增大，说明有切向加速度，A 错误；速度增大，向心力mv2R增大，对碗的压力不断增大，B 错误，C 正确；因摩擦力与正压力成正比，故摩擦力也增大，D 正确．11．1.3×104不会[解析] 根据F n ＝m v 2r ＝2×103×20260N ＝1.3×104N ＜f m ＝1.4×104N ，所以这辆车在这个弯道处不会发生侧滑．12．3∶2[解析]设OA ＝AB ＝r ，小球匀速转动时角速度为ω.对小球B ，F AB ＝m ·2rω2对小球A ，F OA －F AB ＝mrω2所以F OA F AB ＝32.13．(1)8rad/s (2)8m[解析] (1)设绳断时小球的角速度为ω，由向心力公式得F －mg ＝mω2L代入数据得ω＝8rad/s.(2)绳断后，小球做平抛运动，其初速度v 0＝ωL＝8m/s 由平抛运动规律有h －L ＝12gt 2得t ＝1s水平距离x ＝v 0t ＝8m.14．2.89rad/s ≤ω≤6.45rad/s[解析] 当ω最小时，A 受的最大静摩擦力f 的方向与细绳的拉力F 方向相反，则有F －f ＝Mrω21 其中F ＝mg 解得ω1＝mg －fMr≈2.89rad/s 当ω最大时，A 受的最大静摩擦力f 的方向与细绳的拉力F 方向相同，则有F ＋f ＝Mrω22 其中F ＝mg 解得ω2＝mg ＋fMr≈6.45rad/s 故ω的取值范围为2.89rad/s ≤ω≤6.45rad/s.。

高中物理课时分层作业(五)向心力必修第二册

课时分层作业(五) 向心力A级必备知识基础练1.[2022·天津静海高一联考](多选)关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是( )A．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B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力C．对稳定的圆周运动，向心力是一个恒力D．向心力的效果是改变质点的线速度大小2．如图所示，某物体沿14光滑圆弧轨道自最高点滑到最低点的过程中，物体的速率逐渐增大，则( )A．物体的合力为零B．物体的合力大小不变，方向始终指向圆心OC．物体的合力就是向心力D．物体的合力方向与其运动方向不垂直(最低点除外)3.鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力．如图所示，当翼面与水平面成θ角且以速率v匀速水平盘旋时，半径为( )A．R＝v2g cosθ B．R＝v2g tanθC．R＝tanθv2g D．R＝v2g sinθ4．[2022·潍坊高一检测]如图甲所示为被称作“雪游龙”的国家雪车雪橇中心，2022年北京冬奥会期间，该场馆承担雪车、钢架雪车、雪橇三个项目的全部比赛．图乙为运动员从侧壁冰面过“雪游龙”独具特色的360°回旋弯道的场景，在某段滑行中运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，则此段运动过程中( )A．雪车和运动员所受合外力为零B．雪车受到冰面斜向上的摩擦力C．雪车受到冰面的摩擦力方向与其运动方向相反D．运动员所受雪车的支持力小于自身重力5.如图所示，一竖直圆筒绕中心轴OO′以角速度ω匀速转动，小物块紧贴在圆筒的内壁上，相对于圆筒静止．此时，小物块受圆筒壁的弹力大小为F，摩擦力大小为F f.当圆筒以角速度2ω匀速转动时(小物块相对于圆筒静止)，小物块受圆筒壁的( ) A．摩擦力大小变为4F fB．摩擦力大小变为2F fC．弹力大小变为4FD．弹力大小变为8F6.如图所示，一光滑轻杆沿水平方向放置，左端O处连接在竖直的转动轴上，a、b为两个可视为质点的小球，穿在杆上，并用细线分别连接Oa和ab，且Oa和ab两线长度相等，已知b球质量为a球质量的3倍．当轻杆绕O处转动轴在水平面内匀速转动时，Oa和ab两线的拉力之比为( )A．1∶3 B．1∶6C．4∶3 D．7∶67．链球运动员在将链球抛掷出去之前，总要双手抓住链条，加速转动几圈，如图所示，这样可以使链球的速度尽量增大，抛出去后飞行更远，在运动员加速转动的过程中，能发现他手中与链球相连的链条与竖直方向的夹角θ将随链球转速的增大而增大，则以下几个图像中能描述ω与θ关系的是( )8．(多选)如图所示，转台上固定有一长为4L的水平光滑细杆，两个中心有孔的小球A、B从细杆穿过并用原长为L的轻弹簧连接起来，小球A、B的质量分别为3m、2m.竖直转轴处于转台及细杆的中心轴线上，当转台绕转轴匀速转动时( )A．小球A、B受到的向心力之比为3∶2B．当轻弹簧长度变为2L时，小球A做圆周运动的半径为LC．当轻弹簧长度变为3L时，转台转动的角速度为ω，则弹簧的劲度系数为mω2D．如果角速度逐渐增大，则小球B先接触转台边沿9.如图所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径r＝180 m的圆周运动，如果飞行员的质量m＝72 kg.飞机经过最低点时的速度v＝360 km/h(g取10 m/s2)，求这时飞行员对座位的压力．B级关键能力提升练10.[2022·浙江绍兴高一下期末]拨浪鼓最早出现在战国时期，宋代时小型拨浪鼓已成为儿童玩具．四个拨浪鼓于同一高度上，分别系有长度不等的两根细绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上，现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，两小球在水平面内做周期相同的圆周运动．下列各图中两球的位置关系可能正确的是(图中细绳与竖直方向的夹角α<θ<β)( )11.[2022·四川阆中中学高一联考](多选)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是( )A．Q受到桌面的支持力变大B．Q受到桌面的静摩擦力变大C．小球P运动的角速度变大D．小球P运动的周期变大12.[2022·江苏常州高一期末]如图所示，一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连．小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴OO′匀速转动，且杆与水平面间的夹角始终保持θ＝37°，弹簧始终处于弹性限度内．已知杆处于静止状态时弹簧长度为L，重力加速度为g，sin 37°＝，cos 37°＝0.8.(1)求弹簧处于原长时，小球的角速度ω0；(2)当杆的角速度ω＝54√gL时，求弹簧形变量x.课时分层作业(五) 向心力1．解析：匀速圆周运动的向心力指向圆心，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，故A正确；向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力，故B正确；对于稳定的圆周运动，向心力的大小不变，但向心力的方向始终指向圆心，方向时刻在变化，所以向心力一定是变力，故C 错误；向心力始终与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故D 错误．答案：AB2．解析：A 错：物体做加速曲线运动，合力不为零．B 错：物体做速度增大的圆周运动，合力不指向圆心．C 错：合力沿半径方向的分力提供向心力．D 对：合力沿切线方向的分力使物体的速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合力方向间的夹角为锐角，合力方向与速度方向不垂直．答案：D 3．解析：鹰做匀速圆周运动，受力如图所示，合力提供向心力，则有mg tan θ＝m v 2R，解得半径为R ＝v 2g tan θ，故选项B 正确．答案：B4．解析：雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，处于非平衡状态，所受合外力不为零，A 错误；雪车受到的摩擦力是滑动摩擦力，与相对冰面运动方向相反，故受到的摩擦力方向与其运动方向相反，B 错误，C 正确；雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，运动员所受到的合外力指向轨迹圆心，故所受雪车的支持力大于自身重力，D 错误．答案：C5．解析：对小物块进行受力分析可知，其受重力、圆筒壁的弹力和静摩擦力作用，小物块在水平面内做匀速圆周运动，圆筒壁的弹力提供向心力，根据向心力公式，在水平方向有F ＝mω2r ，可知当圆筒的角速度变成2ω后，小物块受到圆筒壁的弹力的大小变为4F ，C 正确，D 错误；由于小物块相对圆筒静止，根据平衡条件，在竖直方向有F f ＝mg ，可知静摩擦力的大小与角速度无关，A 、B 错误．答案：C6．解析：设Oa 、ab 段细线长为l ，由牛顿第二定律，对a 球有F Oa －F ab ＝mω2l ；对b 球有F ab ＝3mω2·2l ，由以上两式得，Oa 和ab 两线的拉力之比为7∶6，选项D 正确．答案：D7．解析：设链条长为L，链球圆周运动的向心力是重力mg和拉力F T的合力，向心力F n＝mg tan θ＝mω2(L sin θ)，解得ω2＝gL cos θ，故选项D正确，A、B、C错误．答案：D8．解析：A错：转台转动时，小球A、B受到的向心力均由弹簧的弹力提供，则向心力大小相等．B错：当轻弹簧长度变为2L时，设小球A做圆周运动的半径为r A，则3mω2r A＝2mω2(2L－r A)，解得r A＝L.C对：当轻弹簧长度变为3L时，转台转动的角速度为ω，则k(3L－L)＝3mω2r A＝2mω2(3L－r A)，解得r A＝L，k＝mω2.D对：因r B>r A，则当角速度逐渐增大时，小球B先接触转台边沿．答案：CD9．解析：飞行员在最低点时，受到重力mg和座位对他的支持力F N，则有F n＝F N－mg＝m v2r，其中v＝360 km/h＝100 m/s，代入上式得F N＝mg＋mv2r＝(72×10＋72×1002180)N＝4 720 N，由牛顿第三定律可知飞行员对座位的压力大小为F′N＝F N＝4 720 N，方向向下．答案：4 720 N，方向向下10.解析：由题可知，小球做匀速圆周运动，角速度相同，受力分析如图，设绳长为L′，其反向延长线与拨浪鼓转轴交点为O，小球到转轴上O点的距离为L，绳与拨浪鼓连接处为A.根据牛顿第二定律得mg tan θ＝mω2L sin θ，小球转动平面与O点竖直距离h＝L cosθ，联立可得h＝gω2，又通过几何关系可知h＝L′cos θ＋OA cos θ，即绳子反向延长线与拨浪鼓转轴交点O到小球转动平面的高度h恒定，绳子与拨浪鼓连接点A离小球圆周运动平面的距离h′＝L′cos θ＝h－OA cos θ，绳子长度L′越大，则偏转角θ越大，h′越大．故选C.答案：C11．解析：对小球受力分析，设细线的拉力大小为F T ，细线与竖直方向夹角为θ，细线的长度为l ，则有F T cos θ＝mg ，F T sin θ＝m (2π/T )2r ，r ＝l sin θ，解得T 2＝4π2l cosθ/g ，ω2＝g /(l cos θ)，当小球位置升高时，周期减小，角速度增大，C 正确，D 错误；金属块Q 处于平衡状态，有F N ＝Mg ＋F T cos θ＝(M ＋m )g ，支持力不变，A 错误；水平方向上有F f ＝F T sin θ＝mg tan θ，小球的位置升高，θ增大，F f 增大，B 正确．答案：BC12．解析：(1)弹簧为原长时，小球只受到重力和杆的支持力，合力提供向心力mω20 L cosθ＝mg tan θ解得ω0＝1415gL.(2)小球静止时，受力平衡mg sin θ＝k (L －L ) 解得k ＝6mg5L当杆的角速度ω＝54gL时，因为ω>ω0，故弹簧处于伸长状态，弹簧的形变量为x ，弹簧弹力为FF ＝kx对小球受力分析，竖直方向有F N cos θ＝mg ＋F sin θ 水平方向有F N sin θ＋F cos θ＝mω2(L ＋x )cos θ 解得x ＝2L . 答案：(1)1415gL(2)2L。

人教版高一物理必修二第5章《曲线运动》单元测试题

《曲线运动》单元测试题一、单选题(每题5分，共40分)1．下列关于向心力的说法中，正确的是（）A．物体由于做圆周运动产生了一个向心力B．做匀速圆周运动的物体，其向心力为其所受的合外力C．做匀速圆周运动的物体，其向心力不变D．向心加速度决定向心力的大小2.下列关于匀速圆周运动的说法正确的是（）A. 匀速圆周运动是匀速运动B. 匀速圆周运动是加速度不变的运动C. 匀速圆周运动是变加速运动D. 匀速圆周运动是受恒力的运动3．质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是()A．质量越大，水平位移越大B．初速度越大，落地时竖直方向速度越大C．初速度越大，空中运动时间越长D．初速度越大，落地速度越大4、如图所示的圆锥摆中，摆球A在水平面上作匀速圆周运动，关于A的受力情况，下列说法中正确的是：（）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5、若火车按规定速率转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，则火车较小速率转弯时（）A. 仅内轨对车轮有侧压力B. 仅外轨对车轮有侧压力C. 内、外轨对车轨都有侧压力D. 内、外轨对车轮均无侧压力6.甲、乙、丙三个物体，甲放在广州，乙放在上海，丙放在北京，当它们与地球一起转动时，它们的角速度ω，周期T，线速度v的关系是（）A. ω甲最大，v乙最小B. ω丙最小，v甲最大最小C. 三物的ω、T和v都相等D. 三物的ω、T一样，v丙7．如图所示的两轮以皮带传动，没有打滑，A、B、C三点的位置关系如图，若r1>r2，O1C=r2，则三点的向心加速度的关系为（）A．a A=a B=a C B．a C>a A>a B C．a C<a A<a B D．a C=a B>a A8.小船在静水中的速度为v ，今小船要渡过一河流，渡河时小船朝对岸垂直划行，若船航行至河中心时，水流速度突然增大，则渡河时间将（）A ．增大B ．减小C ．不变D ．不能判定二、不定项选择题（每题6分，错选得0分，少选得3分，共24分。

湖北省武汉市高中物理第五章曲线运动5.6向心力限时练(无答案)新人教版必修2(2021年整理)

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第 5。

6 课《向心力》班级：姓名：小组：分数: 卷面：A卷基础题1．下列关于向心力的说法中，正确的是( ）A．物体由于做圆周运动产生了一个向心力B．做匀速圆周运动的物体，其向心力为其所受的合外力C．做匀速圆周运动的物体，其向心力不变D．向心加速度决定向心力的大小2、图示小物体A与圆盘保持相对静止随圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况（）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3、一质点做圆周运动，速度处处不为零，则下列说法错误的是（）A．任何时刻质点所受的合力一定不为零B．任何时刻质点的加速度一定不为零C．质点的速度大小一定不断地改变D．质点的速度方向一定不断改变4．（多选）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，下列说法中正确的是（)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．竖直壁对车的弹力提供向心力，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5．一圆盘可绕通过圆盘中心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1），则关于木块A的受力，下列说法正确的是（）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,摩擦力的法向分力提供向心力6、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°,则它们所受合外力之比为多少？B卷拓展题7、飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看作一段圆弧，如图所示，飞机做俯冲拉起运动时,在最低点附近做半径为r＝180m的圆周运动，如果飞行员质量m＝70 kg，飞机经过最低点P时的速度v＝360 km/h，则这时飞行员对座椅的压力是多少？8、如图所示,竖直的半圆形轨道与水平面相切,轨道半径R＝0.2m,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vA＝5m/s，vB＝4m/s，vC＝3m/s，求：（1)小球经过这三个位置时对轨道的压力．(2)小球从C点飞出落到水平面上，其着地点与A点相距多少?(g取10m/s2)。

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课时作业(五)向心力
一、单项选择题
1．如图所示，小物块从半球形碗边的a点下滑到b点，碗内壁粗糙．物块下滑过程中速率不变，下列说法中正确的是( )
A．物块下滑过程中，所受的合力为0
B．物块下滑过程中，所受的合力越来越大
C．物块下滑过程中，加速度的大小不变，方向时刻在变
D．物块下滑过程中，摩擦力大小不变
解析：由题意知小物块做匀速圆周运动，合力大小不变，方向时刻改变，总是沿半径方向指向圆心．
答案：C
2．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： 2
C．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．设两球所需的向心力大小为F n，角速度为ω，则
对球m1：F n＝m1ω2r1，
对球m2：F n＝m2ω2r2，
由上述两式得r1：r2＝1：2.
答案：D
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( )
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和筒
4．如图所示，把一个长为20 cm，劲度系数为360 N/m的弹簧一端固定，作为圆心，弹
6．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
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
8．(2017·江西新余检测)如图所示，一根长为L＝2.5 m的轻绳两端分别固定在一根竖直
(2)圆环在水平面内做匀速圆周运动，由于圆环光滑，所以圆环两端绳的拉力大小相等．BC。

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