高三物理向心力习题

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备战2020年高考物理计算题专题复习《向心力的计算》(解析版)

《向心力的计算》一、计算题1.如图所示，长为L的细绳一端与一质量为m的小球可看成质点相连，可绕过O点的水平转轴在竖直面内无摩擦地转动．在最低点a处给一个初速度，使小球恰好能通过最高点完成完整的圆周运动，求：小球过b点时的速度大小；初速度的大小；最低点处绳中的拉力大小．2.如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径，物块A以的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨上P处静止的物块B碰撞，碰后粘在一起运动。

P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段，光滑段交替排列，每段长度都为。

物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为，A、B的质量均为重力加速度g 取；A、B视为质点，碰撞时间极短。

求A滑过Q点时的速度大小V和受到的弹力大小F；若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值；求碰后AB滑至第n个光滑段上的速度与n的关系式。

3.如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过秒后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰到。

已知圆轨道半径为，小球的质量为，g取求小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离小球经过圆弧轨道的B点时，受到轨道的作用力的大小和方向？小球经过圆弧轨道的A点时的速率。

4.如图所示，倾角为的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内。

一质量为m的小滑块从轨道上离地面高为的D处无初速下滑进入圆环轨道，接着小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力。

求：小滑块在C点飞出的速率；在圆环最低点时滑块对圆环轨道压力的大小；滑块与斜轨之间的动摩擦因数。

5.如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。

现测得转台半径，离水平地面的高度，物块平抛落地过程水平位移的大小。

高考物理专题复习：向心力

高考物理专题复习：向心力一、单选题1．如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（）A ．绳的张力可能为零B ．桶对物块的弹力不可能为零C ．随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变D ．随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大2．下列关于向心力的叙述中，不正确的是（）A ．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B ．做匀速圆周运动的物体，除了受到别的作用力外，还受到一个向心力的作用C ．向心力只改变物体线速度的方向，不改变物体线速度的大小D ．向心力可以由某个力来提供，也可以由某几个力的合力来提供，或者由某一个力的分力来提供3．用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

本实验采用的科学方法是（）A ．控制变量法B ．累积法C ．微元法D ．放大法 4．如图所示，完全相同的三个小球A 、B 、C 均用长为0.8m L =的细绳悬于小车顶部，小车以2m /s v =的速度匀速向右运动，A 、C 两球与小车左、右侧壁接触，由于某种原因，小车的速度突然减为0，此时悬线张力之比::A B C F F F 为（重力加速度g 取210m /s ）（）A ．3∶3∶2B ．2∶3∶3C ．1∶1∶1D ．1∶2∶2 5．如图所示，一竖直圆盘上固定着一个质量为0.2kg 的小球（可视为质点），小球与圆盘圆心O 的距离为5cm 。

现使圆盘绕过圆心O 的水平轴以大小为10rad/s 的角速度匀速转动。

当小球运动到O 点正上方时圆盘对小球的作用力大小为F 1。

当小球运动到O 点正下方时圆盘对小球的作用力大小为F 2，重力加速度大小g = 10m/s 2，则（）A ．F 1=3N ；F 2=2NB ．F 1=2N ；F 2=3NC ．F 1=1N ；F 2=3ND ．F 1=1N ；F 2=2N 6．物理的学习除了知识外，更重要的是领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，下列关于思想与方法的说法中不正确的是（）A ．根据速度定义式x v t∆=∆，当t ∆非常小时，就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想B ．利用蜡块和玻璃管研究合运动和分运动时应用了等效的思想C ．在“探究平抛运动的在竖直方向上的分运动”的实验中，应用了比较研究法D ．在“探究向心力大小的表达式的实验中”应用了微元法 7．A 、B 两物体都做匀速圆周运动，A B 12m m =，A B 12r r =，经过1秒钟，A 转过π3圆心角，B 转过了π4圆心角，则A 物体的向心力与B 的向心力之比为（） A ．1︰4 B ．4︰9 C ．9︰16 D ．16︰98．甲、乙两物体做匀速圆周运动，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（）A ．1：4B ．2：3C ．4：9D ．9：16二、多选题9．如图所示，在光滑水平面上，质量为m 1、m 2的两个小球用原长为l 0的轻弹簧连接在一起，再用长为l 1的细线拴在轴O 上，使m 1和m 2都以相同的角速度ω绕轴O 做匀速圆周运动，并保证m 1、m 2、O 点三者始终在同一条直线上。

高三物理向心力公式试题

高三物理向心力公式试题1.“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所．假设“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致．下列说法正确的有()A．“空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度B．“空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C．站在地球赤道上的人观察到它向西运动D．在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在舱中悬浮或静止【答案】A【解析】由v同步＝，v空间站＝，则B错．再结合v＝ωr，可知ω空间站＞ω地球，所以人观察到它向东运动，C错．空间站的宇航员只受万有引力，受力不平衡，所以D错．2.组成星球的物质是靠万有引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率。

如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动。

由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T。

下列表达式中正确的是A．B．C．D．【答案】AC【解析】由可得周期越小，物体需要的向心力越大，物体对星球表面的压力最小，当周期小到一定值时，压力为零，此时万有引力充当向心力，即，解得，故A正确。

因，代入上式可得：，故C也正确。

【考点】本题考查了万有引力定律及其应用、向心力。

3.水平放置的平板表面有一个圆形浅槽，如图所示．一只小球在水平槽内滚动直至停下，在此过程中（）A．小球受四个力，合力方向指向圆心B．小球受三个力，合力方向指向圆心C．槽对小球的总作用力提供小球作圆周运动的向心力D．槽对小球弹力的水平分力提供小球作圆周运动的向心力【答案】 D【解析】对小球进行受力分析，小球受到重力、槽对小球的支持力和摩擦力3个力的作用，所以A错误；其中重力和支持力在竖直面内，而摩擦力是在水平面内的，重力和支持力的合力作为向心力指向圆心，但再加上摩擦力三个力的合力就不指向圆心了，所以选项BC错误，D选项正确．所以本题选D。

高中物理高考题解析-向心力-考题及答案

课时分层作业(五)向心力题组一对匀速圆周运动向心力的理解1．(多选)对于做匀速圆周运动的物体，下列判断正确的是()A．合力的大小不变，方向一定指向圆心B．合力的大小不变，方向也不变C．合力产生的效果既改变速度的方向，又改变速度的大小D．合力产生的效果只改变速度的方向，不改变速度的大小[答案]AD2．如图所示，在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心。

能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的图是()A B C D[答案] C3．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4个力的作用B．物体所受向心力是物体所受的重力提供的C．物体所受向心力是物体所受的弹力提供的D．物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的C[对物体受力分析如图：物体受重力、静摩擦力和筒壁的弹力三个力作用，竖直方向上重力与静摩擦力平衡，水平方向上弹力指向圆心，提供向心力，故C正确，A、B、D错误。

] 4．(多选)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，提供运动中小球所需向心力的是()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CD[如图所示，对小球进行受力分析，它受到重力和绳的拉力作用，向心力是指向圆心方向的合力。

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。

故选项C、D正确。

]题组二实验：探究影响向心力大小的因素5．用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

(1)本实验采用的科学方法是________。

A．控制变量法B．累积法C．微元法D．放大法(2)通过本实验可以得到的结果是________。

A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比[解析](1)在本实验中，使半径、角速度和质量这三个物理量中的两个保持不变，来研究向心力与第三个物理量之间的关系，故采用控制变量法，A正确。

2023年高考物理圆周运动最新模拟题精练-向心力和向心加速度(解析版)

高考物理《圆周运动》常用模型最新模拟题精练专题02.向心力和向心加速度一．选择题1..（2023浙江台州期中联考）晋代孙绰在《游天台山赋》中写道：“过灵溪而一灌，疏烦不想于心胸”。

灵江是台州的母亲河，也是浙江的第三大河，全长197.7公里，上游为仙居的永安溪和天台的始丰溪，中游为灵江，下游为椒江。

如图所示为百度地图中飞云江某段，河水沿着河床做曲线运动。

图中A B C D 、、、四处，受河水冲击最严重的是哪处（）A.A 处B.B 处C.C 处D.D 处【参考答案】B【名师解析】河水沿着河床做曲线运动，在B 处，河水在河岸的作用下转弯，需要受到河岸作用较大的向心力，根据牛顿第三定律，B 处受河水冲击最严重，选项B 正确。

2.（2022年9月甘肃张掖一诊）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块甲和乙放在转盘上，两者用长为L 的不计伸长的细绳连接（细绳能够承受足够大的拉力），木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K 倍，连线过圆心，甲到圆心距离1r ，乙到圆心距离2r ，且14L r =，234Lr =，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴OO'转动，两物体随圆盘一起以角速度ω转动，当ω从0开始缓慢增加时，甲、乙与转盘始终保持相对静止，则下列说法错误的是（已知重力加速度为g ）（）A.当2Kgr ω=时，乙的静摩擦力恰为最大值B.ω取不同的值时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心C.ω取不同值时，乙所受静摩擦力始终指向圆心；甲所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背向圆心D.如果KgLω>【参考答案】B 【名师解析】根据2Kmg mr ω=，可得Kg rω=乙的半径大，知乙先达到最大静摩擦力，故A 正确，不符合题意；甲乙随转盘一起做匀速圆周运动，由于乙的半径较大，故需要的向心力较大，则22Kmg m r ω=解得23Kg Lω=即若3KgLω 时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心。

当角速度增大，绳子出现张力，乙靠张力和静摩擦力的合力提供向心力，甲也靠拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，绳子的拉力逐渐增大，甲所受的静摩擦力先减小后反向增大，当反向增大到最大值，角速度再增大，甲乙与圆盘发生相对滑动。

向心力典型例题

向心力典型例题（附答案详解）一、选择题【共12道小题】1、如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′转动，小物块a靠在圆筒的壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（）A. B. C. D.解析：要使a不下滑，则a受筒的最大静摩擦力作用，此力与重力平衡，筒壁给a的支持力提供向心力，则N=mrω2，而fm=mg=μN，所以mg=μmrω2，故 . 所以A、B、C均错误，D正确.4、在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子，一根长1 m的细绳一端系小球，另一端拴在A钉上，如图所示.已知小球质量为0.4 kg，小球开始以2 m／s的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（）A.2.4π sB.1.4π sC.1.2π sD.0.9π s解析：当绳子拉力为4 N时，由F=可得r=0.4 m.小球每转半个周期，其半径就减小0.2 m，由分析知，小球分别以半径为1 m，0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉断了，所以时间为t==1.2π s. 答案：C6、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，两个相距0.9 m，弹簧秤的示数为9.2 N，下列判断正确的是（）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、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，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 ① r 甲+r 乙=0.9 m ②由①②两式可解得只有D 正确答案：D7、如图所示，在匀速转动的圆筒壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说确的是（）A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大B.物体所受弹力增大，摩擦力减小C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小D.物体所受弹力增大，摩擦力不变析：物体在竖直方向上受重力G 与摩擦力F ，是一对平衡力，在向心力方向上受弹力F N .根据向心力公式，可知F N =mω2r ，当ω增大时，F N 增大，选D.8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.当转速不变时，绳短易断B.当角速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断析：由公式a=ω2R=知，当角速度（转速）不变时绳长易断，故A 、B 错误.周期不变时,绳长易断，故D 正确.由,当线速度不变时绳短易断,C 错9、如图,质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变A.因为速率不变，所以木块加速度为零C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心解析：木块做匀速圆周运动，所受合外力大小恒定，方向时刻指向圆心，故选项A、B不正确.在木块滑动过程中，小球对碗壁的压力不同，故摩擦力大小改变,C错. 答案：D10、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时两球也不动D.若两球相对杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动解析：由牛顿第三定律可知M、m间的作用力相等，即F M=F m，F M=Mω2r M，F m=mω2rm，所以若M、m不动，则r M∶r m=m∶M，所以A、B不对，C对（不动的条件与ω无关）.若相向滑动，无力提供向心力，D对. 答案：CD 11、一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（）A.2m/s2B.4m/s2C.0D.4π m/s2ω=2π/T=2π/2=πv=ω*r所以r=4/πa=v∧2/r=16/(4/π)=4π12、在水平路面上安全转弯的汽车，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.重力、支持力和牵引力的合力C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力二、非选择题【共3道小题】1、如图所示，半径为R的半球形碗，有一个具有一定质量的物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为μ，当碗绕竖直轴OO′匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动的角速度.分析：物体A随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O，故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力提供，此时物体所受的摩擦力与重力平衡.解析：物体A做匀速圆周运动，向心力：F n=mω2R而摩擦力与重力平衡，则有μF n=mg 即F n=mg/μ由以上两式可得：mω2R= mg/μ即碗匀速转动的角速度为：ω=.2、汽车沿半径为R的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过多少?解析：跑道对汽车的摩擦力提供向心力，1/10mg=mv2/r，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为v=. 答案：车速最大不能超过3、一质量m=2 kg 的小球从光滑斜面上高h=3.5 m 处由静止滑下，斜面的底端连着一个半径R=1 m 的光滑圆环（如图所示），则小球滑至圆环顶点时对环的压力为_____________，小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点，hmin=_________(g=10 m/s2).解析：①设小球滑至圆环顶点时速度为v 1,则mgh=mg·2R+ 1/2mv 12 F n +mg= mv 12/R 得:F n =40 N②小球刚好通过最高点时速度为v 2,则mg= mv 22/R 又mgh′=mg2R+1/2 mv 22/R 得h′=2.5R 答案：40 N;2.5R匀速圆周运动典型问题剖析1. 基本概念、公式的理解和运用[例2] 在绕竖直轴匀速转动的圆环上有A 、B 两点，如图1所示，过A 、B 的半径与竖直轴的夹角分别为30°和60°，则A 、B 两点的线速度之比为；向心加速度之比为。

人教版高考物理一轮总复习课后习题第4单元实验练6探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

实验练6探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系1.某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。

转动手柄,可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。

塔轮自上而下有三层,每层左、右半径之比均不同。

左、右塔轮通过皮带连接,并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。

实验时,将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A(或B)处,A、C到左、右塔轮中心的距离相等,两个小球随塔轮做匀速圆周运动,向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。

(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的方法(填选项前的字母);A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.演绎法(2)实验中某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置,皮带所连接的左、右变速塔轮的半径之比为3∶1,转动手柄,观察左右标出的刻度,回答下列两个问题:①该操作过程可用来探究向心力大小F与(填选项前的字母);A.质量m的关系B.半径r的关系C.角速度ω的关系②该同学准确操作实验,则在误差允许范围内,标尺上的等分格显示出左、右两个小球所受向心力之比为。

2.(浙江东阳高三三模)某班级同学在探究向心力大小的表达式实验时: 第一小组采用甲图所示的装置进行探究,两个变速塔轮通过皮带连接,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动。

横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。

第二小组采用乙图所示的装置进行探究,滑块套在水平杆上,随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力F的大小。

滑块上固定一遮光片,宽度为d,光电门可以记录遮光片通过的时间,测得旋转半径为r。

滑块随杆匀速圆周运动,每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。

2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：向心力和向心加速度

2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：向心力和向心加速度物理考试注意事项：1、填写答题卡的内容用2B 铅笔填写2、提前 xx 分钟收取答题卡第Ⅰ卷客观题第Ⅰ卷的注释(共8题；共16分)1．（2分）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（即圆锥摆）。

保持线长不变，让小球在一个位置更低的水平面内做匀速圆周运动（图上未画出），前后两次金属块Q 都保持静止，则后一种情况与原来相比较，下列说法正确的是（）A ．金属块Q 受到桌面的支持力不变B ．细线的拉力会变大C ．小球P 向心加速度会变大D ．小球P 运动的角速度变大2．（2分）一种叫做“飞椅”的游乐项目，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。

转盘可以绕穿过中心的竖直轴转动。

当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内且与竖直方向的夹角为θ，已知重力加速度为g ，不计钢绳的重力，则转盘匀速转动的角速度ω的大小为（）A ．ω=√g LsinθB ．ω=√g LcosθC ．ω=√gtanθr+LsinθD ．ω=√gtanθr+Lcosθ3．（2分）如图所示，A ，B 两物体用过转台圆心的细绳相连放在转台上，它们一起绕转台竖直中心轴以角速度ω转动，转动半径R A =2R B ，质量m A =2m B ，A ，B 两物体与转台间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g 。

下列说法正确的是（）A ．为保持A ，B 两物体与转台间相对静止，ω的最大值为√2μg RAB ．为保持A ，B 两物体与转台间相对静止，ω的最大值为√μg2R BC ．为保持A ，B 两物体与转台间相对静止，ω的最大值为√3μg2RAD ．无论ω多大，A ，B 两物体与转台间均保持相对静止4．（2分）如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动。

高中物理向心力计算题专题训练含答案

高中物理向心力计算题专题训练含答案姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、计算题（共10题）1、一部机器由电动机带动，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍（如图），皮带与两轮之间不发生滑动。

已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为0.10 m/s2。

(1) 电动机皮带轮与机器皮带轮的角速度之比；(2) 机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半，A点的向心加速度是多少?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⑴当圆盘转动的角速度ω＝2rad/s时，物块与圆盘间的摩擦力大小多大？方向如何？⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度多大？（取g=10m/s2）（10分）3、如图所示，杯子里盛有m2＝1kg的水，用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为r＝1m，水杯通过最高点的速度为v＝4m/s，求：在最高点时，水对杯底的压力。

4、一部机器由电动机带动，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍（如图），皮带与两轮之间不发生滑动。

已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为0.10 m/s2。

(1) 电动机皮带轮与机器皮带轮的角速度之比；(2) 机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半，A点的向心加速度是多少?5、如图一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部．（取g＝10m/s2）（1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？（2）如果汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？6、一辆汽车质量m=2.0×103kg，在水平公路上行驶，经过半径r=50m的弯路时，如果汽车=1.4×104N。

速度v=72km/h，这辆汽车会不会发生事故？已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fm7、质量为5000kg的汽车，通过半径是R=50m的拱形桥顶时，速度为10m/s，则汽车对桥顶的压力多大？（g/10m/s2）8、（12分）在绕竖直轴匀速转动的圆环上有两物A、B，如下图，过A、B的半径与竖直轴的夹角分别为30°和60°，则A、B两点的线速度之比为多少？向心加速度之比为多少？9、在一根长为L的不计质量的细杆中点和末端各连一质量为m的小球B和C，如图所示，杆可以在竖直平面内绕固定点A转动，将杆拉到某位置放开，末端C球摆到最低位置时，杆BC受到的拉力刚好等于C球重的2倍．求：（g=10m/s2）（1）C球通过最低点时的线速度；（2）杆AB段此时受到的拉力．10、如图所示，MN为水平放置的光滑圆盘，半径为1.0m，其中心O处有一个小孔，穿过小孔的细绳两端各系一小球A和B，A、B两球的质量相等。

高三物理向心力公式试题答案及解析

高三物理向心力公式试题答案及解析1.（10分）如图所示，在光滑水平面上放着一个质量M＝0.3kg的木块（可视为质点），在木块正上方1m处有一个固定悬定点O，在悬点O和木块之间用一根长2m、不可伸长的轻绳连接。

有一颗质量m＝0.1kg的子弹以80m/s的速度水平射入木块并留在其中，之后木块绕O点在竖直平面内做圆周运动。

求：①木块以多大速度脱离水平地面?②当木块到达最高点时对轻绳的拉力F为多少?【答案】 4N【解析】①子弹射击物块过程中设绳绷直后物块沿垂直绳方向速度为即：木块以速度脱离水平地面，方向垂直细绳向上（2）在最高点时，设其速度为又：∴由牛顿第三定律得：物块对细绳拉力＝4N【考点】本题考查动量守恒定律、圆周运动中向心力的来源。

2.如图为一陀螺，a、b、c为在陀螺上选取的三个质点，它们的质量之比为1∶2∶3，它们到转轴的距离之比为3∶2∶1，当陀螺以角速度ω高速旋转时()A．a、b、c的线速度之比为1∶2∶3B．a、b、c的周期之比为3∶2∶1C．a、b、c的向心加速度之比为3∶2∶1D．a、b、c的向心力之比为1∶1∶1【答案】C【解析】在同一陀螺上各点的角速度相等，由v＝ωr和质点到转轴的距离之比为3∶2∶1，可得a、b、c的线速度之比为3∶2∶1，选项A错误，由T＝2π/ω可知a、b、c的周期之比为1∶1∶1，选项B错误；由a＝ωv可知a、b、c的向心加速度之比为3∶2∶1，选项C正确；由F＝ma可得a、b、c的向心力之比为3∶4∶3，选项D错误．3.如图所示，是某次发射人造卫星的示意图，人造卫星先在近地圆周轨道1上运动，然后改在椭圆轨道2上运动，最后在圆周轨道3上运动，a点是轨道1、2的交点，b点是轨道2、3的交点，人造卫星在轨道1上的速度为v1，在轨道2上a点的速度为v2a，在轨道2上b点的速度为v2b，在轨道3上的速度为v3，则以上各速度的大小关系是( )A．v1＞v2a＞v2b＞v3B．v1＜v2a＜v2b＜v3C．v2a ＞v1＞v3＞v2bD．v2a ＞v1＞v2b＞v3【答案】C【解析】卫星在轨道1和轨道3上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，，所以有：，轨道半径越小，卫星的速度越大，则有v1＞v3．卫星在轨道2上做椭圆运动，根据开普勒定律得知，v2a ＞v2b．卫星从轨道1变轨到轨道2，在a点加速，则有v2a＞v1．卫星从轨道2变轨到轨道3，在b点加速，则有v3＞v2b．所以v2a＞v1＞v3＞v2b，C正确。

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1、如图所示，半径为r 的圆筒，绕竖直中心轴OO′转动，小物块 a 靠在圆筒的内壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使 a 不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（）A. B. C. D.2、下面关于向心力的叙述中，正确的是（）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力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一个向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变5、如图所示，质量为 m 的木块，从半径为 r 的竖直圆轨道上的 A 点滑向 B 点，由于摩擦力的作用，木块的速率保持不变，则在这个过程中A.木块的加速度为零B.木块所受的合外力为零C.木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心D.木块所受合外力的大小和方向均不变6=80 kg,M=40 kg，面对面拉着弹簧秤做、甲、乙两名溜冰运动员， M 甲乙圆周运动的溜冰表演，如图所示，两个相距 0.9 m，弹簧秤的示数为 9.2 N，下列判断正确的是（）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 m7、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.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（）A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大B.物体所受弹力增大，摩擦力减小C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小D.物体所受弹力增大，摩擦力不变8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.当转速不变时，绳短易断B.当角速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断9、如图,质量为 m 的木块从半径为 R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变A.因为速率不变，所以木块加速度为零 C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大D.木块下滑过程中的加速度大小不变 ,方向时刻指向球心解析：木块做匀速圆周运动，所受合外力大小恒定，方向时刻指向圆心，故选项 A、B 不正确 .在木块滑动过程中，小球对碗壁的压力不同，故摩擦力大小改变,C 错. 答案：D10、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时两球也不动D.若两球相对杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动解析：由牛顿第三定律可知 M、m 间的作用力相等，即 F M =F m，F M=Mω2r M，F m=mω2rm，所以若 M、m 不动，则 r M∶r m=m∶M ，所以 A 、B 不对， C 对（不动的条件与ω无关）.若相向滑动，无力提供向心力， D 对. 答案：CD 11、一物体以 4m/s 的线速度做匀速圆周运动，转动周期为 2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（）22C.02A.2m/sB.4m/s D.4 π m/s ω =2π/T=2 π/2= πv= ω *r所以r=4/πa=v ∧2/r=16/(4/π)=4 π12、在水平路面上安全转弯的汽车，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.重力、支持力和牵引力的合力C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力二、非选择题【共3道小题】1、如图所示，半径为 R 的半球形碗内，有一个具有一定质量的物体 A，A 与碗壁间的动摩擦因数为μ，当碗绕竖直轴 OO′匀速转动时，物体 A 刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动的角速度 .分析：物体A 随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω物.体A 做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O，故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力提供，此时物体所受的摩擦力与重力平衡 .解析：物体 A 做匀速圆周运动，向心力： Fω2Rn=m而摩擦力与重力平衡，则有μF即 F n=mg/μn=mg由以上两式可得： mω2μ即碗匀速转动的角速度为：ω=R= mg/.2、汽车沿半径为 R 的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过多少 ?解析：跑道对汽车的摩擦力提供向心力，1/10mg=mv2/r，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为 v=. 答案：车速最大不能超过3、一质量 m=2 kg 的小球从光滑斜面上高 h=3.5 m处由静止滑下，斜面的底端连着一个半径 R=1 m 的光滑圆环（如图所示），则小球滑至圆环顶点时对环的压力为，小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点， hmin=_________(g=10 m/s2).匀速圆周运动典型问题剖析匀速圆周运动问题是学习的难点，也是高考的热点，同时它又容易和很多知识综合在一起，形成能力性很强的题目，如除力学部分外，电学中“粒子在磁场中的运动”涉及的很多问题仍然要用到匀速圆周运动的知识，对匀速圆周运动的学习可重点从两个方面掌握其特点，首先是匀速圆周运动的运动学规律，其次是其动力学规律，现就各部分涉及的典型问题作点滴说明。

（完整版）向心力典型例题（附答案详解）

（完整版）向⼼⼒典型例题（附答案详解）向⼼⼒典型例题⼀、选择题【共12道⼩题】1、如图6-7-7所⽰，半径为r的圆筒，绕竖直中⼼轴OO′转动，⼩物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒的动摩擦因数为µ，现要使a不下滑，则圆筒转动的⾓速度ω⾄少为（）图6-7-7A. B. C. D.您的答案:参考答案与解析:解析：要使a不下滑，则a受筒的最⼤静摩擦⼒作⽤，此⼒与重⼒平衡，筒壁给a的⽀持⼒提供向⼼⼒，则N=mrω2，⽽f m=mg=µN，所以mg=µmrω2，故.所以A、B、C均错误，D正确.答案：D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤2、下⾯关于向⼼⼒的叙述中，正确的是（）A.向⼼⼒的⽅向始终沿着半径指向圆⼼，所以是⼀个变⼒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您的答案:参考答案与解析:解析：向⼼⼒是按⼒的作⽤效果来命名的，它可以是物体受⼒的合⼒，也可以是某⼀个⼒的分⼒，因此，在进⾏受⼒分析时，不能再分析向⼼⼒.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，即向⼼⼒不做功.答案：ACD主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤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⼀个向⼼⼒B.向⼼⼒不改变圆周运动物体速度的⼤⼩C.做匀速圆周运动的物体其向⼼⼒即为其所受的合外⼒D.做匀速圆周运动的物体其向⼼⼒⼤⼩不变您的答案:参考答案与解析:解析：向⼼⼒并不是物体受到的⼀个特殊⼒，它是由其他⼒沿半径⽅向的合⼒或某⼀个⼒沿半径⽅向的分⼒提供的.因为向⼼⼒始终与速度⽅向垂直，所以向⼼⼒不会改变速度的⼤⼩，只改变速度的⽅向.当质点做匀速圆周运动时，向⼼⼒的⼤⼩保持不变.答案：BCD主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤4、在光滑⽔平⾯上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉⼦，⼀根长1 m的细绳⼀端系⼩球，另⼀端拴在A钉上，如图6-7-8所⽰.已知⼩球质量为0.4 kg，⼩球开始以2 m／s的速度做⽔平匀速圆周运动，若绳所能承受的最⼤拉⼒为4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（）图6-7-8A.2.4π sB.1.4π sC.1.2π sD.0.9π s您的答案:参考答案与解析:解析：当绳⼦拉⼒为4 N时，由F=可得r=0.4 m.⼩球每转半个周期，其半径就减⼩0.2 m，由分析知，⼩球分别以半径为1 m，0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳⼦就被拉断了，所以时间为t==1.2π s.答案：C主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤5、如图6-7-9所⽰，质量为m的⽊块，从半径为r的竖直圆轨道上的A点滑向B点，由于摩擦⼒的作⽤，⽊块的速率保持不变，则在这个过程中（）图6-7-9A.⽊块的加速度为零B.⽊块所受的合外⼒为零C.⽊块所受合外⼒⼤⼩不变，⽅向始终指向圆⼼D.⽊块所受合外⼒的⼤⼩和⽅向均不变您的答案:参考答案与解析:解析：⽊块做匀速圆周运动，所以⽊块所受合外⼒提供向⼼⼒.答案：C主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤6、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6-7-9所⽰，两个相距0.9 m，弹簧秤的⽰数为9.2 N，下列判断正确的是（）图6-7-9A.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您的答案:参考答案与解析:解析：甲、⼄两⼈绕共同的圆⼼做圆周运动，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正确答案：D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤7、如图6-7-6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.若圆筒和物体以更⼤的⾓速度做匀速转动，下列说法正确的是（）图6-7-6A.物体所受弹⼒增⼤，摩擦⼒也增⼤B.物体所受弹⼒增⼤，摩擦⼒减⼩C.物体所受弹⼒减⼩，摩擦⼒也减⼩D.物体所受弹⼒增⼤，摩擦⼒不变您的答案:参考答案与解析:解析：物体在竖直⽅向上受重⼒G与摩擦⼒F，是⼀对平衡⼒，在向⼼⼒⽅向上受弹⼒F N.根据向⼼⼒公式，可知F N=mω2r，当ω增⼤时，F N增⼤，所以应选D.答案：D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤8、⽤细绳拴住⼀球，在⽔平⾯上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.当转速不变时，绳短易断B.当⾓速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断您的答案:参考答案与解析:解析：由公式a=ω2R=知，当⾓速度（转速）不变时绳长易断，故A、B 错误.周期不变时，绳长易断，故D正确.由，当线速度不变时绳短易断,C错.答案：D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤9、如图6-7-9,质量为m的⽊块从半径为R的半球形的碗⼝下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦⼒的作⽤使得⽊块的速率不变（）图6-7-9A.因为速率不变，所以⽊块的加速度为零B.⽊块下滑的过程中所受的合外⼒越来越⼤C.⽊块下滑过程中的摩擦⼒⼤⼩不变D.⽊块下滑过程中的加速度⼤⼩不变,⽅向时刻指向球⼼您的答案:参考答案与解析:解析：⽊块做匀速圆周运动，所受合外⼒⼤⼩恒定，⽅向时刻指向圆⼼，故选项A、B不正确.在⽊块滑动过程中，⼩球对碗壁的压⼒不同，故摩擦⼒⼤⼩改变,C错.答案：D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤10、如图6-7-10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（）图6-7-10A.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时两球也不动D.若两球相对杆滑动，⼀定向同⼀⽅向，不会相向滑动您的答案:参考答案与解析:解析：由⽜顿第三定律可知M、m间的作⽤⼒相等，即F M=F m，F M=Mω2r M，F m=mω2r m，所以若M、m 不动，则r M∶r m=m∶M，所以A、B不对，C对（不动的条件与ω⽆关）.若相向滑动，⽆⼒提供向⼼⼒，D对.答案：CD主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤11、⼀物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任⼀时刻，速度变化率的⼤⼩为（）B.4m/s2C.0D.4π m/s2您的答案:参考答案与解析:D主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤12、在⽔平路⾯上安全转弯的汽车，向⼼⼒是（）A.重⼒和⽀持⼒的合⼒B.重⼒、⽀持⼒和牵引⼒的合⼒C.汽车与路⾯间的静摩擦⼒D.汽车与路⾯间的滑动摩擦⼒您的答案:参考答案与解析:C主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤⼆、⾮选择题【共3道⼩题】1、如图6-7-5所⽰，半径为R的半球形碗内，有⼀个具有⼀定质量的物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为µ，当碗绕竖直轴OO′匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗⼝附近随碗⼀起匀速转动⽽不发⽣相对滑动，求碗转动的⾓速度.图6-7-5错题收藏参考答案与解析:思路分析：物体A随碗⼀起转动⽽不发⽣相对滑动，物体做匀速圆周运动的⾓速度ω就等于碗转动的⾓速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向⼼⼒⽅向指向球⼼O，故此向⼼⼒不是重⼒⽽是由碗壁对物体的弹⼒提供，此时物体所受的摩擦⼒与重⼒平衡.解析：物体A做匀速圆周运动，向⼼⼒：F n=mω2R⽽摩擦⼒与重⼒平衡，则有µF n=mg即F n=由以上两式可得：mω2R=即碗匀速转动的⾓速度为：ω=.答案：主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤2、汽车沿半径为R的⽔平圆跑道⾏驶，路⾯作⽤于车的摩擦⼒的最⼤值是车重的⼗分之⼀，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最⼤不能超过多少?参考答案与解析:解析：跑道对汽车的摩擦⼒提供向⼼⼒，，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最⼤值为v=.答案：车速最⼤不能超过主要考察知识点:匀速圆周运动、变速圆周运动、离⼼现象及其应⽤。

专题27 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系(解析版)

2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题27 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系特训目标特训内容目标1 传统探究法（1T—5T）目标2 光电传感法（6T—12T）一、传统探究法1．如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置．转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动．皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的弹力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。

那么：（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是________。

(填写正确选项前的字母)A．验证力的平行四边形定则B．验证牛顿第二定律C．伽利略对自由落体的研究（2）若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等，探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于3∶1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板________和挡板________处(均选填“A”“B”或“C”)，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为________。

若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与________成正比。

（3）为了能探究向心力大小的各种影响因素，左、右两侧塔轮________(选填“需要”或“不需要”)设置半径相同的轮盘。

（4）你认为以上实验中产生误差的原因有_____________(写出一条即可)。

【答案】B A C1:9角速度的平方需要弹簧测力套筒的读数引起的误差【详解】（1）[1]本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律的实验方法相同。

故选B。

（2）[2] [3] [4] [5]探究向心力和角速度的关系时，要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上；若将传动皮带套在两半径之比等于3∶1的轮盘上，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为1∶3 ，则向心力之比为1∶9，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1∶9，若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与角速度的平方成正比。

探究平抛运动规律和向心力实验(解析版)--高考物理实验题

2022-2024三年高考物理实验分类解析探究平抛运动规律和向心力实验2024年高考题1(2024年高考河北卷)图1为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹．某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到了如图2所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点．①每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度(填“相同”或“不同”)。

②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。

③根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为m/s(当地重力加速度g为9.8m/s2,保留2位有效数字)。

【答案】 ①. 相同 ②. ③. 0.71【解析】①为保证钢球每次平抛运动的初速度相同，必须让钢球在斜槽上同一位置静止释放，故高度相同；②描点连线用平滑曲线连接，钢球做平抛运动的轨迹如图所示③因为抛出点在坐标原点，为方便计算，在图线上找到较远的点，在图线上找到坐标为19.6cm的点为研究位置，该点坐标为14.1cm,19.6cm，根据平抛运动规律gt2x=v0t，y=12解得v0=0.71m/s2023年高考题2(2023年6月高考浙江选考科目)(7分)(1)在“探究平抛运动的特点”实验中①用图1装置进行探究，下列说法正确的是。

A.只能探究平抛运动水平分运动的特点B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点②用图2装置进行实验，下列说法正确的是。

A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下图1图2图3③用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。

实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P 点静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动x ，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。

山东省郯城第三中学高三物理一轮复习《5.7 向心力练习1》

山东省郯城第三中学高三物理一轮复习《5.7 向心力练习1》一、单项选择题。

1．物体做圆周运动时，关于向心力的说法中欠准确的是： ( C )①向心力是产生向心加速度的力 ②向心力是物体受到的合外力 ③向心力的作用是改变物体速度的方向 ④物体做匀速圆周运动时，受到的向心力是恒力A.① B ．①③ C ．②④ D. ③2．长度为R 的细绳系一质量为M 的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，若细绳能承受的最大拉力为T ，则保证细绳不断，小球运动的最大速率是（ D ） A M TR 4 BM TR 2 C M TR 2 D MTR 3．冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k 倍，在水平冰面上沿半径为R 的圆周滑行的运动员，若依靠摩擦力充当向心力，其安全速度为 [ B ]4．长度为L ＝0.50 m 的轻质细杆OA ，A 端有一质量为m ＝3.0 k g 的小球，如图5-19所示，小球以O 点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，小球的速率是v ＝2.0 m/s ， g 取10 m/s 2，则细杆此时受到：( A )A ．6.0 N 压力B ． 6.0 N 压力C ．24 N 拉力D ．24 N 拉力二、双项选择题。

5．如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过O 点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a 、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是：[ AB ] A.a 处为拉力，b 处为拉力B.a 处为拉力，b 处为推力C.a 处为推力，b 处为拉力D.a 处为推力，b 处为推力6．下列关于向心力的说法正确的是（ BC ）o bA 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外力D 做匀速圆周运动的物体其向心力不变7．关于曲线运动和圆周运动，以下说法正确的是（ AD ）A 做曲线运动的物体受到的合外力一定不为零B做曲线运动的物体的加速度一定是变化的C 做圆周运动的物体受到的合外力方向一定指向圆心D 做匀速圆周运动物体的加速度方向一定指向圆心8．如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是： BDA．摆球A受重力、拉力和向心力的作用B．摆球A受拉力和重力的作用力的作用C．摆球A受合力方向指向悬挂点D．摆球A受合力方向指向圆心9．如下图所示，在半径等于R的半圆形碗内有一个小物体由A点匀速滑下，下列说法中正确的是（ BC ）A 物体在下滑过程中，所受合力为零B 物体滑到底端时，对碗底的压力大于物体的重力C 物体下滑过程中，所受合力不为零D 物体滑到底端时，对碗底的压力等于物体的重力三。

高一物理__向心力_习题、答案

向心力习题1．在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（）A ．向心加速度B ．线速度C ．向心力D ．角速度 2．下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是 ( ) A ．物体除其他的力外还要受到—个向心力的作用 B ．物体所受的合外力提供向心力 C ．向心力是一个恒力D ．向心力的大小—直在变化 3．下列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来命名的，但受力分析时应该画出C ．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几种力的合力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．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，物体所受向心力是 ()A ．重力B ．弹力C ．静摩擦力D ．滑动摩擦力6．如图所示，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 ，它随圆盘一起做匀速圆周运动。

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，静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，静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，静摩擦力的方向与木块运动方向相同7．甲、乙两个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，在相同时间里甲转过60°角，乙转过45°角。

则它们的向心力之比为（）A ．1∶4B ．2∶3C ．4∶9D ．9∶168．如图所示，长为L 的悬线固定在O 点，在O 点正下方2L 处有一钉子C ，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（第5题）（第4题）（第6题）（第8题）B ．角速度突然增大C ．向心加速度突然增大D ．悬线拉力突然增大9．如图是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器，球P 和Q 可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一条轻绳连接，m P =2m Q ，当整个装置以ω匀速旋转时，两球离转轴的距离保持不变，则此时（）A ．两球受到的向心力大小相等B ．P 球受到的向心力大于Q 球受到的向心力C ．r P 一定等于2Q rD ．当ω增大时，P 球将向外运动10．如图所示，质量为m 的滑块与轨道间的动摩擦因数为μ，当滑块从A 滑到B 的过程中，受到的摩擦力的最大值为F μ，则（）A ．F μ=μmgB ．F μ＜μmgC ．F μ＞μmgD ．无法确定F μ的值11．如图所示，在半径为R 的半球形碗的光滑内表面上，一质量为m 的小球以角速度ω在水平平面上做匀速圆周运动。

2021年最新高考物理能力训练- 匀速圆周运动向心力(含答案)

基础训练11 匀速圆周运动向心力（时间60分钟，赋分100分）训练指要本套试题训练和考查的重点是：理解和掌握匀速圆周运动的运动学特点和动力学特点.理解和掌握向心力的公式，并能熟练地进行有关计算.第11题和第14题为创新题，解答这种类型的题、不但要有扎实的物理基础，同时应具有丰富的空间想象能力.一、选择题（每小题5分，共40分）1.关于向心力的下列说法中正确的是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，所受合力一定等于向心力D.做匀速圆周运动的物体，一定是所受的合外力充当向心力2.宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重中，下列说法中正确的是A.宇航员仍受重力的作用B.宇航员受力平衡C.宇航员受的重力正好充当向心力D.宇航员不受任何作用力3.图1—11—1所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，A是它边缘上的一点.左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r.B点在小轮上，它到小轮中心的距离为r .C 点和D 点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中，皮带不打滑.则图1—11—1A.A 点与B 点的线速度大小相等B.A 点与B 点的角速度大小相等C.A 点与C 点的线速度大小相等D.A 点与D 点的向心加速度大小相等4.质量为m 的滑块从半径为R 的半球形碗的边缘滑向碗底，过碗底时速度为v 若滑块与碗间的动摩擦因数为μ则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为A.μmgB.μmRv 2C.μm (g +Rv 2)D.μm (Rv 2-g )5.甲、乙两颗人造地球卫星，质量相等，它们的轨道都是圆，若甲的运动周期比乙小，则A.甲距地面的高度比乙小B.甲的加速度一定比乙小C.甲的加速度一定比乙大D.甲的动能一定比乙大6.火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是v2A.轨道半径R=gB.若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外C.若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内D.当火车质量改变时，安全速率也将改变7.在竖直平面内有一半径为R的光滑圆环轨道，一质量为m的小球穿在圆环轨道上做圆周运动，到达最高点C时的速率v c=5/4gR,则下述正确的是A.此球的最大速率是6v c4mgB.小球到达C点时对轨道的压力是5C.小球在任一直径两端点上的动能之和相等D.小球沿圆轨道绕行一周所用的时间小于πg5R/8.如图1—11—2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，两个质量相同的小球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，则图1—11—2A.球A的线速度一定大于球B的线速度B.球A的角速度一定小于球B的角速度C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力二、填空题（每小题6分，共24分）9.汽车在水平圆弧弯道上以恒定的速率在20 s内行驶20 m的路程，司机发现汽车速度的方向改变了30°角.司机由此估算出弯道的半径是________m；汽车的向心加速度是________.(取2位有效数字)10.劲度系数k=100 N/m的轻弹簧原长0.1 m，一端固定一个质量为0.6 kg的小球，另一端固定在桌面上的O点.使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，设弹簧的形变总是在弹性限度内，则当小球的角速度为10 r ad/s时，弹簧对小球的拉力为________N.11.如图1—11—3所示，暗室内，电风扇在频闪光源照射下运转，光源每秒闪光30次.如图电扇叶片有3个，相互夹角120°.已知该电扇的转速不超过500 r/min.现在观察者感觉叶片有6个，则电风扇的转速是________ r/min.图1—11—312.飞机向下俯冲后拉起，若其运动轨迹是半径为R=6 km的圆周的一部分，过最低点时飞行员下方的座椅对他的支持力等于其重力的7倍，飞机过最低点的速度大小为________ m/s.三、计算题（共36分）13.（12分）有一根轻弹簧原长为l.竖直悬挂质量为m的小球后弹簧长为2l0.现将小球固定于弹簧的一端，另一端固定于光滑桌面上，当小球在桌面上以速率v做匀速圆周运动时，弹簧的长度为多少？14.(12分)（2000年全国高考题）一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动.有一台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道的距离MN为d=10 cm,如图1—11—4所示. 转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T=60 s，光束转动方向如图中箭头所示.当光束与M N的夹角为45°时，光束正好射到小车上.如果再经过Δt=2.5 s光束又射到小车上，则小车的速度为多少？（结果保留二位数字）图1—11—4 图1—11—515.（12分）如图1—11—5所示，在圆柱形屋顶中心天花板O点，挂一根L=3 m的细绳，绳的下端挂一个质量m为0.5 kg的小球，已知绳能承受的最大拉力为10 N.小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球以v =9 m/s 的速度落在墙边.求这个圆柱形房屋的高度H 和半径R .（g 取10 m/s 2）参考答案一、1.AD 2.AC 3.CD 4.C 5.ACD 6.B7.ACD8.AB 小球受力情况如图所示，由图可知N =θsin mg ,因此A 、B 球对筒壁的压力相同.F =mg cot θ=mrv 2=mr ω2=mr (Tπ2)2,因此r 大，v 大，ω小，T 大.因此正确答案为A 、B.二、9.38.2;0.026 m/s 2 10.1511.300 因为电扇叶片有三个，相互夹角为120°，现在观察者感觉叶片有6个，说明在闪光时间里，电扇转过的角度为60°+n ·120°，其中n 为非负整数，由于光源每秒闪光30次，所以电扇每秒转过的角度为1800°+n ·3600°，转速为（5+10n ) r /s ,但该电扇的转速不超过500 r /mi n ,所以n =0,转速为5 r /s ,即300 r /mi n .12.600三、13.L =g v l l l /4/22200++ 14.光束照射在小车上时，小车正接近N 点，Δt 时间内光束与MN 的夹角从45°变为30°，小车走过的距离为l 1，由图可知，l 1=d (tan45°-tan30°）,所以小车的速度v 1=tl ∆1.代入数值解得v 1=1.7 m/s光束照射在小车上时，小车正在远离N 点，Δt 时间内光束与MN 的夹角从45°变为60°,小车走过的距离为l 2.由图可知l 2=d (tan60°-tan45°)，所以v 2=tl ∆2.代入数值解得v 2=2.9 m/s.15.设绳与竖直方向夹角为θ，则cos θ=21=T mg ,所以θ=60°，小球在绳断时离地高度为：h =H -L cos θ①小球做匀速圆周运动的半径为：r =L sin θ②F向=m rv 2mg tan θ ③ 21mv 2=mg (H -21)2+L mv 02④联立①②③④式求得：H =3.3 m,平抛运动时间为：t =gh2=0.6 s,水平距离为：s =v 0t =2.16m,圆柱半径为：R =22r s +=4.8 m.。

高三物理实验复习—探究向心力大小和半径、角速度、质量的关系习题选编含答案

实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系习题选编1、某班同学在学习了向心力的公式F＝m2vr和F＝mω2r后，分学习小组进行实验探究向心力。

同学们用细绳系一纸杯(杯中有30 mL的水)在空中甩动，使纸杯在水平面内做圆周运动(如图乙所示)，来感受向心力。

(1)下列说法中正确的是________。

A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力不变B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力增大C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力不变D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力增大(2)如图甲所示，绳离杯心40 cm处打一结点A,80 cm处打一结点B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据。

操作一：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。

操作二：手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。

操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动两周，体会向心力的大小。

操作四：手握绳结A，再向杯中添30 mL的水，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。

①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；操作四与一相比较：________相同，向心力大小与________有关；②物理学中这种实验方法叫________法。

③小组总结阶段，在空中甩动纸杯的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力，跟书上说的不一样”，你认为该同学的说法正确吗？答：________。

【答案】)BD 角速度、半径质量大小控制变量不正确，见解析2、根据公式2vF mr=向和2F mrω=向，某同学设计了一个实验来感受向心力。

如图甲所示，用一根细绳（可视为轻绳）一端拴一个小物体，绳上离小物体40cm处标为点A，80cm处标为点B。

将此装置放在光滑水平桌面上（如图乙所示）抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，请另一位同学帮助用秒表计时。