人教版高中物理必修二向心力同步练习(2)

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高中物理人教版2019必修二习题答案第六章圆周运动2向心力

2向心力A级必备知识基础练1.(2021山东威海月考)假设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2.一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.mgB.mω2RC.√(mg)2+(mω2R)2D.√(mg)2-(mω2R)23.如图所示，将完全相同的两小球A、B用长L=0.8m的细绳悬于以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，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比F B∶F A为(g取10m/s2)()A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶44.如图所示，质量为m的小球用细线悬于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g。

若悬挂小球的细线长为l，细线与竖直方向的夹角为θ，小球做匀速圆周运动的角速度为ω，下列说法错误的是()A.小球做圆周运动的向心力大小为mg tanθB.细线对小球的拉力为mgcosθC.小球的向心力为mω2lD.小球做圆周运动的周期为2πω5.(2021北京密云检测)如图甲所示为用向心力演示器验证向心力公式的实验示意图，图乙为俯视图。

图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。

a、b两轮在皮带的传动下匀速转动。

(1)两槽转动的角速度ωA(选填“>”“=”或“<”)ωB。

(2)现有两个质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为2∶1。

则钢球①、②的线速度大小之比为；受到的向心力大小之比为。

6.(2021云南曲靖高一月考)如图所示，小球通过细线绕O点在光滑水平面上做匀速圆周运动。

已知小球质量m=0.50kg，角速度ω=2rad/s，细线长L=0.20m。

新教材高中物理第六章第1课时向心力公式及其应用分层作业新人教版必修第二册(含答案)

新教材高中物理新人教版必修第二册：第1课时向心力公式及其应用分层作业A级必备知识基础练一、对向心力的理解1. 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中物体线速度的大小C. 对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力D. 做匀速圆周运动的物体,其向心力是不变的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，除了受到别的物体对它的作用力外，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. 向心力只改变物体线速度的方向，不改变物体线速度的大小二、向心力的来源分析和计算3. [2023江苏高二学业考试]如图所示，小物块与水平圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动。

下列关于的受力情况的说法正确的是( )A. 受重力、支持力B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C. 受重力、支持力、与运动方向相同的摩擦力和向心力D. 受重力、支持力、与运动方向相反的摩擦力和向心力4. [2023江苏盐城练习]如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，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，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，摩擦力不变三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点5. [2022江苏南京期末]如图所示，一辆电动车在水平地面上以恒定速率行驶,依次通过、、三点，比较电动车在三个点处向心力大小，下列关系式正确的是( )A. B. C. D.6. 质量为的小球用长为的轻质细线悬挂在点，在点的正下方处有一光滑小钉子，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（瞬时速度不变），细线没有断裂，则下列说法正确的是( )A. 小球的线速度突然增大B. 小球的角速度突然减小C. 小球对细线的拉力突然增大D. 小球对细线的拉力保持不变B级关键能力提升练7. [2022江苏邗江期末]如图所示，把一个长为、劲度系数为的弹簧一端固定,作为圆心,弹簧的另一端连接一个质量为的小球,当小球以的转速在光滑水平面上做匀速圆周运动时，弹簧的伸长量应为( )A. B. C. D.8. [2022江苏无锡市月考]如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。

向心力+同步练习-高一下学期物理鲁科版(2019)必修第二册

《第2节科学探究：向心力》同步练习一、基础巩固知识点1 向心力概念的理解1.(多选)[2022河南省南阳市一中月考]下列关于向心力的说法正确的是 ()A.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中某个力的分力B.向心力是沿着半径指向圆心方向的力C.向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,向心力是一个恒力D.向心力只改变物体线速度的方向,不能改变物体线速度的大小2.[2022河南郏县实验高中期中考试]一段内径均匀内表面光滑的圆弧形水管置于水平面上,当管道中通有流量稳定的水流时,水流方向由a流向b,则下列各图关于水流对管道的作用力方向正确的是 ()知识点2 探究影响向心力大小的因素3.[2022广东广雅中学期中考试]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、右半径之比分别是1∶1、2∶1和3∶1。

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。

A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.演绎法(2)如图所示,实验中某同学把两个质量相等的小球放在A、C位置,将皮带处于左、右两边半径不等的塔轮上,转动手柄,观察左、右标尺的刻度。

这是在探究向心力大小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(3)若与皮带连接的左、右两个变速塔轮半径之比为3∶1,则标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力之比为(填选项前的字母)。

A.3∶1B.1∶3C.9∶1D.1∶9知识点3 利用向心力公式进行计算4.[2022广东深圳中学期中考试]如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动,座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,则座舱 ()A.运动周期为2πRωB.在与转轴水平等高处受摩天轮作用力的大小为mgC.线速度的大小为ω2RD.所受合力的大小始终为mω2R5.游乐场的悬空旋转椅结构如图甲所示,一个游客通过长L=10 m的轻绳悬挂在半径R=4 m的水平圆形转盘的边缘。

2025版新教材高中物理第六章圆周运动2向心力专项2圆周运动的动力学问题课时作业新人教版必修第二册

专项2 圆周运动的动力学问题1.(多选)如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m ，运动半径为R ，角速度大小为ω，重力加速度为g ，则座舱 ( )A ．运动的周期为2πRωB ．线速度的大小为ωRC ．受摩天轮作用力的大小始终为mgD ．所受合力的大小始终为m ω2R2．[2024·福建福州四中高一下期中]将一平板折成如图所示形态，AB 部分水平且粗糙，BC 部分光滑且与水平方向成θ角，板绕竖直轴OO′匀速转动，放在AB 板E 处和放在BC 板F 处的物块均刚好不滑动，两物块到转动轴的距离相等，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，则物块与AB 板的动摩擦因数为 ( )A ．μ＝tan θB ．μ＝1tan θC ．μ＝sin θD ．μ＝cos θ3．如图，一同学表演荡秋千．已知秋千的两根绳长均为10 m ，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg .绳的质量忽视不计．当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m /s ，此时每根绳子平均承受的拉力约为 ( )A ．200 NB ．400 NC ．600 ND ．800 N4．[2024·河南许昌高一下期中]如图所示，光滑水平面上，轻绳连接的甲、乙两小球始终在一条直线上绕共同的圆心O 做匀速圆周运动，甲、乙两球视为质点，轻绳的长度为L ，不计空气的阻力，下列说法正确的是( )A ．若甲、乙两球质量之比为k∶1，则甲、乙两球的周期之比为k∶1B ．若甲、乙两球质量之比为k∶1，则甲、乙两球到圆心O 的距离之比为k∶1C ．若甲、乙两球质量之比为k∶1，相等时间内甲、乙两球走过的弧长之比为k∶1D ．若甲、乙两球的质量分别为m 、2m ，甲球的角速度为ω，则轻绳的拉力为23mω2L5．[2024·四川南充高级中学高一下月考]如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab 为水平直径，cd 为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则( )A ．物块始终受到三个力作用B ．物块受到的合外力始终指向圆心C ．在c 、d 两个位置，物块所受支持力F N 相同，摩擦力F f 为零D ．在a 、b 两个位置物块所受摩擦力供应向心力，支持力F N ＝06．[2024·安徽太和一中高一下期末](多选)如图所示，半径为R 的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O 的竖直轴线以角速度ω匀速转动．质量不同的小物块A 、B 随容器转动且相对器壁静止，A 、B 和球心O 点连线与竖直方向的夹角分别为α和β，α>β.则( )A ．当B 所受摩擦力为零时，其角速度为ωB ＝gR cos βB ．若A 不受摩擦力，则整体转动的角速度为ωA ＝gR cos αC ．A 、B 受到的摩擦力可能同时为零D ．若ω增大，A 、B 受到的摩擦力可能都增大专项2 圆周运动的动力学问题 [提实力]1．答案：BD解析：依据匀速圆周运动周期公式可得T ＝2πω，A 错误；依据v ＝ωr ，可知座舱的线速度大小v ＝ωR ，B 正确；当座舱在最低点时，座舱受到摩天轮的作用力大于重力，C 错误；座舱做匀速圆周运动，合力供应向心力，即F n ＝mω2R ，D 正确．2．答案：A解析：设两物体到竖直轴OO ′的距离均为r ，平板转动的角速度为ω，对BC 部分上的物块受力分析，重力和支持力的合力供应向心力，且合力方向水平向左，有m 1g tan θ＝m 1ω2r ，对AB 部分上的物块受力分析，最大静摩擦力供应向心力，即μm 2g ＝m 2ω2r ，联立解得E 处的物块与AB 板的动摩擦因数μ＝tan θ，故A 正确．3．答案：B解析：设当该同学荡到秋千支架正下方时每根绳子的拉力为F T ，对该同学和秋千踏板组成的整体进行受力分析，结合牛顿其次定律有F 合＝2F T －mg ＝m v 2l，若重力加速度取10 m/s 2，则解得F T ＝410 N ，B 正确．4．答案：D解析：两球做匀速圆周运动，相等时间内转过的角度相等，则甲、乙的角速度和周期相同，两球的周期之比为1∶1，故A 错误；甲、乙两球的向心力都是由绳的拉力供应且大小相等，有m 甲ω2r 甲＝m 乙ω2r 乙，结合m 甲m 乙＝k 可得r 甲r 乙＝1k，即甲、乙两球到圆心O 的距离之比为1∶k ，故B 错误；由v ＝ωr 可得v 甲＝ωr 甲、v 乙＝ωr 乙，则有v 甲v 乙＝r 甲r 乙＝1k，即相等时间内甲、乙走过的弧长之比为1∶k ，故C 错误；若甲、乙两球的角速度为ω，质量分别为m 、2m ，设轻绳的拉力为F ，由牛顿其次定律F ＝mω2r 甲、F ＝2mω2r 乙，可得r 甲＝F mω2、r 乙＝F2mω2，结合r 甲＋r 乙＝L ，综合解得F ＝23mω2L ，故D 正确．5．答案：B解析：物块在最高点受重力和支持力两个力作用，靠两个力的合力供应向心力，故A 错误；物块做匀速圆周运动，靠合外力供应向心力，可知合外力始终指向圆心，故B 正确；在最高点和最低点，摩擦力为零，靠重力和支持力的合力供应向心力，在位置c ，依据牛顿其次定律得mg －F N c ＝m v 2R ，所以F N c <mg ，在位置d ，依据牛顿其次定律得F N d －mg ＝m v 2R ，所以F N d >mg ，在a 、b 两位置，重力和支持力平衡，靠静摩擦力供应向心力，故C 、D 错误．6．答案：ABD解析：当B 所受摩擦力恰为零时，物块B 和球心连线与竖直方向的夹角为β，受力如图所示，依据牛顿其次定律得mg tan β＝mrω2B ，r ＝R sin β，解得ωB ＝ g R cos β，选项A 正确；同理可知，若A 不受摩擦力，则整体转动的角速度为ωA ＝gR cos α，选项B 正确；由A 、B 选项分析可知，ωA 和ωB 不行能相等，即A 、B 受到的摩擦力不行能同时为零，选项C 错误；若ω缓慢增大，则A 、B 受到的摩擦力方向可能会发生改变，当A 、B 所受的摩擦力都沿切线向下时，随着ω增加，摩擦力都会增大，选项D 正确．。

人教版高中物理必修二课后练习答案详解

人教版高中物理Ⅱ课后习题答案第五章：曲线运动第1节曲线运动1. 答：如图6－12所示，在A 、C 位置头部的速度与入水时速度v 方向相同；在B 、D 位置头部的速度与入水时速度v 方向相反。

图6－122. 答：汽车行驶半周速度方向改变180°。

汽车每行驶10s ，速度方向改变30°，速度矢量示意图如图6－13所示。

图6－133. 答：如图6－14所示，AB 段是曲线运动、BC 段是直线运动、CD 段是曲线运动。

图6－14第2节质点在平面内的运动1. 解：炮弹在水平方向的分速度是v x ＝800×cos60°＝400m/s;炮弹在竖直方向的分速度是v y ＝800×sin60°＝692m/s 。

如图6－15。

图6－152. 解：根据题意，无风时跳伞员着地的速度为v 2，风的作用使他获得向东的速度v 1，落地速度v 为v 2、v 1的合速度（图略），即：v xv v1vB6.4/v m s ===，速度与竖直方向的夹角为θ，tanθ＝0.8，θ＝38.7°3. 答：应该偏西一些。

如图6－16所示，因为炮弹有与船相同的由西向东的速度v 1，击中目标的速度v 是v 1与炮弹射出速度v 2的合速度，所以炮弹射出速度v 2应该偏西一些。

图6－164. 答：如图6－17所示。

图6－17第3节抛体运动的规律1. 解：（1）摩托车能越过壕沟。

摩托车做平抛运动，在竖直方向位移为y ＝1.5m ＝212gt经历时间0.55t s ===在水平方向位移x ＝v t ＝40×0.55m ＝22m ＞20m 所以摩托车能越过壕沟。

一般情况下，摩托车在空中飞行时，总是前轮高于后轮，在着地时，后轮先着地。

（2）摩托车落地时在竖直方向的速度为v y ＝gt ＝9.8×0.55m/s ＝5.39m/s 摩托车落地时在水平方向的速度为v x ＝v ＝40m/s 摩托车落地时的速度：/40.36/v s m s == 摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为θ， tanθ＝vx ／v y ＝405.39＝7.422. 解：该车已经超速。

2020-2021高中物理新人教版必修第二册 6.2向心力课时作业1(含解析)

(1)现用刻度尺测得R、L，用天平测得m，重力加速度g，则小球所受的合力 _____。
(2)为了测出小球圆周运动的角速度，先用秒表测得小球完成次圆周运动共用时t，则由向心力公式求得小球做圆周运动的向心力 _____，代入数值，验证是否成立。
15．如图所示，质量为60kg的跳台滑雪运动员经过一段半径为40m的圆弧加速滑行后从O点水平飞出（O点正好在圆弧对应圆心的正下方），经3.0s落到斜坡上的A点已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ＝37°，不计空气阻力（取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80；g取10m/s2求
(3)若等式______成立（用题中物理量符号表示），则可以验证向心力表达式。
(4)该实验可能的误差有：______。（写出一条即可）
12．某班同学在学习了向心力的公式F＝m 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。
2020-2021学年人教版（2019）必修第二册
6.2向心力课时作业1（含解析）
1．在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心，能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力的选项是（）
A． B．
C． D．
2．如图所示，光滑杆偏离竖直方向的夹角为，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，小球的旋转平面在A处，线速度为v1，球对杆的压力为N1；当杆角速度为ω2时，小球的旋转平面在B处，线速度为v2，球对杆的压力为N2，则有（）
(1)实验中需要测出细线的长度，为了实验结果更精确，还需要用游标卡尺测出小球直径，如图乙所示，则 _________ ；

高中物理必修二向心加速度同步练习含答案(一)

高中物理必修二向心加速度同步练习含答案卷I（选择题）一、选择题（本题共计 10 小题，每题 3 分，共计30分，）1. A，B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A的转速为30r/min，B的转速为15r/min.则两球的向心加速度之比为（）A.1∶1B.2∶1C.4∶1D.8∶12. 下列关于向心加速度的说法中正确的是（）A.它描述的是做圆周运动物体速率改变的快慢B.它描述的是线速度方向变化的快慢C.它描述的是角速度变化的快慢D.匀速圆周运动的向心加速度不变3. 下列关于匀速圆周运动的向心加速度的说法中，不正确的是（）A.它的方向始终与线速度方向垂直B.它的大小是不断变化的C.它描述了线速度方向变化的快慢D.它的大小可以通过公式a=v2r计算4. 一个物体做匀速圆周运动，关于其向心加速度的方向，下列说法中正确的是（）A.与线速度方向相同B.与线速度方向相反C.背离圆心D.指向圆心5. 如图两轮压紧，通过摩擦传动（无打滑）．已知大轮半径是小轮半径的2倍，E为大轮半径的中点，C、D分别是大轮和小轮边缘上的一点，则E、C、D三点向心加速度的大小关系正确的是（）A.a C=a D=2a EB.a C=2a D=2a EC.a C=a D2=a E D.a C=a D2=2a E6. 若地球半径为R，“蛟龙号”下潜深度为d，“天宫一号”轨道距离地面的高度为ℎ，地球可视为质量分布均匀的球体，质量分布均匀的球壳对球壳内物体的万有引力为零，则“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的重力加速度大小之比为（）A.R−d R+ℎB.(R−d)2 (R+ℎ)2C.(R−d)(R+ℎ)2R3D.(R−d)(R+ℎ)R27. 如图所示为地球自转的示意图，同一经度、不同纬度处的地面上站着甲乙两人，他们的向心加速度（）A.大小相等，方向相同B.大小不等，方向相同C.大小相等，方向不同D.大小不等，方向不同8. 下列关于向心加速度说法中，正确的是（）A.向心加速度方向可能与线速度方向不垂直B.向心加速度方向可能不变C.向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量D.向心加速度是描述角速度方向变化快慢的物理量9. 关于匀速圆周运动的周期大小，下列判断正确的是（）A.若线速度越大，则周期一定越小B.若角速度越大，则周期一定越小C.若半径越大，则周期一定越大D.若向心加速度越大，则周期一定越大10. 牛顿著名的“月--地”检验，有力的证明了地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星是同一性质的力，更有力的证明了引力理论的正确性．已知月球和地心的距离是地球半径的60倍，地球表面的重力加速度为g，则月球绕地球做圆周运动的向心加速度为（）A.60gB.3600gC.g60D.g3600卷II（非选择题）二、填空题（本题共计 10 小题，每题 3 分，共计30分，），且当A转过60周时，11. A、B两物体分别做匀速圆周运动，已知A的半径是B的半径的34B刚好转了45周，求A、B两物体的向心加速度之比________．12. 做匀速圆周运动的物体，向心力和向心加速度的方向均指向________．13. 飞机出俯冲转为拉起的一段轨迹可以看作是一段圆弧．如果这段圆弧的半径r是800m，飞机在圆弧最低点P的速率为720km/ℎ，求飞机在P点的向心加速度是重力加速度的________倍．(g取10m/s2)14. 一物体在水平面内沿半径0.2m的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度为0.4m/s，那么，它的转速为________r/s；它的向心加速度为________ m/s2．15. 如图所示，两个摩擦传动的轮子，A为主动轮，转动的角速度为ω，已知A、B轮的半径分别是R1和R2，C点离圆心的距离为R2，则C点处的向心加速度大小为2________．16. 一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮半径是小轮半径，当大轮边上P点的向心加速度是的2倍，大轮上一点S离转轴O1的距离是半径的130.6m/s2时，大轮上的S点的向心加速度为________m/s2，小轮边缘上的Q点的向心加速度是________m/s2．17. 一物体做匀速圆周运动的半径为R，周期为T，则其向心加速度大小为________．18. 任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向________，这个加速度叫向心加速度．19. 如图所示为一圆环，现让圆环以它的直径AB为轴匀速转动，则环上两点P、Q的向心加速度大小之比是________．20. 任何做匀速圆周运动的物体的加速度方向都指向________．三、解答题（本题共计 20 小题，每题 10 分，共计200分，）21. 一质点做曲线运动，如图所示，先后经过A、B、C、D四点，速度分别是v A、v B、v C、v D，加速度为a A、a B、a C、a D，试在图中标出各点的速度方向、加速度的大致方向．22. 一般自行车车轮的直径为0.7m，当自行车以5m/s的速度匀速行驶时，车轮边缘的质点相对于车轮的轴做匀速圆周运动．（1）试求车轮边缘质点的向心加速度；（2）若小轮自行车以相同速度匀速运动时，车轮边缘质点的向心加速度是大一些还是小一些？23. 如图所示，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮半径是，当大轮边缘上P点的向心加小轮半径的两倍，大轮上的一点S与转轴的距离是半径的13速度是12m/s2时，求：（1）大轮上的S点的向心加速度是多少？（2）小轮上边缘处的Q点的向心加速度是多少？24. 如图所示，长度为L=0.5m的轻杆，一端固定质量为M=1.0kg的小球A（小球的半径不计），另一端固定在一转动轴O上．小球绕轴在水平面上匀速转动的过程中，每隔0.1s杆转过的角度为30∘．试求：小球运动的向心加速度．25. 甲，乙两汽车在水平地面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们的线速度之比2:5，运动的半径之比是3:5，它们的向心加速度之比是多少？26. 长度为L=1.0m的绳，系一小球在光滑水平桌面内做圆周运动，小球的质量为M=2kg，小球半径不计，小球的速度大小为v=4m/s，试求：（1）小球的向心加速度．（2）小球对绳的拉力大小．27. 做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径为20m的圆周运动100m，试求物体做匀速圆周运动时：（1）线速度的大小；（2）角速度的大小；（3）向心加速度的大小。

高中人教版物理必修二第五章第六节向心力同步测试含答案

高中人教版物理必修二第五章第六节向心力同步测试一、单选题（共10题；共20分）1.如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是（）A. 若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C. 若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做向心运动【答案】A【解析】【解答】解：A、在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故A正确．B、当拉力减小时，将沿pb轨道做离心运动，故BD错误；C、当拉力增大时，将沿pc轨道做近心运动，故C错误．故答案为：A．【分析】物体实际需要的向心力如果大于所能提供的向心力。

物体做向心运。

反之，做离心运动，如果向心力突然消失，将会沿着原来速度的方向做匀速直线运动。

2.公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥最高点时的运动可以看做匀速圆周运动．如图所示，汽车通过桥最高点时（）A. 汽车对桥的压力等于汽车的重力B. 汽车对桥的压力大于汽车的重力C. 汽车所受的合力竖直向下D. 汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越大【答案】C【解析】【解答】解：A、对汽车受力分析，受重力和支持力，由于汽车做圆周运动，故合力提供向心力，故合力指向圆心，故竖直向下，有：mg﹣F N=m解得：F N=mg﹣m ，桥面对汽车的支持力小于重力，根据牛顿第三定律可知，对桥面的压力小于汽车的重力，故AB错误，C正确；D、根据F N=mg﹣m ，汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越小，故D错误；故选：C【分析】作用力与反作用力大小相等方向相反；对汽车受力分析，受重力和支持力，由于汽车做圆周运动，故合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可．3.如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直．当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是（）A. 当转盘匀速转动时，P受的摩擦力方向为aB. 当转盘匀速转动时，P受的摩擦力方向为bC. 当转盘匀速转动时，P受的摩擦力方向可能为cD. 当转盘匀速转动时．P受的摩擦力方向可能为d 【答案】C【解析】【解答】当转盘匀速转动时，物体做匀速圆周运动，切向方向不受力，合力指向圆心，而物块P 的向心力是摩擦力提供的，所以当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为c方向，故ABD错误，C正确．故选：C．【分析】物体做匀速圆周运动，合外力提供向心力，指向圆心，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，摩擦力提供向心力．4.一架做飞行表演的飞机，在水平面内做匀速圆周运动．若已知飞机飞行轨迹为半径为3000m ，飞行的线速度为150m/s ，不可以求出的有（）A. 飞机的角速度B. 飞机的向心力C. 飞机运动的周期D. 飞机的向心加速度【答案】B【解析】解答：解：A、角速度与线速度的关系是：ω=v/r,知道v和r，可以求得飞机的角速度，故A正确．B、飞机的向心力与线速度的关系是：F= ，由于飞机的质量m未知，不能求出向心力，故B错误．C、飞机运动的周期与线速度的关系是：T= ，可见，可以求出飞机的周期，故C正确．D、飞机的向心加速度与线速度的关系是：a= ，知道v和r，可以求得飞机的向心加速度，故D正确．故选：B．分析：飞机做匀速圆周运动，知道轨迹半径r和线速度v，根据其他量与这两个量的关系进行分析．5.如图所示，盘上小物体随盘做匀速圆周运动．则对小物体受力分析正确说法是（）A. 小物体不受摩擦力的作用B. 小物体受摩擦力的作用，且方向指向圆心C. 小物体受摩擦力的作用，且方向与小物体运动的方向相同D. 小物体受摩擦力的作用，且方向与小物体运动的方向相反【答案】B【解析】【解答】解：物体做圆周运动向心力向心力，由静摩擦力提供，因为向心力的方向指向圆心，则静摩擦力的方向指向圆心．故B正确、ACD错误．故选：B．【分析】小物体在水平面上做圆周运动，需要的向心力沿水平方向，而小物体受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，不可能提供向心力，故只能是盘面对小物体的静摩擦力提供向心力．由向心力的来源确定静摩擦力的方向．6.如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由点B运动到点A．下列说法正确的是（）A. 小球所受合力为0B. 绳子上张力T做负功C. 重力的功率P逐渐增大D. 水平拉力F逐渐减小【答案】D【解析】【解答】解：A、小球以恒定的速率在竖直平面内运动，由于合力提供向心力，则合力不为零，故A错误．B、绳子的拉链方向与速度方向始终垂直，则绳子张力不做功，故B错误．C、重力的方向与速度方向的夹角越来越大，根据P=mgvcosα知，重力的功率P逐渐减小，故C错误．D、小球做匀速圆周运动，在垂直绳子方向的合力为零，设绳子与竖直方向的夹角为θ，则：Fcosθ=mgsinθ，解得：F=mgtanθ，θ逐渐减小，则水平力F逐渐减小，故D正确．故选：D．【分析】小球做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，根据绳子张力的方向与速度方向的关系判断张力的做功情况．根据重力与速度方向的夹角变化，判断重力的瞬时功率变化．根据垂直绳子方向合力为零，得出水平拉力F的变化．7.如图，一物体停在匀速转动圆筒的内壁上，如果圆筒的角速度增大，则（）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【答案】D【解析】【解答】解：物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，提供向心力．对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图，其中重力G与静摩擦力f平衡，与物体的角速度无关，支持力N提供向心力，由N=mω2r知，当圆筒的角速度ω增大以后，向心力变大，物体所受弹力N增大，故D正确，A、B、C错误．故选：D【分析】做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力．8.如图所示，为一皮带传动装置，右轮半径为r，a为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。

2021年高中物理人教版(新教材)必修第二册同步练习：第6章第2节向心力 (含解析)

第六章第二节请同学们认真完成[练案6]合格考训练(25分钟·满分60分)一、选择题(本题共7小题，每题7分，共49分)1．(2020·黑龙江牡丹江一中高一下学期期中)关于向心力的说法正确的是(D)A．物体由于做圆周运动而产生了向心力B．向心力就是物体受到的合外力C．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D．向心力不改变圆周运动物体速度的大小解析：物体做圆周运动就需要向心力，向心力是由外界提供的，不是物体本身产生的，故A错误；匀速圆周运动中合力提供向心力，变速圆周运动中合力与向心力不一定相等，故B错误；向心力始终指向圆心，方向时刻在改变，则向心力是变化的，故C错误；向心力的方向与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，故D正确。

2．(2020·河北定州中学高一下学期检测)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(D)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提供向心力，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力方向间的夹角为锐角，合力方向与速度方向不垂直，B、C错，D对。

3．如图所示，一圆柱形容器绕其轴线匀速转动，内部有A、B两个物体，均与容器的接触面间始终保持相对静止。

当转速增大后(A 、B 与容器接触面间仍相对静止)，下列说法正确的是( D )A ．两物体受到的摩擦力都增大B ．两物体受到的摩擦力大小都不变C ．物体A 受到的摩擦力增大，物体B 受到的摩擦力大小不变D ．物体A 到的摩擦力大小不变，物体B 受到的摩擦力增大解析：容器绕其轴线转动时，两个物体随容器一起转动，以A 为研究对象，在水平方向上，容器施加的弹力提供A 做圆周运动的向心力；在竖直方向，重力和静摩擦力平衡，所以当转速增大后，物体A 受到的摩擦力大小保持不变。

高中物理(新人教版)必修第二册同步习题：圆周运动的动力学问题(同步习题)【含答案及解析】

第六章圆周运动专题强化练3圆周运动的动力学问题一、选择题1.(2020广东深圳高级中学高三上测试,)转笔是一项深受广大中学生喜爱的休闲活动,其中也包含了许多的物理知识。

如图所示,假设某同学将笔套套在笔杆的一端,在转笔时让笔杆绕其手指上的某一点O在竖直平面内做匀速圆周运动,则下列叙述中正确的是( )A.笔套做圆周运动的向心力是由笔杆对它的摩擦力提供的B.笔杆上离O点越近的点,做圆周运动的向心加速度越大C.当笔杆快速转动时,笔套有可能被甩走D.由于匀速转动笔杆,笔套受到的摩擦力大小不变2.(2020天津静海一中高一上期末,)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且未相对滑动。

当圆筒以较大的角速度ω匀速旋转以后,下列说法正确的是( )A.物体受到4个力的作用,其中弹力增大,摩擦力也增大了B.物体受到4个力的作用,其中弹力增大,摩擦力减小了C.物体受到3个力的作用,其中弹力和摩擦力都减小了D.物体受到3个力的作用,其中弹力增大,摩擦力不变3.(2020河北鸡泽一中高一下测试,)(多选)质量均为m的小球A、B分别固定在一长为L的轻杆的中点和一端点,如图所示。

当轻杆绕另一端点O在光滑水平面上做角速度为ω的匀速圆周运动时,则( )A.处于中点的小球A的线速度为LωB.处于中点的小球A的加速度为Lω2C.处于端点的小球B所受的合外力为mω2LD.轻杆OA段中的拉力与AB段中的拉力之比为3∶24.(2020福建厦门六中高三上模拟,)如图所示,A、B、C三个物体放在水平旋转平台上随平台一起做匀速圆周运动,三个物体与旋转平台间的动摩擦因数均为μ,已知A的质量为2m,B、C的质量均为m,A、B离转轴的距离均为R,C距离转轴2R,以下说法正确的是( )A.若转速加快,A最先相对平台滑动B.若转速加快,C一定不会最先相对平台滑动C.若都没相对平台滑动,则向心加速度a A=a C>a BD.若都没相对平台滑动,则摩擦力f A=f C>f B5.(2020浙江东阳中学高三上月考,)如图所示,金属环M、N用不可伸长的细线连接,分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上,当整个装置以竖直杆为轴、以不同大小的角速度匀速转动时,两金属环一直相对杆不动,下列判断正确的是( )A.转动的角速度越大,细线中的拉力越大B.转动的角速度越大,环M与水平杆之间的弹力越大C.转动的角速度越大,环N与竖直杆之间的弹力越大D.转动的角速度不同,环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等二、非选择题6.(2020天津静海一中高一上期末,)如图所示,水平圆盘中心放一质量为M的物块,一根细绳一端连接物块,另一端绕过光滑的圆盘边缘后连接一个质量为m的小球,圆盘以角速度ω匀速转动时,小球随着一起转动,此时小球距圆盘中轴线的距离为r,物块恰好没有滑动,重力加速度大小为g。

高中物理新教材同步必修第二册第6章圆周运动圆周运动2 第2课时向心力的分析和向心力公式的应用

(2)某一点的向心力仍可用公式 Fn＝mvr2＝mω2r 求解.
2.一般的曲线运动曲线轨迹上每一小段看成圆周运动的一部分，在分析其速度大小与合力关系时，可采用圆周运动的分析方法来处理. (1)合力方向与速度方向夹角为锐角时，力为动力，速率越来越大. (2)合力方向与速度方向夹角为钝角时，力为阻力，速率越来越小.
针对训练2
如图7所示，某物体沿
1 4
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.物体的合力为零
B.物体的合力大小不变，方向始终指向圆心O
C.物体的合力就是向心力
√D.物体的合力方向始终不与其运动方向垂直(最低点除外)
图7
解析物体做加速曲线运动，合力不为零，A错误；
物体做速度大小变化的圆周运动，合力不指向圆心(最低点除外)，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力方向的夹角始终为锐角，合力与速度不垂直，B、C错误，D正确.
(2)小球到达最低点时绳对小球的拉力的大小.
答案 3 N 解析由(1)可知，小球到达最低点时，绳的拉力和重力的合力提供向心力， FT－mg＝mvr2 则 FT＝mg＋mvr2＝3 N.
二、变速圆周运动和一般的曲线运动
导学探究
荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千由上向下荡时：
(1)此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动？
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
6.“歼－20”是我国自主研发的一款新型隐形战机，图3中虚曲线是某次
“歼－20”离开跑道加速起飞的轨迹，虚直线是曲线上过飞机所在位置
的切线，则空气对飞机作用力的方向可能是

高中物理(新人教版)必修第二册同步习题：期中测评(同步习题)【含答案及解析】

期中学业水平检测注意事项1.本试卷满分100分,考试用时90分钟。

2.考试范围:第五章~第六章。

3.无特殊说明,本试卷中g取10 m/s2。

一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。

在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.(2020山东济南历城高一下期中)下面说法中正确的是( )A.做曲线运动的物体加速度方向必定变化B.加速度方向不变的运动必定是直线运动C.恒力作用下的运动也可能是曲线运动D.一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动2.(2020湖北四校高一下期中)广场上很流行一种叫作“套圈圈”的游戏,将一个圆环水平扔出,套住的玩具作为奖品。

某小孩和大人站立在界外,在同一竖直线上不同高度分别水平抛出圆环,恰好套中前方同一物体。

假设圆环的运动可以简化为平抛运动,则( )A.大人应以较大的速度抛出圆环B.大人抛出的圆环运动时间较短C.小孩和大人抛出的圆环单位时间内速度的变化量相等D.小孩抛出的圆环发生的位移较大3.(2020辽宁重点高中协作校高一下期中)一架飞机水平匀速飞行,每隔相等的时间自由释放一个重物,不计空气的作用力,某时刻,地面上的人所看到的重物排列情形最有可能是4幅图中的哪一幅( )4.(2020辽宁师大附中高一下期中)如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为m0,货物的质量为m,货车向左做匀速直线运动,在将货物提升到图示的位置时,货箱速度为v,连接货车的绳与水平方向的夹角为θ。

不计一切摩擦,下列说法正确的是( )A.货车运动的速度等于v cos θB.货车运动的速度等于vcosθC.缆绳的拉力F T等于(m0+m)gD.货物处于失重状态5.(2020辽宁葫芦岛高一下期中)如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中P点相遇。

人教版高中物理必修二课后练习答案详解

人教版高中物理必修二课后练习答案详解图6－161. 答：如图6－17所示。

图6－17第3节抛体运动的规律1. 解：（1）摩托车能越过壕沟。

摩托车做平抛运动，在竖直方向位移为y ＝1.5m ＝212gt 经历时间230.559.8y t s s g ===在水平方向位移x ＝v t ＝40×0.55m ＝22m ＞20m 所以摩托车能越过壕沟。

一般情况下，摩托车在空中飞行时，总是前轮高于后轮，在着地时，后轮先着地。

（2）摩托车落地时在竖直方向的速度为v y ＝gt ＝9.8×0.55m/s ＝5.39m/s 摩托车落地时在水平方向的速度为v x ＝v ＝40m/s 摩托车落地时的速度：2040608010405002030y2v/40.36/v s m s = 摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为θ， tanθ＝vx ／v y ＝405.39＝7.422. 解：该车已经超速。

零件做平抛运动，在竖直方向位移为y ＝2.45m ＝212gt经历时间0.71t s ==，在水平方向位移x ＝v t ＝13.3m ，零件做平抛运动的初速度为：v ＝x ／t ＝13.3／0.71m/s ＝18.7m/s ＝67.4km/h ＞60km/h 所以该车已经超速。

3. 答：（1）让小球从斜面上某一位置A 无初速释放；测量小球在地面上的落点P 与桌子边沿的水平距离x ；测量小球在地面上的落点P 与小球静止在水平桌面上时球心的竖直距离y 。

小球离开桌面的初速度为2gv y =第4节实验：研究平抛运动 1. 答：还需要的器材是刻度尺。

实验步骤：（1）调节木板高度，使木板上表面与小球离开水平桌面时的球心的距离为某一确定值y ；（2）让小球从斜面上某一位置A 无初速释放；1x 2x 3yy（3）测量小球在木板上的落点P1与重垂线之间的距离x 1；（4）调节木板高度，使木板上表面与小球离开水平桌面时的球心的距离为某一确定值4y ；（5）让小球从斜面上同一位置A 无初速释放；（6）测量小球在木板上的落点P 2与重垂线之间的距离x 2；（7）比较x 1、x 2，若2x 1＝x 2，则说明小球在水平方向做匀速直线运动。

高中物理(新人教版)选择性必修二同步习题：磁场中的多解性和周期性问题(同步习题)【含答案及解析】

第一章安培力与洛伦兹力专题强化练2 磁场中的多解性和周期性问题一、选择题1.(2020江西南昌十中高二月考,)(多选)如图所示,A点的离子源在纸面内沿垂直OQ的方向向上射出一束负离子,重力忽略不计。

为把这束负离子约束在OP之下的区域,可加垂直纸面的匀强磁场。

已知O、A间的距离为s,负离子的比荷为qm,速率为v,OP与OQ间夹角为30°。

则所加磁场的磁感应强度B应满足(深度解析)A.垂直纸面向里,B>mv3qs B.垂直纸面向里,B>mvqsC.垂直纸面向外,B>3mvqs D.垂直纸面向外,B>mvqs2.()(多选)如图所示,直线MN与水平方向成60°角,MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小均为B。

一粒子源位于MN上的a点,能水平向右发射不同速率、质量为m(重力不计)、电荷量为q(q>0)的同种粒子,所有粒子均能通过MN上的b点,已知ab=L,则粒子的速度可能是( )A.√3qBL6m B.√3qBL3mC.√3qBL2mD.√3qBLm3.(2020黑龙江哈尔滨六中高三期末,)如图所示,边长为l的等边三角形ACD内、外分布着方向相反的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。

顶点A处有一粒子源,能沿∠CAD的平分线方向发射不同速度的粒子,粒子质量均为m,电荷量均为+q,不计粒子重力。

则粒子以下列哪一速度发射时不能通过D点( )A.qBl4m B.qBl2mC.3qBl4mD.qBlm4.(2020四川遂宁高二期末,)(多选)如图所示,在x>0、y>0区域的真空中有方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。

现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子,从x轴上的P点沿着与x轴成30°角的方向以任意大小的速度v射入磁场。

不计粒子重力,则下列说法中正确的是( )A.只要粒子的速度大小合适,粒子就可以通过坐标原点B.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为3πm2qBC.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为πmqBD.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为πm3qB二、非选择题5.(2020重庆西南大学附中高三月考,)如图1所示,在矩形ABCD区域里存在垂直于纸面方向的磁场,规定垂直纸面向里为磁场正方向,磁感应强度B按如图2所示规律变化。

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(新教材)高中物理必修2精品学案：第2节第1课时探究向心力大小的表达式

第2节向心力第1课时探究向心力大小的表达式『学习目标要求』 1.采用控制变量法“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”。

2.能分析归纳实验信息，形成与实验目的相关的结论。

3.能够通过实验器材的改进与创新探究向心力大小的影响因素。

一、向心力1.定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力叫作向心力。

2.方向：始终沿着半径指向圆心。

3.作用：只改变速度的方向，不改变速度的大小。

4.向心力是根据力的作用效果命名的，它由某个力或者几个力的合力提供。

『想一想』做匀速圆周运动的物体，向心力的方向和速度方向之间有什么关系？向心力是恒力吗？『答案』向心力的方向与速度方向垂直；向心力的方向时刻变化，不是恒力。

二、向心力的大小1.感受向心力如图所示，绳子的一端拴一个小沙袋(或其他小物体)，将手举过头顶，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动。

根据体验可知：(1)在沙袋质量一定的情况下，转动的越快，手受到拉力越大，向心力越大。

(2)在沙袋质量一定、转动速度与第(1)次近似相同的情况下，半径越大，手受到拉力越大，向心力越大。

(3)在(2)中若换用质量更大的沙袋，则会感觉到手受到的拉力变大，向心力变大。

2.探究向心力大小的表达式(1)实验仪器向心力演示器(2)实验思路采用控制变量法①在小球的质量和角速度不变的条件下，改变小球做圆周运动的半径。

②在小球的质量和圆周运动的半径不变的条件下，改变小球的角速度。

③换用不同质量的小球，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作。

(3)数据处理：分别作出F n－ω2、F n－r、F n－m的图像。

(4)实验结论①在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比。

②在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比。

③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。

探究1定性探究影响向心力大小的因素『例1』(2020·山东邹城市一中高二月考)如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素。

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向心力同步练习
1、A 下述说法错误的是 ( )
A ．物体在恒定合外力作用下不可能作圆周运动
B ．物体在始终与速度垂直的力作用下一定作匀速圆周运动
C ．光滑水平面上汽车不可能转弯
D ．汽车通过拱形桥的顶端时，桥承受的压力小于汽车的重力
2、B 用长为L 的绳系住一个质量为m 的小车，使其绕绳另一端在光滑的水平面上作匀速圆
周运动，若在车上再粘一质量为m 的橡皮泥，小车仍作圆周运动，要使绳拉力不变，则可采用的方法有( )
A.保持转速不变，使绳长变为L/2
B.保持速率不变，使绳长变为2L
C.使绳长不变，速率减为原来的为1/2
D.使绳长不变，转速减为原来的为1/2
3、B 汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当汽车速率增为原来的2倍
时，则汽车转弯的轨道半径必须 ( )
A ．减为原来的1／2 B..减为原来的1／4
C ．增为原来的2倍
D ．增为原来的4倍
4、B 如图所示，相同的木块A 、B 叠放在一起，放在水平转台上随圆盘一起匀速运动，它们和圆盘保持相对静止，以下说法正确的是（）
A ．圆盘对
B 的摩擦力大于B 对A 的摩擦力
B ．B 所受的向心力比A 大
C ．图中A 对B 摩擦力是向左的
D ．两物块所受的合力始终是相等的
5、B 如图所示，小球m 用长为L 的绳固定于O 点，在O 点下方L ／2处有一钉子 B ，把绳水平拉直后无初速释放小球m ，小球到达A 点时绳子与钉子B 相遇，此时 ( )
A ．小球的速度突然增加
B ．小球的向心加速度突然增加
C ．小球的角速度突然增加
D ．悬线的张力突然增加
6、B 如图所示,球A.B 可以在光滑水平横杆上无摩擦地滑动，两球之间用一细轻线连接，m A =2m B ，当装置以角速度ω匀速转动时，两球距转轴的距离r A 和r B 保持不变，则 ( )
A ．两球的向心力大小相等
B ．r A =21
r B
C.两球的向心加速度大小相等
D.当ω 增大时，B 球向外侧运动
7、B如图所示，质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道的竖直面内做圆周运动，A、C为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O同一水平线上的点，小滑块运动时，物体M在地面上静止不动，则物体M对地面的压力N和地面对M的摩擦力有关说法中正确的是（）
A．小滑块在A点时，N>Mg，摩擦力方向向左
B．小滑块在B点时，N=Mg，摩擦力方向向右
C. 小滑块在C点时，N＝(M+m)g，M与地面无摩擦
D．小滑块在D点时，N=(M+m)g，摩擦力方向向左
8、B如图所示，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( )． A．a处为拉力，b处为拉力
B．a处分拉力，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
9、B用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢中，如下左图所示，当车厢突然制动时线的拉力将 .
10、B小孩坐在秋千板上荡秋千，若秋千静止时，小孩对秋千板的压力大小为300N，则小孩的质量是_______kg．秋千摆动起来，通过最低点的速度大小为4.0m/s，若秋千板离吊秋千的横梁3.2m，可以认为坐在秋千板上小孩的重心位置在秋千板上，则小孩通过最低点时，
10m/s）
它对秋千板的压力大小是_________．（g取2
11、B汽车通过拱形桥顶点的速度为10m/s，车对桥顶的压力为车重的3/4，如果要使汽车在粗糙桥面上行驶到桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度为 .
12、B一个圆盘边缘系一根细绳，绳的下端拴着一个质量为m的小球，圆盘的半径是r，绳长为l，圆盘匀速转动时小球随着一起转动，并且细绳与竖直方向成θ角，如下图所示，则圆盘的转速为多少？
13、C
A、B两球质量分别为m1与m2，用一劲度系数为K的弹簧相连，一长为l1的细线与m1相连，置于水平光滑桌面上，细线的另一端拴在竖直轴OO`上，如图所示，当m1与m2均以角速度w绕OO`做匀速圆周运动时，弹簧长度为l2。

求：（1）此时弹簧伸长量多大？绳子张力多大？（2）将线突然烧断瞬间两球加速度各多大？
答案。

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