向心力典型例题(附答案详解)

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、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/s

B.两人的角速度相同，为6 rad/s

C.两人的运动半径相同，都是0.45 m

D.两人的运动半径不同，甲为0.3 m,乙为0.6 m

7、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：D

10、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/s2

B.4m/s2

C.0

D.4π m/s2ω=2π/T=2π/2=πv=ω*r所以r=4/πa=v∧2/r=16/(4/π)=4π

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

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：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).

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。（一）运动学特征及应用

匀速圆周运动的加速度、线速度的大小不变，而方向都是时刻变化的，因此匀速圆周运动是典型的变加速曲线运动。为了描述其运动的特殊性，又引入周期（T）、频率（f）、角速度（ ）等物理量，涉及的物理量及公式较多。因此，熟练理解、掌握这些概念、公式，并加以灵活选择运用，是我们学习的重点。

1. 基本概念、公式的理解和运用

[例1] 关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A. 线速度不变

B. 角速度不变

C. 加速度为零

D. 周期不变解析：匀速圆周运动的角速度和周期是不变的；线速度的大小不变，但方向时刻变化，故匀速圆周运动的线速度是变化的，加速度不为零，答案为B、D。