必修第二册课后限时训练8 向心力

必修第二册课后限时训练8向心力

巩固题组1

1.(多选)关于向心力，下列说法正确的是()

A．向心力是一种效果力

B．向心力是一种性质力

C．向心力既可以改变速度的方向，又可以改变速度的大小

D．向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小

解析：向心力是按作用效果命名的，是一种效果力，它可以由重力、弹力、摩擦力等性质力提供，所以选项A正确，B错误；由于向心力始终沿半径指向圆心，与速度的方向垂直，所以向心力不改变速度的大小，只改变速度的方向，选项C错误，D正确．

答案：AD

2.如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块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，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

解析：由于圆盘上的木块A在竖直方向上没有加速度，所以，它在竖直方向上受重力和支持力的作用而平衡．木块在水平面内做匀速圆周运动，其所需向心力由静摩擦力提供，且静摩擦力的方向指向圆心O，故选C．

答案：C

3.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()

解析：由于雪橇在冰面上滑动，其滑动摩擦力方向必与运动方向相反，即沿圆的切线方向；因雪橇做匀速圆周运动，合力一定指向圆心．由此可知C正确．

答案：C

4.(多选)如图所示，用长为l的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ．关于小球的受力情况，下列说法正确的是()

A．小球受到重力、线的拉力和向心力三个力

B．向心力是线对小球的拉力和小球所受重力的合力

C．向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分量

D．向心力的大小等于mg tan θ

解析：对于匀速圆周运动，向心力是物体实际受到的所有力的指向圆心的合力，受力分析时不能再说物体受到向心力，故A错误，B正确．可根据力的合成求出合力大小，故C、D正确．

答案：BCD

5.洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附着在筒壁上，如图所示，则此时()

A．衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用

B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的

C．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而减小

D．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大

解析：衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力三个力的作用，其中筒壁的弹力提供其做圆周运动的向心力，A正确，B错误；由于重力与静摩擦力保持平衡，所以摩擦力不随转速的变化而变化，C、D错误．

答案：A

6.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．若相对的两个木马间的杆长为6 m，木马质量为30 kg，骑木马的儿童质量为40 kg，当木马旋转的速度为6 m/s时，试问：

(1)此时木马和儿童受到的向心力分别是由哪个物体提供的?

(2)此时儿童受到的向心力是多大?

解析：(1)木马受重力、骑在木马上的儿童对它的压力和钢杆对它的作用力做匀速圆周运动．由匀速圆周运动条件知，钢杆对木马作用力的竖直分力等于人和木马的重力，而水平分力提供木马做圆周运动的向心力，故木马受到的向心力由钢杆提供；同理可得出儿童受到的向心力由木马提供．

(2)儿童所受向心力由木马提供且指向圆心．

F n=m v2

r =40×62

3

N=480 N．

答案：(1)木马受到的向心力由钢杆提供，儿童受到的向心力由木马提供．(2)480 N

7.一水平放置的圆盘，可以绕中心O点旋转，盘上放一个质量是0.4 kg的铁块(可视为质点)，铁块与中间位置用轻质弹簧连接，如图所示．铁块随圆盘一起匀速转动，角速度是10 rad/s时，铁块距中心O点30

cm，这时弹簧的拉力大小为11 N，g取10 m/s2．

(1)求圆盘对铁块的摩擦力大小．

(2)在此情况下要使铁块不向外滑动，铁块与圆盘间的动摩擦因数至少为多大?

解析：(1)铁块做匀速圆周运动所需要的向心力为

F=mω2r=0.4×0.3×102 N=12 N

弹簧拉力和摩擦力提供向心力F N+F f=F

所以F f=F-F N=1 N．

(2)铁块即将滑动时F f=μmg

动摩擦因数至少为μ=F f

mg

=0.25．

答案：(1)1 N(2)0.25

巩固题组2

1.绳子的一端拴一个重物，用手握住绳子的另一端，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

解析：由F=mω2r，判断选项A错误；由F=m4π2

T2r，判断选项B正确；由F=m v2

r

，判断选项C错误；由

F=mvω，判断选项D错误．

答案：B

2.如图所示，OO'为竖直轴，MN为固定在OO'上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上，DC和EC为抗拉能力相同的两根细线，C端固定在转轴OO'上．当线被拉直时，A、B两球转动半径之比恒为2∶1，当转轴的角速度逐渐增大时()

A．DC先断

B．EC先断

C．两线同时断

D．不能确定哪段线先断