5.6 向心力—人教版高中物理必修二檢測(cè)

1、第六節(jié)向心力1.對(duì)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力說(shuō)法正確的是()A.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，因向心力總是沿半徑指向圓心，且大小不變，故向心力是一個(gè)恒力B.因向心力指向圓心，且與線速度方向垂直，所以它不能改變線速度的大小C.向心力一定是物體所受的合外力D.向心力和向心加速度的方向都是不變的2.如圖，一水平圓盤可繞一通過(guò)圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放一塊橡皮，橡皮塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視為逆時(shí)針).某段時(shí)間圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大，但橡皮塊仍相對(duì)圓盤靜止，在這段時(shí)間內(nèi)，關(guān)于橡皮塊所受合力F的方向的四種表示(俯視圖)中，正確的是()3.如圖所示，在粗糙水平木板上放一個(gè)物塊，使水平木板和物塊一起在豎直平面

2、內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，ab為水平直徑，cd為豎直直徑，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中木板始終保持水平，物塊相對(duì)木板始終靜止，則()A.物塊始終受到三個(gè)力作用B.只有在a、b、c、d四點(diǎn)，物塊受到的合外力才指向圓心C.從a到b，物塊所受的摩擦力先增大后減小D.從b到a，物塊處于超重狀態(tài)4.(多選)如圖所示，小球m用兩根長(zhǎng)度相等的細(xì)繩系在豎直桿上，細(xì)繩不可伸長(zhǎng)，當(dāng)桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)小球受力分析正確的是()A.受重力、繩的拉力和向心力作用B.可能受重力、一根繩的拉力共兩個(gè)力作用C.可能受重力、兩根繩的拉力共三個(gè)力作用D.上面一根繩的拉力總大于小球的重力5.(多選)在光滑的水平面上，用長(zhǎng)為l的細(xì)線拴一質(zhì)量為m的小球，

3、以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A.l、不變，m越大，線越易被拉斷B.m、不變，l越小，線越易被拉斷C.m、l不變，越大，線越易被拉斷D.m不變，l減半且角速度加倍時(shí)，線的拉力不變6.一質(zhì)量為m的物體，沿半徑為R的向下凹的半圓形軌道滑行，如圖所示，經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，物體與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，則它在最低點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力為()A.mg B.C.m(g) D.m(g)7.如圖所示，豎直固定的錐形漏斗內(nèi)壁是光滑的，內(nèi)壁上有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B，在各自不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).以下關(guān)于A、B兩球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度(vA、vB)、角速度(A、B)、加速度(a

4、A、aB)和對(duì)內(nèi)壁的壓力(FNA、FNB)的說(shuō)法正確的是()A.vAvB B.ABC.aAaB D.FNAFNB8.(多選)如圖所示，在雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中，有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面，目測(cè)體重為G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角約為30，重力加速度為g，估算該女運(yùn)動(dòng)員()A.受到的拉力為GB.受到的拉力為2GC.向心加速度為gD.向心加速度為2g9.(多選)如圖所示，一根細(xì)線下端拴一個(gè)金屬小球P，細(xì)線的上端固定在金屬塊Q上，Q放在帶小孔的水平桌面上，小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(即圓錐擺).現(xiàn)使小球在一個(gè)更高一些的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(

5、圖上未畫(huà)出)，兩次金屬塊Q都保持在桌面上靜止，則后一種情況與原來(lái)相比較，下列說(shuō)法正確的是()A.小球P運(yùn)動(dòng)的周期變大B.小球P運(yùn)動(dòng)的線速度變大C.小球P運(yùn)動(dòng)的角速度變小D.Q受到桌面的支持力不變10.(多選)如圖所示，A、B兩球穿過(guò)光滑水平桿，兩球間用一細(xì)繩連接，當(dāng)該裝置繞豎直軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩球在桿上恰好不發(fā)生滑動(dòng).若兩球質(zhì)量之比mAmB21，那么關(guān)于A、B兩球的下列說(shuō)法中正確的是()A.A、B兩球受到的向心力之比為21B.A、B兩球角速度之比為11C.A、B兩球運(yùn)動(dòng)半徑之比為12D.A、B兩球向心加速度之比為1211.質(zhì)量相等的小球A、B分別固定在輕桿的中點(diǎn)及端點(diǎn)，當(dāng)桿在光滑的水平面上繞

6、O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如圖所示，求桿的OA段及AB段對(duì)球的拉力之比.12.如圖所示，有一質(zhì)量為m的小球在光滑的半球形碗內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道平面在水平面內(nèi).已知小球與半球形碗的球心O的連線跟豎直方向的夾角為，半球形碗的半徑為R，重力加速度為g，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小及碗壁對(duì)小球的彈力大小.13.如圖所示裝置可繞豎直軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A與兩細(xì)線連接后分別系于B、C兩點(diǎn)，當(dāng)細(xì)線AB沿水平方向繃直時(shí)，細(xì)線AC與豎直方向的夾角37.已知小球的質(zhì)量m1 kg，細(xì)線AC長(zhǎng)L1 m.(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)(1)若裝置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)線AB剛好被拉直成

7、水平狀態(tài)，求此時(shí)的角速度1的大小；(2)若裝置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度2 rad/s，求細(xì)線AB和AC上的張力大小FTAB、FTAC.答案1答案B解析做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體向心力大小恒定，方向總是指向圓心，是一個(gè)變力，A錯(cuò)；向心力只改變線速度方向，不改變線速度大小，B對(duì)；只有做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力是由物體所受合外力提供的，C錯(cuò)；向心力與向心加速度的方向總是指向圓心，是時(shí)刻變化的，D錯(cuò).2答案C解析橡皮塊做加速圓周運(yùn)動(dòng)，合力不指向圓心，但一定指向圓周的內(nèi)側(cè)；由于做加速圓周運(yùn)動(dòng)，速度不斷增大，故合力與速度的夾角小于90，故選C.3答案D解析在c、d兩點(diǎn)處，只受重力和支持力，在其他位置處物塊受到重力、支

8、持力、靜摩擦力三個(gè)作用力，故A錯(cuò)誤；物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力提供向心力，所以合外力始終指向圓心，故B錯(cuò)誤；從a運(yùn)動(dòng)到b，物塊的加速度的方向始終指向圓心，水平方向的加速度先減小后反向增大，根據(jù)牛頓第二定律知，物塊所受木板的摩擦力先減小后增大，故C錯(cuò)誤；從b運(yùn)動(dòng)到a，向心加速度有向上的分量，則物塊處于超重狀態(tài)，故D正確.4答案BCD解析轉(zhuǎn)速較小時(shí)，小球受重力和一根繩的拉力作用，轉(zhuǎn)速較大時(shí)，小球受重力和兩根繩的拉力作用，故A錯(cuò)誤，B、C正確.只有上面一根繩有拉力時(shí)，繩的豎直分力大小等于球的重力；如果兩根繩都有拉力，上面繩的豎直分力大小等于球的重力和下面繩拉力的豎直分力之和，所以上面一根繩的拉力一定

9、比球的重力大，故D正確.5答案AC解析線上拉力越大，線越容易斷，由向心力表達(dá)式F向m2l可知，A、C項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；m不變，l減半而角速度加倍時(shí)，線的拉力加倍，D項(xiàng)錯(cuò)誤.6答案C解析在最低點(diǎn)由向心力公式得：FNmgm，得FNmgm，又由摩擦力公式有FfFN(mgm)m(g)，C選項(xiàng)正確.7答案A解析對(duì)小球受力分析如圖所示，可得FN，F(xiàn)n，由于兩個(gè)小球的質(zhì)量相同，并且都是在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即相同，所以兩個(gè)小球的向心力的大小和受到的支持力的大小都相同，所以有FNAFNB，aAaB，故C、D錯(cuò)誤；由于它們的受力相同，向心力的大小也相同，由向心力的公式Fnm可知，半徑大的，線速度大，所以vA

10、vB，故A正確；由向心力的公式Fnmr2可知，半徑大的，角速度小，所以AB，故B錯(cuò)誤.8答案BC解析設(shè)女運(yùn)動(dòng)員受到的拉力為F，分析女運(yùn)動(dòng)員受力情況可知，F(xiàn)sin 30G，F(xiàn)cos 30ma向，可得：F2G，a向g，故B、C正確.9答案BD解析設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為，細(xì)線的拉力大小為FT，細(xì)線的長(zhǎng)度為L(zhǎng).球P做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由重力和細(xì)線的拉力的合力提供向心力，則有mgtan m2Lsin ，得角速度，周期T2，線速度vrLsin ，小球在一個(gè)更高一些的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，增大，cos 減小，角速度增大，周期T減小，線速度變大，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤；金屬塊Q保持在桌面上靜止，對(duì)金屬塊和

11、小球研究，在豎直方向沒(méi)有加速度，根據(jù)平衡條件可知，Q受到桌面的支持力等于Q與小球的總重力，保持不變，選項(xiàng)D正確.10答案BCD解析兩球的向心力都由細(xì)繩的拉力提供，大小相等，兩球都隨桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，A錯(cuò)誤，B正確.設(shè)兩球的運(yùn)動(dòng)半徑分別為rA、rB，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為，則mArA2mBrB2，因?yàn)閙AmB21，所以運(yùn)動(dòng)半徑之比為rArB12，C正確.由牛頓第二定律Fma可知aAaB12，D正確.11答案32解析球所受的重力和水平面的支持力在豎直面內(nèi)，且是一對(duì)平衡力，不能提供向心力.球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由桿的OA段和AB段的拉力提供.分別隔離A、B受力分析，如圖所示.由于A、B放在水平面上，故GFN，又有A、B固定在同一根輕桿上，所以A、B的角速度相同，設(shè)角速度為，則由向心力公式可得：對(duì)A：FOAFABmr2，對(duì)B：FAB2mr2又FABFAB，聯(lián)立三式，解得FOAFAB32.12答案sin 解析小球受力如圖所示，mgtan rRsin FNcos mg聯(lián)立以上三式解得v sin FN13答案(1) rad/s(2)2.5 N12.5 N解析(1)當(dāng)細(xì)線AB剛好被拉