向心力增分訓(xùn)練word版含答案

向心力一、選擇題1．洗衣機(jī)的脫水筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一衣物附著在筒壁上,如圖所示,則此時(shí)()A.衣物受到重力、筒壁的彈力和摩擦力的作用B.衣物隨筒壁做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由摩擦力提供的C.筒壁對(duì)衣物的摩擦力隨轉(zhuǎn)速增大而減小D.筒壁對(duì)衣物的摩擦力隨轉(zhuǎn)速增大而增大2．如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)。若圓筒和物體以更大的角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),下列說法正確的是()A.物體所受彈力增大,摩擦力也增大B.物體所受彈力增大,摩擦力減小C.物體所受彈力減小,摩擦力減小D.物體所受彈力增大,摩擦力不變3．如圖所示，兩根長度不同的細(xì)繩，一端固定于O點(diǎn)，另一端各系一個(gè)相同的小球，兩小球恰好在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則()A．A球受細(xì)繩的拉力較大B．它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度不相等C．它們所需的向心力跟軌道半徑成反比D．它們做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小相等4．質(zhì)量為m的飛機(jī)，以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，空氣對(duì)飛機(jī)作用力的大小等于()\r(g2＋\f(v4,R2)) \f(v2,R)\r(\f(v4,R2)－g2) 5．用材料和粗細(xì)相同、長短不同的兩段繩子,各拴一個(gè)質(zhì)量相同的小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么()。A.兩個(gè)球以相同的線速度運(yùn)動(dòng)時(shí),長繩易斷B.兩個(gè)球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí),長繩易斷C.兩個(gè)球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí),短繩易斷D.不管怎樣,都是短繩易斷6．蕩秋千是兒童喜愛的游戲,秋千從P點(diǎn)向Q點(diǎn)蕩的過程中,經(jīng)過E點(diǎn)時(shí)小孩所受合力方向可能是圖中的()。A.豎直向下的1方向B.沿切線的2方向方向D.指向圓心的4方向7．如圖所示,一箱土豆在轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其中一個(gè)處于中間位置的土豆質(zhì)量為m(可視為質(zhì)點(diǎn)),它到轉(zhuǎn)軸的距離為R,則其他土豆對(duì)該土豆的作用力為()。ω2RC. D.8．飛機(jī)俯沖拉起時(shí),飛行員處于超重狀態(tài),此時(shí)座位對(duì)飛行員的支持力大于飛行員所受的重力,這種現(xiàn)象叫過荷。過荷過重會(huì)造成飛行員大腦貧血,四肢沉重,暫時(shí)失明,甚至昏厥。受過專門訓(xùn)練的空軍飛行員最多可承受9倍重力的支持力影響。取g=10m/s2,則當(dāng)飛機(jī)在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖速度為100m/s時(shí),圓弧軌道的最小半徑為()。m mm m二、多選題9．(多選)如圖所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)，圖中c沿半徑指向圓心，a與c垂直，下列說法正確的是()A．當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為a方向B．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為b方向C．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為c方向D．當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為d方向10．(多選)在光滑的水平面上，用長為l的細(xì)線拴一質(zhì)量為m的小球，使小球以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng).下列說法中正確的是()、ω不變，m越大線越易被拉斷、ω不變，l越小線越易被拉斷、l不變，ω越大線越易被拉斷不變，l減半且角速度加倍時(shí)，線的拉力不變?nèi)⒂?jì)算題11．圖甲為游樂園中“空中飛椅”的游戲設(shè)施，它的基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上，繩子的下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋.若將人和座椅看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則可簡化為如圖乙所示的物理模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)繩長l＝10m，質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m＝60kg，轉(zhuǎn)盤靜止時(shí)質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸之間的距離d＝m，轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向的夾角θ＝37°，不計(jì)空氣阻力及繩重，且繩不可伸長，sin37°＝，cos37°＝，g＝10m/s2，求質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)：(1)繩子拉力的大小；(2)轉(zhuǎn)盤角速度的大小.12．有一種叫“飛椅”的游樂項(xiàng)目,如圖所示。長為L的鋼繩一端系著座椅,另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),鋼繩與轉(zhuǎn)動(dòng)軸在同一豎直平面內(nèi),與豎直方向的夾角為θ,不計(jì)鋼繩的重力,求:(1)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω與夾角θ的關(guān)系。(2)此時(shí)鋼繩的拉力大小。參考答案一、選擇題1．A【解析】衣物受到重力、筒壁的彈力和摩擦力三個(gè)力的作用,其中筒壁的彈力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,A正確,B錯(cuò)誤;由于重力與靜摩擦力保持平衡,所以摩擦力不隨轉(zhuǎn)速的變化而變化,C、D錯(cuò)誤。2．D【解析】物體在豎直方向上受重力G與摩擦力F,是一對(duì)平衡力,在向心力方向上受彈力FN,根據(jù)向心力公式,可知FN=mω2r,當(dāng)ω增大時(shí),FN增大,所以應(yīng)選D。3．A【解析】設(shè)細(xì)繩與豎直方向之間的夾角為θ，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，在豎直方向上的合力等于零，有mg＝Fcosθ，解得F＝eq\f(mg,cosθ)，可知A球受細(xì)繩的拉力較大，A正確；在水平方向上的合力提供向心力，有mgtanθ＝mω2lsinθ，兩球距O點(diǎn)的豎直高度相同，即lcosθ相同，則ω相等，B錯(cuò)誤；線速度v＝ωlsinθ，角速度相等，運(yùn)動(dòng)半徑lsinθ不同，則線速度不相等，D錯(cuò)誤；小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力等于合力，即F向＝mgtanθ＝mgeq\f(r,h)＝mgeq\f(r,lcosθ)，則F向與r成正比，C錯(cuò)誤。4．A【解析】空氣對(duì)飛機(jī)的作用力有兩個(gè)作用效果.其一：豎直方向的作用力使飛機(jī)克服重力作用而升空.其二：水平方向的作用力提供給飛機(jī)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，使飛機(jī)可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).對(duì)飛機(jī)的受力情況進(jìn)行分析，如圖所示.飛機(jī)受到重力mg、空氣對(duì)飛機(jī)的作用力F，兩力的合力為F向，方向沿水平方向指向圓心.由題意可知，重力mg與F向垂直，故F＝eq\r(m2g2＋F向2)，又F向＝meq\f(v2,R)，聯(lián)立解得F＝meq\r(g2＋\f(v4,R2)).5．B【解析】繩子對(duì)物體的拉力FT充當(dāng)向心力。由FT=m=mω2r分析,得知B項(xiàng)正確。6．C【解析】蕩秋千時(shí)秋千做變速圓周運(yùn)動(dòng),繩的拉力和重力沿半徑方向的分力的合力沿半徑方向,用來改變線速度的方向;沿著切線方向的重力分力,用來改變線速度的大小,根據(jù)矢量合成法則知,半徑方向和切線方向的合力方向沿3方向,C項(xiàng)正確。7．C【解析】土豆做勻速圓周運(yùn)動(dòng),受重力和其他土豆對(duì)該土豆的作用力,合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式可知,其他土豆對(duì)該土豆在水平方向上有Fx=mω2R,在豎直方向上有Fy=mg,故其他土豆對(duì)該土豆的作用力F==,C項(xiàng)正確,A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。8．C【解析】在飛機(jī)過最低點(diǎn)時(shí),對(duì)飛行員受力分析,由牛頓第二定律有FN-mg=m,FN=9mg,聯(lián)立解得R==125m,C項(xiàng)正確。二、多選題9．BD解析：BD物塊隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軌跡平面在水平面內(nèi)，而物體在水平方向上只受到一個(gè)摩擦力的作用，摩擦力便是物體所受合力．當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，向心力就是合力，故此時(shí)摩擦力方向一定沿c方向，A錯(cuò)誤．當(dāng)圓盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，合力即摩擦力除了一個(gè)分力提供轉(zhuǎn)動(dòng)所需向心力外，另一個(gè)分力提供使物塊加速所需的切向作用力，此分力方向與速度同向即沿a方向，故此時(shí)摩擦力的方向可能是沿b方向的，B正確，C錯(cuò)誤．同理當(dāng)圓盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，摩擦力的方向可能沿d方向，D正確．10．AC【解析】在光滑的水平面上細(xì)線對(duì)小球的拉力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.由Fn＝mω2r知，在角速度ω不變時(shí)，F(xiàn)n與小球的質(zhì)量m、半徑l都成正比，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)量m不變時(shí)，F(xiàn)n又與l和ω2成正比，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤.三、計(jì)算題11．(1)如圖所示，對(duì)人和座椅進(jìn)行受力分析，圖中F為繩子的拉力，在豎直方向：Fcos37°－mg＝0解得F＝eq\f(mg,cos37°)＝750N.(2)人和座椅在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力和繩子拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有mgtan37°＝mω2RR＝d＋lsin37°聯(lián)立解得ω＝eq