向心力同步訓練（word版含答案）

向心力一、單選題如圖所示，把一個小球放在玻璃漏斗中，晃動漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，此時小球所受到的力有(????)A.重力、支持力

B.重力、支持力、向心力

C.重力、支持力、離心力

D.重力、支持力、向心力、沿漏斗壁的下滑力長沙市橘子洲湘江大橋橋東有一螺旋引橋，供行人上下橋。假設(shè)一行人沿螺旋線自外向內(nèi)運動，如圖所示。已知其走過的弧長s與時間t成正比。則關(guān)于該行人的運動，下列說法正確的是(????)A.行人運動的線速度越來越大

B.行人所受的合力大小不變

C.行人運動的角速度越來越小

D.行人所受的向心力越來越大如圖所示，一圓柱形容器繞其軸線勻速轉(zhuǎn)動，內(nèi)部有A、B兩個物體，均與容器的接觸面間始終保持相對靜止。當轉(zhuǎn)速增大后(A、B與容器接觸面間仍相對靜止)，下列說法正確的是(????)A.兩物體受到的摩擦力都增大

B.兩物體受到的摩擦力大小都不變

C.物體A受到的摩擦力增大，物體B受到的摩擦力大小不變

D.物體A到的摩擦力大小不變，物體B受到的摩擦力增大如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒，其軸線垂直于水平面，圓錐筒固定在水平地面不動。有兩個質(zhì)量均為m的小球A和小球B緊貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，小球B所在的高度為小球A所在的高度一半。下列說法正確的是(????)A.小球A、B所受的支持力大小之比為2：1

B.小球A、B所受的支持力大小之比為1：1

C.小球A、B的角速度之比為2：1

D.小球A、B的線速度之比為2：1有一箱雞蛋在轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤以角速度ω做勻速圓周運動，其中一個處于中間位置的雞蛋質(zhì)量為m，它(可視為質(zhì)點)到轉(zhuǎn)軸的距離為R，則其周圍雞蛋對該雞蛋的作用力大小可表示為(????)A.mg B.m2g2?m2如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO'的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l，木塊與圓盤間的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤由靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，則下列說法正確的是(????)A.a可能比b先開始滑動

B.a、b所受的摩擦力始終相等

C.ω=kg2l是b開始滑動的臨界角速度

D.當ω=2kg3l如圖所示，長為L的細繩，一端拴一質(zhì)量為m的小球，另一端懸掛在距光滑水平面H高處(L>H).現(xiàn)使小球在水平桌面上以角速度為ω做勻速圓周運動，則小球?qū)ψ烂娴膲毫?????)A.mgB.mg?mω2H

C.mg(1?洗衣機的甩干筒在轉(zhuǎn)動時有一衣物附在筒壁上，如圖，則此時(????)A.衣物受到重力、筒壁的彈力和摩擦力、向心力的作用

B.衣物隨筒壁做圓周運動的向心力是由于摩擦的作用

C.筒壁的彈力隨筒的轉(zhuǎn)速增大而增大

D.筒壁對衣物的摩擦力隨轉(zhuǎn)速增大而增大

如圖所示為場地自行車賽的比賽情景，運動員以速度v在傾角為θ的傾斜賽道上做勻速圓周運動．已知運動員及自行車的總質(zhì)量為m，做圓周運動的半徑為R，將運動員和自行車看作一個整體，則(????)A.受到合力的方向保持不變

B.受到合力的大小為F=mv2R

C.若運動員減速，則一定沿傾斜賽道下滑

如圖所示為一種叫做“魔盤”的娛樂設(shè)施，當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動很慢時，人會隨著“魔盤”一起轉(zhuǎn)動，當“魔盤”轉(zhuǎn)動到一定速度時，人會“貼”在“魔盤”豎直壁上，而不會滑下。若魔盤半徑為r，人與魔盤豎直壁間的動摩擦因數(shù)為μ，在人“貼”在“魔盤”豎直壁上，隨“魔盤”一起運動過程中，則下列說法正確的是(????A.人隨“魔盤”轉(zhuǎn)動過程中受重力、彈力、摩擦力和向心力作用

B.如果角速度變大，人與器壁之間的摩擦力變大

C.如果角速度變大，人與器壁之間的彈力不變

D.“魔盤”的角速度一定不小于gμr二、多選題下面關(guān)于向心力的敘述中，正確的是(????)A.向心力的方向始終沿著半徑指向圓心，所以是一個變力

B.做勻速圓周運動的物體，除了受到別的物體對它的作用力外，還一定受到一個向心力的作用

C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力中的某個力，也可以是這些力中某幾個力的合力，或者是某一個力的分力

D.向心力既改變物體速度的方向，也改變物體速度的大小在使用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小與哪些因素有關(guān)的實驗中．下列說法正確的是(????)A.本實驗采用的科學方法是控制變量法

B.通過本實驗可確定在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比

C.通過本實驗可確定在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成反比

D.通過本實驗可確定在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比．如圖所示，雜技演員表演“水流星”，在長為1.6m的細繩的一端，系一個總質(zhì)量為m=0.5kg的盛水容器，以繩的一端為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，若“水流星”通過最高點的速度為v=4m/s，則下列說法中正確的是A.“水流星”通過最高點時，有水從容器中流出

B.“水流星”通過最高點時，繩的張力及容器底受到的壓力均為零

C.“水流星”通過最高點時，處于完全失重狀態(tài)，不受力的作用

D.“水流星”通過最低點時，繩的張力及容器底受到的壓力最大(多選)如下圖所示，半徑為R的半球形容器固定在水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺繞過容器球心O的豎直軸線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動．質(zhì)量不同的小物塊A、B隨容器轉(zhuǎn)動且相對器壁靜止，A、B和球心O點連線與豎直方向的夾角分別為α和β，α>β．則(

)A.當B所受摩擦力為零時，其角速度為ωB=gRcosβ

B.若A不受摩擦力，則整體轉(zhuǎn)動的角速度為ωA=gRcosα

C.A如圖所示，A、B兩個小球質(zhì)量相等，用一根輕繩相連，另有一根輕繩的兩端分別連接O點和B點，讓兩個小球繞O點在光滑水平桌面上以相同的角速度做勻速圓周運動，若OB繩上的拉力為F1，AB繩上的拉力為F2，OB=AB，則(????)A.A球所受向心力為F1，B球所受向心力為F2

B.A球所受向心力為F2，B球所受向心力為F1

C.A球所受向心力為F2，B球所受向心力為F1?三、填空題如圖所示，長度為L?=?0.5?m的輕桿OA，A端固定一個質(zhì)量為m?=?0.3?kg的小球，小球以O(shè)點為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運動.若小球在圓周最高點的速率為2m/s，取g?=?10?m/s2，則在圓周最高點時，桿對球作用力的大小為_________

N，方向__________。

(1)一物體在地球表面的重力為16N，它在以5m/s2加速上升的火箭中視重為9N，則此時火箭離地球表面的距離為地球半徑的___________倍。(g=10m/s2)(2)如圖甲所示是一個研究向心力與哪些因素有關(guān)的DIS實驗裝置的示意圖，其中做勻速圓周運動的圓柱體的質(zhì)量為m，放置在未畫出的圓盤上.圓周軌道的半徑為r，力電傳感器測定的是向心力，光電傳感器測定的是圓柱體的線速度，以下是所得數(shù)據(jù)和圖乙所示的F?v、F?v2、v/m·11.522.53F/N0.8823.55.57.9

乙①數(shù)據(jù)表和圖乙的三個圖象是在用實驗探究向心力F和圓柱體線速度v的關(guān)系時保持圓柱體質(zhì)量不變，半徑r=0.1?m的條件下得到的.研究圖象后，可得出向心力F和圓柱體速度v的關(guān)系式：___________________．②根據(jù)你已經(jīng)學習過的向心力公式以及上面的圖線可以推算出，本實驗中圓柱體的質(zhì)量為__________千克某物理興趣小組猜想向心力大小與小球質(zhì)量、半徑及角速度有關(guān)，現(xiàn)做實驗進行探究．如圖所示，用細線穿過光滑筆桿，一端拴住小球，另一端用一只手牽住，另一只手抓住筆桿并用力轉(zhuǎn)動，使小球做圓周運動，可近似認為細線拉力提供了小球所受的向心力，實驗過程如下：(1)在保證小球質(zhì)量和角速度不變的條件下，通過改變小球做圓周運動的__________，感受向心力的大?。?2)換用不同質(zhì)量的小球，在保證__________和半徑不變的條件下，感受向心力的大?。?3)在小球質(zhì)量m和運動半徑R不變的條件下，小球做圓周運動所在平面距水平地面的高度為H，當角速度增大到某值時，細線突然斷掉，小球做平拋運動，測得小球落地點到轉(zhuǎn)軸的水平距離為x，當?shù)刂亓铀俣葹間，則細線恰好斷裂時小球的速度大小是__________，細線所能承受的最大拉力是__________.(均用題中字母符號表示)

答案解析

【解析】小球受到重力和支持力，由于小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供，故A正確，BCD錯誤。故選A。

【解析】沿螺旋線自外向內(nèi)運動，說明半徑r不斷減小，

A、根據(jù)其走過的弧長s與運動時間t成正比，根據(jù)v=st可知，線速度大小不變，故A錯誤；

C、根據(jù)公式ω=vr，軌道半徑逐漸減小，可運動的角速度越來越大，故C錯誤。

BD、由微元法將行人沿螺旋線運動的每一小段視為圓周運動的一部分，軌道半徑逐漸減小，線速度大小不變，所以行人所受的向心力Fn=mv2【解析】容器繞其軸線轉(zhuǎn)動時，兩個物體隨容器一起轉(zhuǎn)動，以A為研究對象，在水平方向上，容器施加的彈力提供A做圓周運動的向心力；在堅直方向，重力和靜擦力平衡，所以當轉(zhuǎn)速增大后，物體A受到的摩擦力大小的保持不變；

以B為研究對象，水平方向的靜摩擦力提供向心力，由f=Fn=mω2r得，其受到的擦力隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大，故ABC錯誤【解析】雞蛋做勻速圓周運動，受重力和其周圍雞蛋對該雞蛋的作用力F，合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：

水平方向：Fx=mω2R；

豎直方向：Fy=mg；

故合力為：F=F【解析】AB.靜摩擦力提供向心力，即f=mrω2，由于rb>ra，故b先達到最大靜摩擦力，b先滑動，A、B錯誤；

的臨界角速度ω=

kg2l，C正確；

D.當ω=

2kg3l時，a【解析】對小球受力分析，如圖：根據(jù)牛頓第二定律，水平方向：Tsinθ=mω2·Lsinθ，豎直方向：Tcosθ+N=mg，聯(lián)立得：N=mg?mω2【解析】AB、衣物受到重力、筒壁的彈力和摩擦力的作用，靠彈力提供向心力。分析受力時，不單獨分析向心力，故AB錯誤。

CD、在豎直方向上，衣服所受的重力和摩擦力平衡，所以摩擦力不變。

因彈力提供向心力，由F=mω2r知，當轉(zhuǎn)速增大，向心力增大，則彈力F增大，故C正確，D錯誤。故選：【解析】A.運動員騎自行車在傾斜賽道上做勻速圓周運動，合力指向圓心，提供勻速圓周運動需要的向心力，大小不變，為F=mv2R，方向時刻變化，故A錯誤，B正確；

C.整體受到的合力提供向心力，合力方向始終指向圓心；當運動員加速時，需要的向心力增大，可能沿斜面向下的摩擦力以及垂直于斜面向上的支持力都增大，運動員不一定沿傾斜賽道上滑；同理若運動員減速，也不一定沿傾斜賽道下滑，故C錯誤；

D.發(fā)生側(cè)滑是因為運動員受到的合力不足以提高向心力而做了離心運動，故D錯誤。故選【解析】A.人隨“魔盤”轉(zhuǎn)動過程中受重力、彈力、摩擦力，向心力由彈力提供，故A錯誤；

B.人在豎直方向受到重力和摩擦力，二力平衡，則知轉(zhuǎn)速變大時，人與器壁之間的摩擦力不變，故B錯誤；

C.如果轉(zhuǎn)速變大，角速度變大，由F=mrω2，知人與器壁之間的彈力變大，故C錯誤；

D.人恰好貼在魔盤上時，有mg=f，N=mrω2，

又f=μN，解得角速度為ω=gμr，故“魔盤”的轉(zhuǎn)速一定大于或等于g【解析】A.向心力時刻指向圓心，其方向時刻改變，因此向心力是一個變力，故A正確；

BC.向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，它可以是物體受到的合力，也可以是某一個力的分力，因此，在進行受力分析時，不能再分析向心力，故B錯誤，C正確；

D.向心力與速度垂直，所以向心力只改變速度方向，不改變速度大小，故D錯誤。故選AC。

【解析】A.使用向心力演示器研究向心力大小與質(zhì)量的關(guān)系時半徑和角速度都不變，研究向心力大小與半徑的關(guān)系時質(zhì)量和角速度都不變，研究向心力大小與角速度的關(guān)系時半徑和質(zhì)量都不變，所以采用的科學方法是控制變量法，故A正確；

B.根據(jù)F=mω2r知，在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比，故B正確；

C.根據(jù)F=mω2r知，在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度的平方成正比，故C錯誤；

D.根據(jù)F=mω2【解析】AB.當繩的張力恰好為零時，對水和容器整體，根據(jù)牛頓第二定律：

mg=mv2L

解得：v=gL=10×1.6m/s=4m/s。

可知，“水流星”通過最高點的速度最小速度為4m/s，繩的張力為零，此時整體的加速度為a=g，所以水對桶底壓力為零，水不會從容器中流出，

故A錯誤，B正確。

C.“水流星”通過最高點時，僅受重力，重力恰好完全提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，但仍受到重力作用，故C錯誤。

D.根據(jù)機械能守恒定律得出，在最低點時，速度最大，對整體再根據(jù)T?M+mg=M+mv【解析】A.當B所受摩擦力恰為零時，物塊B和球心連線與豎直方向的夾角為β，受力如下圖所示，

根據(jù)牛頓第二定律得mgtanβ=mrωB2，r=Rsinβ，解得ωB=gRcosβ，故A正確；

B.同理可知，若A不受摩擦力，則整體轉(zhuǎn)動的角速度為ωA=gRcosα，故B正確；

C.由A、B選項分析可知，ωA和ωB不可能相等，即A、B受到的摩擦力不可能同時為零，故C錯誤；

【解析】