向心力（強(qiáng)化提高）檢測(cè)（Word版含解析）

第六章圓周運(yùn)動(dòng)第二節(jié)向心力強(qiáng)化訓(xùn)練（含解析）一、單選題1．下列說(shuō)法正確的是（）A．物體受到變力作用時(shí)，不可能做直線運(yùn)動(dòng)B．物體受到恒力作用，有可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C．物體所受的合力方向與速度方向不在一條直線上時(shí)，則其一定做曲線運(yùn)動(dòng)D．物體所受的合力方向與速度方向在同一直線上時(shí)物體的速度方向一定不會(huì)改變2．向心力演示器如圖所示。將皮帶掛在半徑相等的一組塔輪上，兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B與各自轉(zhuǎn)軸的距離分別為2R和R，則小球A、B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的（）A．角速度相等B．線速度大小相等C．向心力大小相等D．向心加速度大小相等3．如圖，置于豎直面內(nèi)半徑為r的光滑金屬圓環(huán)，質(zhì)量為m的帶孔小球穿于環(huán)上，同時(shí)有一長(zhǎng)為r的細(xì)繩一端系于圓環(huán)最高點(diǎn)，另一端系小球，當(dāng)圓環(huán)以角速度ω（ω≠0）繞圓環(huán)豎直直徑轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（）A．細(xì)繩對(duì)小球的拉力可能為零B．細(xì)繩和金屬圓環(huán)對(duì)小球的作用力大小可能相等C．金屬圓環(huán)對(duì)小球的作用力不可能為零D．當(dāng)ω=時(shí)，金屬圓環(huán)對(duì)小球的作用力為零4．如圖所示，兩根長(zhǎng)度不同的細(xì)繩，一端固定于O點(diǎn)，另一端各系一個(gè)相同的小鐵球，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5．如圖所示為內(nèi)壁光滑的倒立圓錐，兩個(gè)小球A、B在圓錐內(nèi)壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，距離地面高度分別為hA和hB。兩小球運(yùn)動(dòng)的線速度分別為vA、vB，角速度為ωA、ωB，下列結(jié)論正確的是（）A． B． C． D．6．如圖所示,兩根等長(zhǎng)的輕繩,一端共同系住質(zhì)量為m的小球,另一端分別固定在等高的A、B兩點(diǎn),已知兩根輕繩和AB構(gòu)成一等腰直角三角形,重力加速度大小為g．今使小球在豎直平面內(nèi)以AB為軸做圓周運(yùn)動(dòng),若小球在最高點(diǎn)的速度大小為v時(shí),兩根繩的拉力恰好均為零,則小球在最高點(diǎn)的速度大小為2v時(shí),每根繩的拉力大小為A．mg B．mg C．mg D．mg7．如圖（a）所示，A、B為釘在光滑水平面上的兩根鐵釘，小球C用細(xì)繩拴在鐵釘B上（細(xì)繩能承受足夠大的拉力），A、B、C在同一直線上．t=0時(shí)，給小球一個(gè)垂直于繩的速度，使小球繞著兩根鐵釘在水平面上做圓周運(yùn)動(dòng)．在0≤t≤10s時(shí)間內(nèi)，細(xì)繩的拉力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖（b）所示，則下列說(shuō)法中正確的有（）A．小球的速率越來(lái)越大B．細(xì)繩第三次到第四次撞擊釘子經(jīng)歷的時(shí)間是4sC．在時(shí)，繩子的拉力為D．細(xì)線每撞擊一次釘子，小球運(yùn)動(dòng)的半徑減小繩長(zhǎng)的8．如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤(pán)垂直于盤(pán)面的固定對(duì)稱軸以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，盤(pán)面上離轉(zhuǎn)軸距離處有一小物體與圓盤(pán)始終保持相對(duì)靜止，物體與盤(pán)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），盤(pán)面與水平面間的夾角為30°，g取10m/s2．則ω的最大值是()A．rad/s B．rad/s C．s D．s9．單梁懸掛起重機(jī)（行車）可簡(jiǎn)化為如圖的模型，滑輪O處于水平橫梁AB上，長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼絲繩一端固定在滑輪的中心軸上，下端連接一電磁鐵，電磁鐵對(duì)鐵塊的最大引力為F，現(xiàn)用該行車運(yùn)送一鐵塊，滑輪與鐵塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)O到AB上的P點(diǎn)時(shí)被制動(dòng)立即停止，鐵塊開(kāi)始擺動(dòng)但不掉落，將滑輪、電磁鐵與鐵塊視為質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是A．只要鐵塊的重量不大于F，鐵塊就可以被安全運(yùn)輸B．若運(yùn)輸速度為v，該行車能運(yùn)輸鐵塊的最大質(zhì)量為C．若運(yùn)輸速度為，該行車能運(yùn)輸鐵塊的最大質(zhì)量為D．若鐵塊的質(zhì)量為M，該行車運(yùn)輸?shù)淖畲笏俣葹?0．如圖兩段長(zhǎng)均為L(zhǎng)的輕質(zhì)線共同系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間距也為L(zhǎng)，今使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為v，兩段線中張力恰好均為零，若小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為2v，則此時(shí)每段線中張力大小為（）A．3mg B． C．2mg D．11．如圖所示，圓盤(pán)在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為4rad/s，盤(pán)面上距離圓盤(pán)中心的位置有一個(gè)質(zhì)量為0．1kg的小物體隨圓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)．則小物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小為()A． B． C． D．12．如圖所示，半徑為r的圓筒，繞豎直中心軸OO′旋轉(zhuǎn)，小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦與動(dòng)摩擦相同現(xiàn)要使a不下落，則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω至少為()A． B． C． D．13．一水平放置的木板上放有砝碼，砝碼與木板間的摩擦因數(shù)為μ，如果讓木板在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如運(yùn)動(dòng)中木板始終保持水平，砝碼始終沒(méi)有離開(kāi)木板，那么下列說(shuō)法正確的是()

A．在通過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)砝碼處于超重狀態(tài)B．在經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)砝碼所需靜摩擦力最大C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度小于FND．在通過(guò)軌道最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)，砝碼對(duì)木板的壓力之差為砝碼重力的6倍14．如圖所示，一根輕桿質(zhì)量不計(jì)的一端以O(shè)點(diǎn)為固定轉(zhuǎn)軸，另一端固定一個(gè)小球，小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖中位置時(shí)，輕桿對(duì)小球作用力的方向可能

A．沿的方向 B．沿的方向 C．沿的方向 D．沿的方向15．未來(lái)的星際航行中，宇航員長(zhǎng)期處于完全失重狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來(lái)的不適，有人設(shè)想在未來(lái)的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖所示．當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力．為達(dá)到上述目的，下列說(shuō)法正確的是A．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小16．如圖所示，小球m用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方L/2處有一個(gè)釘子，把小球拉到水平位置釋放．當(dāng)擺線擺到豎直位置碰到釘子時(shí)，以下說(shuō)法不正確的是A．小球的線速度保持不變B．小球的角速度突然增加為原來(lái)的2倍C．細(xì)線的拉力突然變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D．細(xì)線的拉力一定大于重力二、解答題17．如圖所示，細(xì)繩的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一個(gè)小球，在O點(diǎn)的正下方釘一個(gè)釘子A，小球從一定高度擺下。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，當(dāng)細(xì)繩與釘子相碰時(shí)，釘子的位置越靠近小球，繩就越容易斷。請(qǐng)解釋這一現(xiàn)象。18．如圖所示，用薄紙做成的圓筒直徑為D，水平放置，繞圓筒軸線以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。一玩具手槍發(fā)出的子彈，沿水平方向勻速飛來(lái)（不計(jì)子彈重力影響），沿圓筒的直徑方向擊穿圓筒后飛出（設(shè)薄紙對(duì)子彈的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)影響且認(rèn)為紙筒沒(méi)有發(fā)生形變）結(jié)果子彈在圓筒上只留下一個(gè)洞痕求子彈的速度。

19．如圖所示，圓心角的水平圓彎道連接兩平直公路。一質(zhì)量的小轎車沿路線（圖中虛線所示）運(yùn)動(dòng)，為直線，A、B間距離，為圓弧，半徑。轎車到達(dá)A點(diǎn)之前以的速度沿直公路行駛，司機(jī)看到彎道限速標(biāo)志后，為安全通過(guò)彎道，從A點(diǎn)開(kāi)始以的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，此后轎車保持B點(diǎn)的速率沿圓弧運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)，求：（1）轎車在段運(yùn)動(dòng)所受的合力大??；（2）轎車從B到C過(guò)程的平均速度。參考答案1．C【解析】A．做直線運(yùn)動(dòng)的條件是合力為零或合力方向與速度方向在同一直線上，可知物體做直線運(yùn)動(dòng)不取決于是恒力還是變力，物體受變力可做直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．物體做恒力作用時(shí)，恒力不能提供始終指向圓心的力，故物體不可能做圓周運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是物體所受合力方向與速度方向不在同一條直線上時(shí)，一定做曲線運(yùn)動(dòng)，C正確；D．物體沿著斜面向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)在返回的過(guò)程中，物體所受的合力方向與速度方向始終在同一直線上，但是物體的速度方向發(fā)生了變化，D錯(cuò)誤。故選C。2．A【解析】A．由于皮帶掛在半徑相等的一組塔輪上，因此兩個(gè)小球旋轉(zhuǎn)的角速度相等，A正確；B．根據(jù)可知A的線速度是B的2倍，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知A的向心力是B的2倍，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知A的向心加速度是B的2倍，D錯(cuò)誤。故選A。3．D【解析】由幾何關(guān)系可知，此時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60°，當(dāng)圓環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小球繞豎直軸做圓周運(yùn)動(dòng)，則有解得則細(xì)繩對(duì)小球的拉力F不為零；細(xì)繩和金屬圓環(huán)對(duì)小球的作用力大小不相等；當(dāng)時(shí)，金屬圓環(huán)對(duì)小球的作用力；故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。4．A【解析】設(shè)繩子與豎直方向之間的夾角為，A．小球在豎直方向上的合力等于零，有解得A球與豎直方向上的夾角大，故A球受繩子的拉力較大，A正確；B．根據(jù)牛頓第二定律可得兩球的豎直高度相同，即相同，則相同，故B錯(cuò)誤；C．向心力等于合外力，即與r成正比，C錯(cuò)誤；D．圓周運(yùn)動(dòng)的線速度角速度相同，半徑不同，則線速度不等，D錯(cuò)誤。故選A。5．A【解析】如圖所示小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，均由斜面的支持力的合外力作為向心力由向心力的計(jì)算公式解得，在圓錐桶里面有故有，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。6．A【解析】小球在最高點(diǎn)速度為v時(shí)，兩根繩子的拉力恰好為零，可知：當(dāng)小球在最高點(diǎn)速度為2v時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：解得：．A．mg，與結(jié)論相符，選項(xiàng)A正確；B．mg，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．mg，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．mg，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；7．C【解析】小球在水平方向只受垂直于速度方向的繩子的拉力作用，小球速度大小不變，故A錯(cuò)誤；0～6s內(nèi)繩子的拉力不變，知，6～10s內(nèi)拉力大小不變，知，因?yàn)镕2=F1，則l′=l，兩釘子之間的間距，第一個(gè)半圈經(jīng)歷的時(shí)間為6s，則，則第二個(gè)半圈的時(shí)間，細(xì)繩每跟釘子碰撞一次，轉(zhuǎn)動(dòng)半圈的時(shí)間少，則細(xì)繩第三次碰釘子到第四次碰釘子的時(shí)間間隔△t=6-3×1=3s．根據(jù)上述分析可知：6-11s時(shí)，小球在轉(zhuǎn)第二個(gè)半圈，則繩子的拉力為6N，不發(fā)生變化，根據(jù)F=mω2r可知，球在t=10s時(shí)的角速度等于t=時(shí)的角速度，故BD錯(cuò)誤，C正確．8．C【解析】試題分析：隨著角速度的增大，小物體最先相對(duì)于圓盤(pán)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的位置為轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)，此時(shí)對(duì)小物體有，解得，此即為小物體在最低位置發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界角速度，故選C．9．B【解析】A、滑輪停止后鐵塊做圓周運(yùn)動(dòng)，那么在滑輪停止的瞬間，由，所以鐵塊的重量應(yīng)該小于F，故A錯(cuò)誤；B、若運(yùn)輸速度為v，由可知，故B正確；C、若運(yùn)輸速度為，由可知該行車能運(yùn)輸鐵塊的最大質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；D、若鐵塊的質(zhì)量為M，由可知該行車運(yùn)輸?shù)淖畲笏俣葹?故D錯(cuò)誤；故選B點(diǎn)睛：本題考查了向心力公式，利用向心力公式結(jié)合繩子的最大彈力求鐵塊的最大質(zhì)量及最大速度．10．B【解析】試題分析：小球在最高點(diǎn)繩子張力為零，靠重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出小球在最高點(diǎn)速率為2v時(shí)，兩段繩子拉力的合力，從而根據(jù)力的合成求出每段繩子的張力大小．當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)速率為v，有，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)速率為2v時(shí)，應(yīng)有，所以，此時(shí)最高點(diǎn)各力如圖所示，所以，B正確．11．D【解析】物體所受向心力為：F=mω2r，將ω=4rad/s，r=，m=，帶入得：F=，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．故選D．【點(diǎn)睛】本題考查向心力公式的應(yīng)用，對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體要正確分析其向心力來(lái)源，熟練應(yīng)用向心力公式即可正確求解．12．C【解析】要使A不下落，則小物塊在豎直方向上受力平衡，有：f=mg，當(dāng)摩擦力正好等于最大摩擦力時(shí)，圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω取最小值，筒壁對(duì)物體的支持力提供向心力，根據(jù)向心力公式得：N=mω2r，而f=μN(yùn)，聯(lián)立以上三式解得：，故C正確．故選C．13．C【解析】A．在通過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)，向心加速度豎直向下，處于失重，故A錯(cuò)誤；BC．木板和砝碼在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則所受合外力提供向心力，砝碼受到重力G，木板支持力和靜摩擦力，由于重力G和支持力在豎直方向上，因此只有當(dāng)砝所需向心力在水平方向上時(shí)靜摩擦力有最大值，此位置是當(dāng)木板和砝碼運(yùn)動(dòng)到與圓心在同一水平面上時(shí)的位置，最大靜摩擦力必須大于或等于砝碼所需的向心力，即此時(shí)在豎直方向上故B錯(cuò)誤，C正確；D．在最低點(diǎn)在最高則故D錯(cuò)誤。故選C。

14．C【解析】小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)小球受到的合力提供向心力，則小球受的合力必指向圓心，小球受到豎直向下的重力，還有輕桿的作用力，由圖可知，輕桿的作用力如果是F1、F2、F4，與重力的合力不可能指向圓心，只有輕桿的作用力為F3方向，與重力的合力才可能指向圓心。故選C。15．B【解析】在外太空，宇航員處于完全失重狀態(tài)，所以在旋轉(zhuǎn)倉(cāng)中我們不需要考慮地球引力作用；宇航員在旋轉(zhuǎn)倉(cāng)中做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力由側(cè)壁支持力提供，根據(jù)題意有，故可知，旋轉(zhuǎn)半徑越大，轉(zhuǎn)運(yùn)角速度就越小，且與宇航員質(zhì)量無(wú)關(guān)，故B正確、ACD錯(cuò)誤．16．C【解析】AB．把懸線沿水平方向拉直后無(wú)初速度釋放，當(dāng)懸線碰到釘子的前后瞬間，由于重力與拉力都與速度垂直，所以小球的線速度大小不變，根據(jù)知，半徑變?yōu)橐话?，則角速度變?yōu)?倍，選項(xiàng)AB正確；CD．根據(jù)牛頓第二定