高一物理必修2 課時6.2 向心力 同步練習(xí)

第六章

圓周運動第2向心1．如圖為某種未來宇航員乘坐飛行器的理想模型，為了讓宇航員在太空中感受到“重力”飛行器在航行中通過自轉(zhuǎn)創(chuàng)造“重力”，則此“重力方向”為A．豎直向下B．沿半徑指向線飛行器圓心C．沿半徑背離飛行器圓心D．沿飛行器轉(zhuǎn)動的切線方向【答案】【解析】宇航員是靠環(huán)對他的支持力提供向心力的，這時宇航員會對飛行器底面產(chǎn)生壓力，相于宇航員受到的等效重力方向是背離圓環(huán)中心，故選C2．如圖所示小物塊A與圓保持相對靜,跟著盤一起做勻速圓周運動。下列關(guān)于的力情況說法正確的是（）A．受重力、支持力B．受重力、支持力和與運動方相反的摩擦力C．受重力、支持力、摩擦力和心力D．受重力、支持力和指向圓心摩擦力【答案】1

【解析】物塊隨盤一起做勻速圓周運動，受重力、支持力和指向圓心的靜摩擦力，重力和支持力平衡，靠靜摩擦力提供向心力A．受重力、支持力，與分析結(jié)不符，故A誤。B．受重力、支持力和與運動方相反的摩擦力，與分析結(jié)論不符，故B錯。C．受重力、支持力、摩擦力和心力，與分析結(jié)論不符，故C錯。D．受重力、支持力和指向圓心摩擦力，與分析結(jié)論相符，故D正。3．如圖所示，水平的木板托木塊A一在豎直平面內(nèi)做勻速周運動，從圖示水平位置沿時針方向運動到最高點b的過程中（）A．對A的持力越來越大B．對A的持力不變C．對A的擦力越來越大D．對A的擦力越來越小【答案】【解析】在運動的過程中受重力、支持力、靜摩擦力，三個力的合力提供向心力。合力沿水平向的分力等于A所的摩擦力，合力沿豎直方向的分力等于重力和支持力的合力，合力的大小不變由到b的動過程中，合力沿水平方向的分力減小，所以摩擦力減小。合力沿豎直方向的分力逐漸增大，所以支持力逐漸減小。AB．由分析可知B對A的持力逐漸減小，故AB錯誤；CD．由分析可知B對A的擦力越來越小，故C誤D正確。4．如圖所示，在粗糙水平面上止放有一個半圓球，將一個很小的物塊放在粗糙程度處處相同的球面上，用始終沿球面的力拉著小物塊從點球面勻速率運動最高點，圓球始終靜止。對于該過程下列說法正確的是2

2222A．小物塊所受合力始終為0B．半圓球?qū)π∥飰K的支持力一增大，摩擦力也一直增大C．

大小一直不變D．半圓球?qū)Φ孛娴哪Σ亮κ冀K右【答案】【解析】小塊做勻速圓周運，所以所受合外力不為0故選項A不符題意；B.假設(shè)小物塊與圓心連線與水平向的夾角

當(dāng)物塊沿圓弧上滑時根牛頓第二定律則有：mg

r

，由于

f

F，知，支持力增大，則滑動摩擦力也增大，故選項B符N合題意；C．根據(jù)題意則有：

FmgcosFcosmgθm

r

，對θθ

分析可知

從0增到

，F(xiàn)先大后減小，故選項符合題意；D.對半圓球進行受力分析可知半球所受摩擦力向右，所以半圓球?qū)Φ孛娴哪Σ亮κ冀K向左，選項D不符合題意。5．如圖所示，傾角30°的斜面接水平面，在水平面上安裝半徑為R的圓豎直擋板，質(zhì)量m的小球從斜面上高為處止釋放到達水平面恰能貼著擋板內(nèi)側(cè)運動．不計小球體積，不計摩擦和機械能損失．則小球沿擋板運動時對擋板的力是（）A．0.5mg

B．mgC．1.5mgD．2mg【答案】【解析】在斜面運動的過程中根據(jù)動能定理得：①，根據(jù)向心力公式有N=m②由①②解得：，據(jù)牛頓第三律可知，小球沿擋板運動時對擋板的力，選B。6．如圖所示，長L=0.5m的質(zhì)桿，一端固定有一個質(zhì)量為m的球，另一端由電動機帶動，使桿繞點豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，小球的速率為v=2m/s。g=10m/s2，下列說法正確的（）3

NNA．小球通過最高點時，對桿的力大小是24NB．小球通過最高點時，對桿的力大小是6NC．小球通過最低點時，對桿的力大小是24ND．小球通過最低點時，對桿的力大小是54N【答案】【解析】設(shè)小球在最高點時受桿的彈力向上，則mgF

l

，得FN，知桿對小球的力向上，則小球?qū)U表現(xiàn)為壓力，根據(jù)牛l0.5頓第三定律可知，小球?qū)U的壓力大小是6N故錯誤B確；小球通過最低點時，根據(jù)牛頓第二定律得，

v24，解得F=mg+m=30+3×=54N根據(jù)牛頓第三定律知，小球?qū)U的拉力ll為，據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)U的拉力大小是54N故錯，正確故選BD.7年7月23日，第13屆斯科航展上“俄羅斯勇士”飛行表演隊完成了倒飛筋斗的動作?，F(xiàn)將其簡化成如圖所示的光沿的板（飛機）和小球（飛行員），讓小球在豎直面內(nèi)始終與板相靜止且做勻速圓周運動A為周的最高點為低點,D圓心O等，且此時板與水平面θ角。設(shè)小球的質(zhì)量為，做圓周運動半徑為R線度為v，重力加速度為g，下說法正確的是A．小球通過處向心力與小球通過A處向心力大小相等B．小球在C'處到板的彈力比在A大gC．在B、D兩處板的傾角與小球的運動速度v應(yīng)足=4

D．小球在B、D兩處受到板的彈力為=

vR【答案】ACD【解析】小在豎直面內(nèi)始終脫離板而做勻速圓周運動，小球通過C處時心力與小球通過A處的向心力大小相等，選項A正;B.對小球在A、兩受力分析，分別由圓周運動的特點得+=

mv，N-=，立得N2

=2，故B錯；C.木板對小球的支持力和小球得力的合力提供水平方向的向心力；板與水平方向的夾角，力的矢量合成可知tan

mavmgRg

，故C正確；D.對小球在B兩受力分析，可得支持力在豎直方向的分力與重力相等，水平向分力提供向心力；N=

vR

，故D正。8．如圖所示，圖甲為“向心力示器驗證向心力公式”的實驗示意圖，圖乙為俯視圖。圖中A槽分別與ab輪同固定，且、輪徑相同當(dāng)、輪在皮帶的帶動下勻速轉(zhuǎn)動，兩質(zhì)量相同的鋼球，球在A槽的緣2球放槽邊緣，它們到各自轉(zhuǎn)軸的距離之比為2:1。（1）鋼球、2轉(zhuǎn)動的角速度之_________（2）鋼球、2受到的向心力之_________【答案】1:12:1【解析】）帶傳送，邊緣上的點線速度大小相等，所以v=，輪b輪半徑之比為1：1，共軸的點，角速度相等，兩個鋼球的角速度分別與共軸輪子的角速度相等，=ω，鋼球1轉(zhuǎn)的角速度之比1：1；（2）根據(jù)題意可知，r：=2：1，根據(jù)F=mrω向心力之比為：F：=2：19．在“用圓錐擺驗證向心力的達式”實驗圖甲所示細繩的懸點剛好與一豎直放置的刻度尺5

零刻度線對.將畫著幾個同心圓的白紙置于水平桌面,使鋼球靜止時剛好位于圓心.用手帶動球調(diào)白紙的位置,設(shè)法使球剛沿紙上某個半徑為r的圓做圓周運,鋼球的質(zhì)量為,重力加速度為.（1表記錄運動圈總時間為那么小球做圓周運動需要的向心力表達式為F=__________.（2）通過刻度尺測得小球運動道平面距懸點的高度為h,么小球做圓周運動中外力提供的向心力表達式為F=__________;（3）改變小球做圓周運動的半,多次實,得到如圖乙所示的

t22

關(guān)系圖象為一直線時可以達到粗略驗證向心力表達式的目,該圖線的斜率表達式為k=__________.【答案】）m

t

n

2

r

（2）

r

）

42g【解析】）據(jù)向心力公式：Fmn

2r

，而

v

2tTT得：F=

m

2t

r

；（2）如圖由幾何關(guān)系可得：

Fmg

r

；6

（3）由上面分析得：

rmrht2整理得：

t22故斜率表達式為：

42g

。10．如圖，用一根結(jié)實的細繩拴一個小物體，在足夠大的，光滑水平桌面上掄動細繩，使小體做勻速圓周運動，則：（1）當(dāng)你掄動細繩，使小物體勻速圓周運動時，作用在小物體的拉________。A．沿繩指向圓心．繩背向圓心C．垂直于繩與運動方向相同D垂直于繩于運動方向相反（2）松手后，物體做________A．半徑更大的圓周運動B．徑更小的圓周運動C．平拋運動D．直線運動（3）若小物體做圓周運動的半為0.4m質(zhì)量為0.3kg每秒勻速轉(zhuǎn)過5轉(zhuǎn)則細繩的拉力________N．結(jié)果用舍有“”式子表示）【答案】）A）D（3【解析】）物體做勻速圓周運動時，合外力提供向心力，對物體進行受力分析可知，繩子拉力提供向心力，所以繩子作用在小物體的拉力沿繩指向圓心。故A正，BCD錯誤。（2）松手后，物體在水平方向不受力的作用，所以將保持松手時的速度做勻速直線運動。正確，ABC錯。（3）根據(jù)向心力公式得：=ω=0.3×（5×2）×0.4=12π

N11．某同學(xué)做驗證向心力與線速關(guān)系的實驗。裝置如圖所示，一輕質(zhì)細線上端固定在拉力傳器上，下端懸掛一小鋼球。鋼球靜止時剛好位于光電門中央。主要實驗步驟如下：7

gtL向2gtL向2①用游標(biāo)卡尺測出鋼球直徑；②將鋼球懸掛靜止不動，此時力傳感器示數(shù)為F，用米尺量出線長L；③將鋼球拉到適當(dāng)?shù)母叨忍庒尫?，光電門計時器測出鋼球的遮光時間為t，力傳感器示數(shù)的最大為；已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮椋堄蒙鲜鰷y得的物理量表示：（1）鋼球經(jīng)過光電門時