2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時(shí)作業(yè)五向心力含解析新人教版必修2

PAGE4-課時(shí)作業(yè)(五)向心力素養(yǎng)落實(shí)練1．如圖所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動，且與轉(zhuǎn)盤相對靜止，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)動時(shí)，P受摩擦力方向?yàn)閎方向B．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時(shí)，P受摩擦力方向可能為c方向C．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時(shí)，P受摩擦力方向可能為a方向D．當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動時(shí)，P受摩擦力方向可能為d方向2．兩個質(zhì)量相同的小球A和B，在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，懸點(diǎn)相同，如圖所示，A運(yùn)動的半徑比B的大，則()A．A所需的向心力比B的大B．B所需的向心力比A的大C．A的角速度比B的大D．B的角速度比A的大3．如圖所示，在驗(yàn)證向心力公式的試驗(yàn)中，質(zhì)量相同的鋼球①、②分別放在轉(zhuǎn)盤A、B上，它們到所在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸的距離之比為2:1.a、b分別是與A盤、B盤同軸的輪．a(chǎn)、b的輪半徑之比為1:2，用皮帶連接a、b兩輪轉(zhuǎn)動時(shí)，鋼球①、②所受的向心力之比為()A．8:1B．4:1C．2:1D．1:24．(多選)上海磁懸浮線路的最大轉(zhuǎn)彎處半徑達(dá)到8000m，如圖所示，近距離用肉眼看幾乎是一條直線，而轉(zhuǎn)彎處最小半徑也達(dá)到1300m，一個質(zhì)量為50kg的乘客坐在以360km/h的不變速率行駛的車?yán)铮S車駛過半徑為2500m的彎道，下列說法正確的是()A．乘客受到的向心力大小約為200NB．乘客受到的向心力大小約為539NC．乘客受到的向心力大小約為300ND．彎道半徑設(shè)計(jì)特殊大可以使乘客在轉(zhuǎn)彎時(shí)更舒適5．如圖所示，把一個長為20cm，勁度系數(shù)為360N/m的彈簧一端固定，作為圓心，彈簧的另一端連接一個質(zhì)量為0.50kg的小球，當(dāng)小球以eq\f(360,π)r/min的轉(zhuǎn)速在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，彈簧的伸長應(yīng)為()A．5.2cmB．5.3cmC．5.0cmD．5.4cm素養(yǎng)提升練6．如圖所示，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)輕桿在光滑的水平面上繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，輕桿的OA段對A球的拉力FT1與輕桿的AB段對B球的拉力FT2之比為()A．1:1B．2:1C．3:2D．2:37.在一個水平轉(zhuǎn)臺上放有質(zhì)量相等的A、B兩個物體，用一輕桿相連，AB連線沿半徑方向．A與平臺間有摩擦，B與平臺間的摩擦可忽視不計(jì)，A、B到平臺轉(zhuǎn)軸的距離分別為L、2L.某時(shí)刻一起隨平臺以ω的角速度繞OO′軸做勻速圓周運(yùn)動．A與平臺間的摩擦力大小為FfA，桿的彈力大小為F.現(xiàn)把轉(zhuǎn)動角速度提高至2ω.A、B仍各自由原位置隨平臺一起繞OOA．FfA、F均增加為原來的4倍B．FfA、F均增加為原來的2倍C．FfA大于原來的4倍，F(xiàn)等于原來的2倍D．FfA、F增加后，均小于原來的4倍8．如圖所示，一根長為L＝2.5m的輕繩兩端分別固定在一根豎直棒上的A、B兩點(diǎn)，一個質(zhì)量為m＝0.6kg的光滑小圓環(huán)C套在繩子上，當(dāng)豎直棒以肯定的角速度轉(zhuǎn)動時(shí)，圓環(huán)C以B為圓心在水平面上做勻速圓周運(yùn)動，(θ＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)則：(1)此時(shí)輕繩上的拉力大小等于多少？(2)豎直棒轉(zhuǎn)動的角速度為多大？課時(shí)作業(yè)(五)向心力1．解析：物塊隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時(shí)，其向心力由靜摩擦力供應(yīng)，當(dāng)它勻速轉(zhuǎn)動時(shí)其方向指向圓心，當(dāng)它加速轉(zhuǎn)動時(shí)其方向斜向前方，當(dāng)它減速轉(zhuǎn)動時(shí)，其方向斜向后方．故選項(xiàng)D正確．答案：D2．解析：小球的重力和懸線的拉力的合力充當(dāng)向心力，設(shè)懸線與豎直方向的夾角為θ，懸點(diǎn)到軌跡圓心的距離為h，則Fn＝mgtanθ＝mω2htanθ，θ越大，向心力Fn越大，A正確，B錯誤；而ω＝eq\r(\f(g,h))，則兩者的角速度相同，C、D錯誤．答案：A3．解析：皮帶傳動，邊緣上的點(diǎn)線速度大小相等，所以va＝vb，a輪、b輪半徑之比為1:2，所以由v＝rω得：eq\f(ωa,ωb)＝eq\f(rb,ra)＝eq\f(2,1)，共軸的點(diǎn)角速度相等，兩個鋼球的角速度分別與共軸輪的角速度相等，則eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(2,1).依據(jù)向心力F＝mω2r，則知eq\f(F1,F2)＝eq\f(8,1).所以A正確，B、C、D錯誤．答案：A4．解析：由Fn＝meq\f(v2,r)，可得Fn＝200N，選項(xiàng)A正確．設(shè)計(jì)半徑越大，轉(zhuǎn)彎時(shí)乘客所須要的向心力越小，轉(zhuǎn)彎時(shí)就越舒適，D正確．答案：AD5．解析：小球轉(zhuǎn)動的角速度ω＝2nπ＝(2×eq\f(6,π)×π)rad/s＝12rad/s，由向心力公式得kx＝mω2(x0＋x)，解得x＝eq\f(mω2x0,k－mω2)＝eq\f(0.5×122×0.2,360－0.5×122)m＝0.05m＝5.0cm.答案：C6．解析：由題可知A、B兩球的角速度ω相同．對A、B分別進(jìn)行受力分析，如圖所示，其中FT1是桿的OA段對A球的拉力，F(xiàn)′T2是桿的AB段對A球的拉力，F(xiàn)T2是桿的AB段對B球的拉力．對A球，有FT1－F′T2＝mAω2r1對B球，有FT2＝mBω2r2因mA＝mB，r2＝2r1，F(xiàn)T2＝F′T2聯(lián)立以上各式解得FT1:FT2＝3:2.答案：C7．解析：依據(jù)牛頓其次定律，對A：FfA－F＝mω2rA①，對B：F＝mω2rB②.當(dāng)ω增大到2ω時(shí)，由②式知，F(xiàn)增加到原來的4倍；由①式知：FfA＝F＋mω2rA，F(xiàn)fA增加為原來的4倍．故選A.答案：A8.解析：(1)環(huán)受力如圖所示．圓環(huán)在豎直方向所受合外力為零，即Fsinθ＝mg所以F＝eq\f(mg,sinθ)＝10N，即繩子的拉力為10N.(2)圓環(huán)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，由于圓環(huán)光滑，所以圓環(huán)兩端繩的拉力大小相等．