【金榜名師】2014-2021學(xué)年高中物理人教必修二-課時(shí)提升作業(yè)(五)-5.6第五章-曲線運(yùn)動(dòng)

溫馨提示：此套題為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時(shí)提升作業(yè)(五)向心力一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出)1.(2022·凱里高一檢測(cè))對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,以下說(shuō)法正確的是()A.速度不變B.受到平衡力作用C.除受到重力、彈力、摩擦力之外,還受到向心力的作用D.所受合力大小不變,方向始終與線速度垂直并指向圓心【解析】選D。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體速度方向不斷變化,A錯(cuò)誤。又由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有向心加速度,所以所受合力不為零,B錯(cuò)誤。向心力是效果力,受力分析時(shí)不考慮,C錯(cuò)誤。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,合力充當(dāng)向心力,所以其大小不變,方向始終與線速度垂直并指向圓心,D正確。2.如圖所示,一只老鷹在水平面內(nèi)回旋做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則關(guān)于老鷹受力的說(shuō)法正確的是()A.老鷹受重力、空氣對(duì)它的作用力和向心力的作用B.老鷹受重力和空氣對(duì)它的作用力C.老鷹受重力和向心力的作用D.老鷹受空氣對(duì)它的作用力和向心力的作用【解析】選B。老鷹在空中做圓周運(yùn)動(dòng),受重力和空氣對(duì)它的作用力兩個(gè)力的作用,兩個(gè)力的合力充當(dāng)它做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。但不能說(shuō)老鷹受重力、空氣對(duì)它的作用力和向心力三個(gè)力的作用。選項(xiàng)B正確。3.汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等,以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),甲車在乙車的外側(cè)。兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙,以下說(shuō)法正確的是()A.Ff甲小于Ff乙 B.Ff甲等于Ff乙C.Ff甲大于Ff乙 D.Ff甲和Ff乙大小均與汽車速率無(wú)關(guān)【解析】選A。兩車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力均由摩擦力供應(yīng),由于甲車在乙車外側(cè),故r甲>r乙,而兩者質(zhì)量和速率均相等,據(jù)Ff=mQUOTE可得選項(xiàng)A正確。4.(2022·西寧高一檢測(cè))甲、乙兩個(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其質(zhì)量之比為1∶2,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1∶2,在相同的時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過(guò)60°,乙轉(zhuǎn)過(guò)45°,則它們的向心力之比為()A.1∶4B.2∶3C.4∶9D.9∶16【解析】選C。由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式得,Fn=mω2R=m(QUOTE)2R,所以QUOTE=QUOTE。5.如圖所示,天車下吊著兩個(gè)質(zhì)量都是m的工件A和B,系A(chǔ)的吊繩較短,系B的吊繩較長(zhǎng)。若天車運(yùn)動(dòng)到P處突然停止,則兩吊繩所受的拉力FA和FB的大小關(guān)系為()A.FA>FB B.FA<FBC.FA=FB=mg D.FA=FB>mg【解題指南】解答本題應(yīng)留意以下兩點(diǎn):(1)天車突然停止時(shí),A、B兩工件開(kāi)頭做圓周運(yùn)動(dòng)。(2)吊繩的拉力和重力的合力供應(yīng)向心力?！窘馕觥窟xA。設(shè)天車原來(lái)的速度大小為v,天車突然停止運(yùn)動(dòng),A、B工件都處于圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn),線速度均為v。由于F-mg=mQUOTE,故拉力F=mg+mQUOTE,又由于rA<rB,所以FA>FB,A正確。二、非選擇題(15分)6.(2022·成都高一檢測(cè))有一種叫“飛椅”的游樂(lè)項(xiàng)目,如圖所示。長(zhǎng)為L(zhǎng)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(pán)邊緣。轉(zhuǎn)盤(pán)可繞穿過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),鋼繩與轉(zhuǎn)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,求轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω與夾角θ的關(guān)系。【解析】對(duì)座椅受力分析,如圖所示y軸上,Fcosθ=mgx軸上,Fsinθ=mω2(r+Lsinθ)則由以上兩式得tanθ=QUOTE因此ω=QUOTE答案:ω=QUOTE【總結(jié)提升】處理勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本原則(1)明白向心力的來(lái)源,即什么力來(lái)供應(yīng)向心力,大小等于多少;(2)精確?????確定圓周運(yùn)動(dòng)的圓心位置、半徑大小;(3)熟記向心力公式的各種表達(dá)式,在不同的狀況下選用不同的表達(dá)式解題?！咀兪接?xùn)練】一位鏈球運(yùn)動(dòng)員在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量為4kg的鏈球,鏈球每1s轉(zhuǎn)一圈,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為1.5m,求:(1)鏈球的線速度;(2)鏈球做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力?！窘馕觥?1)鏈球的角速度ω=QUOTE,故線速度v=rω=QUOTE=3πm/s=9.42m/s(2)依據(jù)向心力公式F=QUOTE可得F=QUOTEN=236.6N答案:(1)9.42m/s(2)236.6N一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出)1.(2022·崇文高一檢測(cè))關(guān)于向心力的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.向心力總是沿半徑指向圓心,且大小不變,向心力是一個(gè)恒力B.向心力是沿著半徑指向圓心方向的合力,是依據(jù)力的作用效果命名的C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力,也可以是其中某個(gè)力的分力D.向心力只轉(zhuǎn)變物體線速度的方向,不行能轉(zhuǎn)變物體線速度的大小【解析】選A。向心力是依據(jù)力的作用效果命名的,可以是某個(gè)力或幾個(gè)力的合力,也可以是某個(gè)力的分力,B、C正確;向心力跟線速度方向垂直,只轉(zhuǎn)變線速度的方向,不行能轉(zhuǎn)變線速度的大小,D正確;向心力是變力,A錯(cuò)誤。2.(2021·上海高考)秋千的吊繩有些磨損。在搖擺過(guò)程中,吊繩最簡(jiǎn)潔斷裂的時(shí)候是秋千()A.在下擺過(guò)程中 B.在上擺過(guò)程中C.擺到最高點(diǎn)時(shí) D.擺到最低點(diǎn)時(shí)【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)留意理解以下兩點(diǎn):(1)重力和吊繩的拉力供應(yīng)向心力;(2)拉力最大時(shí),吊繩最簡(jiǎn)潔斷裂?！窘馕觥窟xD。當(dāng)秋千擺到最低點(diǎn)時(shí)速度最大,由F-mg=m知,吊繩中拉力F最大,吊繩最簡(jiǎn)潔斷裂,選項(xiàng)D正確。3.(2022·徐州高一檢測(cè))如圖所示,在雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中,有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面,目測(cè)體重為G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)與水平冰面的夾角約為30°,重力加速度為g,估算知該女運(yùn)動(dòng)員()A.受到的拉力為G B.受到的拉力為2GC.向心加速度為3g D.向心加速度為2g【解析】選B。如圖所示,F1=Fcos30°,F2=Fsin30°,F2=G,F1=ma,所以a=QUOTEg,F=2G。選項(xiàng)B正確。4.質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿P插在桌面上,桿端套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球,今使小球沿水平方向做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度為ω,如圖所示,則桿的上端受到的作用力大小為()A.mω2R B.QUOTEC.QUOTE D.不能確定【解析】選C。小球在重力和桿的作用力下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力必指向圓心,如圖所示。用力的合成法可得桿的作用力:F=QUOTE=QUOTE,依據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)U的上端的反作用力F'=F,C正確。二、非選擇題(本題共2小題,共22分)5.(10分)如圖所示,旋轉(zhuǎn)木馬被水平杠桿拴住,繞轉(zhuǎn)臺(tái)的中心軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若相對(duì)兩個(gè)木馬間的桿長(zhǎng)為6m,木馬的質(zhì)量為30kg,騎木馬的兒童質(zhì)量為40kg,當(dāng)木馬旋轉(zhuǎn)的速度為6m/s時(shí),試問(wèn):(1)此時(shí)木馬和兒童的向心力由哪個(gè)物體供應(yīng)?(2)此時(shí)兒童受到的向心力是多大?【解析】(1)木馬受騎在木馬上的兒童對(duì)它的壓力、重力和杠桿對(duì)它的作用力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。木馬受到的向心力由杠桿供應(yīng);兒童受到木馬對(duì)他的作用力和重力作用,向心力由木馬供應(yīng)。(2)兒童所受向心力由木馬供應(yīng)且指向圓心,由Fn=mQUOTE,得Fn=40×QUOTEN=480N答案:(1)杠桿木馬(2)480N6.(12分)如圖所示,兩根長(zhǎng)度相同的輕繩,連接著相同的兩個(gè)小球,讓它們穿過(guò)光滑的桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其中O為圓心,兩段細(xì)繩在同始終線上,此時(shí),兩段繩子受到的拉力之比為多少?【解析】設(shè)每段繩子長(zhǎng)為l,對(duì)球2有F2=2mlω2對(duì)球1有:F1-F2=ml