【中學(xué)教材全解】2020-2021學(xué)年人教版高中物理必修2課時練案-第五章-第6節(jié)-向心力

第6節(jié)向心力題組1向心力（時間：8分鐘分值：16分）1.［4分］（多選）下列關(guān)于向心力的說法中正確的是（）A.物體受到向心力的作用才能做圓周運動B.向心力是指向弧形軌道圓心方向的力，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，也可以是某一種力或某一種力的分力D.向心力只轉(zhuǎn)變物體運動的方向，不行能轉(zhuǎn)變運動的快慢圖5-6-12.［4分］（單選）如圖5-6-1所示，一圓盤可繞過圓盤的中心QUOTE且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放一小木塊QUOTE，它隨圓盤一起運動——做勻速圓周運動，則關(guān)于木塊QUOTE的受力，下列說法中正確的是（）圖5-6-1A.木塊QUOTE受重力、支持力和向心力B.木塊QUOTE受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運動方向相反C.木塊QUOTE受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向指向圓心D.木塊QUOTE受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運動方向相同圖5-6-23.［4分］（單選）如圖5-6-2所示，小物塊從半球形碗邊的QUOTE點下滑到QUOTE點，碗內(nèi)壁粗糙。物塊下滑過程中速率不變，下列說法中正確的是（）圖5-6-2A.物塊下滑過程中，所受的合力為0B.物塊下滑過程中，所受的合力越來越大C.物塊下滑過程中，加速度的大小不變，方向時刻在變D.物塊下滑過程中，摩擦力大小不變4.［4分］（單選）甲、乙兩個物體都做勻速圓周運動，其質(zhì)量之比為1∶2，轉(zhuǎn)動半徑之比為1∶2,在相同的時間里甲轉(zhuǎn)過60°,乙轉(zhuǎn)過45°，則它們的向心力之比為（）A.1∶4B.2∶3C.4∶9D.9∶16題組2解決勻速圓周運動問題的方法步驟（時間：12分鐘分值：20分）圖5-6-35.［4分］（單選）質(zhì)量不計的輕質(zhì)彈性桿QUOTE插入桌面的小孔中，桿的另一端套有一個質(zhì)量為QUOTE的小球。今使小球在水平面內(nèi)做半徑為QUOTE的勻速圓周運動，且角速度為QUOTE，如圖5-6-3所示。則桿的上端受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮椋ǎ﹫D5-6-3QUOTEB.QUOTEC.QUOTE D.不能確定圖5-6-46.［4分］（單選）甲、乙兩名溜冰運動員，QUOTE＝80kg，QUOTE＝40kg，面對面拉著彈簧測力計做圓周運動的溜冰表演，如圖5-6-4所示，兩人相距0.9m，彈簧測力計的示數(shù)為9.2N,下列推斷中正確的是（）圖5-6-4A.兩人的線速度相同，約為40m/sB.兩人的角速度相同，為6rad/sC.兩人的運動半徑相同，都是0.45mD.兩人的運動半徑不同，甲為0.3m，乙為0.6m圖5-6-57.［4分］（單選）如圖5-6-5所示，半徑為QUOTE的圓柱形轉(zhuǎn)筒，繞其豎直中心軸QUOTE′轉(zhuǎn)動，小物體QUOTE靠在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒間的動摩擦因數(shù)為QUOTE，要使小物體不下落，圓筒轉(zhuǎn)動的角速度至少為（）圖5-6-5A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.QUOTE8.［8分］（多選）上海錦江樂園的“摩天轉(zhuǎn)輪”的直徑達98m，游人乘坐時，轉(zhuǎn)輪始終不停地勻速轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)一周用時25min，每個廂轎共有6個座位。試推斷下列說法中正確的是（）A.每時每刻，每個人受到的合力都不等于0B.每個乘客都在做加速度為0的勻速運動C.乘客在乘坐過程中對座位的壓力始終不變D.質(zhì)量為50kg的乘客在運動中所受合力大小約為0.043N圖5-6-69.［4分］（單選）如圖5-6-6所示，輕質(zhì)且不行伸長的細繩一端系一質(zhì)量為QUOTE的小球，另一端固定在天花板上的QUOTE點。則小球在豎直平面內(nèi)搖擺的過程中，以下說法正確的是（）圖5-6-6A.小球在搖擺過程中受到的外力的合力即為向心力B.在最高點QUOTE，因小球的速度為0，所以小球受到的合力為0C.小球在最低點QUOTE所受的合力，即為向心力D.小球在搖擺過程中使其速率發(fā)生變化的力為繩子的拉力圖5-6-710.［4分］（單選）如圖5-6-7所示，質(zhì)量為QUOTE的滑塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為QUOTE。當(dāng)滑塊從QUOTE滑到QUOTE的過程中，受到的摩擦力的最大值為QUOTE，則（）圖5-6-7A.QUOTE B.QUOTEC.QUOTE D.無法確定QUOTE的值題組4綜合拓展提升（時間：15分鐘分值：22分）圖5-6-811.［10分］如圖5-6-8所示，在光滑的水平桌面上有一光滑小孔QUOTE，一根輕繩穿過小孔，一端連接質(zhì)量為QUOTE1kg的小球QUOTE，另一端連接質(zhì)量為QUOTE4kg的重物QUOTE。求：圖5-6-8（1）當(dāng)QUOTE球沿半徑為QUOTE0.1m的圓做勻速圓周運動，其角速度為QUOTE10rad/s時，QUOTE對地面的壓力為多少？（2）要使QUOTE物體對地面恰好無壓力，QUOTE球的角速度應(yīng)為多大？（QUOTE取10QUOTE）圖5-6-912.［12分］(廣東高考)如圖5-6-9所示，一個豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸QUOTE′轉(zhuǎn)動，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為QUOTE和QUOTE，筒內(nèi)壁QUOTE點的高度為筒高的一半。內(nèi)壁上有一質(zhì)量為QUOTE的小物塊。求：圖5-6-9（1）當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動時，物塊靜止在筒壁QUOTE點受到的摩擦力和支持力的大?。唬?）當(dāng)物塊在QUOTE點隨筒做勻速轉(zhuǎn)動，且其受到的摩擦力為0時，筒轉(zhuǎn)動的角速度。參考答案1.BCD解析：向心力是使物體做圓周運動的緣由，它可由各種實際力的合力、某一個力或某一個力的分力供應(yīng)，始終從做圓周運動的物體的所在位置指向圓心，是依據(jù)效果命名的，其作用是只轉(zhuǎn)變線速度的方向，不轉(zhuǎn)變線速度的大小。2.C解析：由于圓盤上的木塊QUOTE在豎直方向上沒有加速度，所以，它在豎直方向上受重力和支持力的作用而平衡。而木塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，其所需向心力由靜摩擦力供應(yīng)，且靜摩擦力的方向指向圓心。3.C解析：由題意知小物塊做勻速圓周運動，合力大小不變，方向時刻轉(zhuǎn)變，總是沿半徑方向指向圓心。4.C解析：由勻速圓周運動的向心力公式得QUOTE，所以QUOTE。圖5-6-105.C解析：對小球進行受力分析，如圖5-6-10所示。小球受兩個力：一個是重力QUOTE，另一個是桿對小球的作用力QUOTE，兩個力的合力供應(yīng)向心力。由平行四邊形定則可得QUOTE，再依據(jù)牛頓第三定律可知，桿受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮UOTE′=QUOTE。故選項C正確。圖5-6-106.D解析：彈簧測力計的拉力供應(yīng)了兩人做圓周運動所需的向心力，其角速度相同，則QUOTE。聯(lián)立解得QUOTE＝0.3m，QUOTE＝0.6m。由于QUOTE＝QUOTE＝9.2N，解得QUOTE≈0.6rad/s。7.C解析：當(dāng)圓筒的角速度為QUOTE時，其內(nèi)壁對物體QUOTE的彈力為QUOTE，要使物體QUOTE不下落，應(yīng)滿足QUOTE≥QUOTE，又由于物體在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則QUOTE，聯(lián)立兩式解得QUOTE，則圓筒轉(zhuǎn)動的角速度至少為QUOTE。8.AD解析：轉(zhuǎn)輪勻速轉(zhuǎn)動，位于其廂轎中的人亦做勻速圓周運動，而勻速圓周運動屬于變速運動，有加速度（向心加速度），故人所受合力不為0。同時，人在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，向心力的方向隨時轉(zhuǎn)變，因此，座位對人的壓力必定要發(fā)生變化（最高點與最低點明顯不同）。另外，乘客隨轉(zhuǎn)輪做勻速圓周運動，QUOTE50×QUOTE×QUOTEN≈0.043N。故選項A、D正確。9.C解析：小球以懸點QUOTE為圓心做變速圓周運動，在搖擺過程中，其所受外力的合力并不指向圓心。沿半徑方向的合力供應(yīng)向心力，重力沿圓弧切向的分力供應(yīng)切向加速度，轉(zhuǎn)變小球運動速度的大小。在QUOTE、QUOTE兩點，小球的速度雖然為0，但有切向加速度，故其所受合力不為0；在最低點QUOTE，小球只受重力和繩的拉力，其合力供應(yīng)向心力。由以上分析可知，選項C正確。10.C解析：滑塊下滑，到達水平面之前做圓周運動，在圓軌道的最低點，彈力大于重力QUOTE，故摩擦力的最大值QUOTE。11.（1）30N，方向豎直向下（2）20rad/s解析：（1）對小球QUOTE來說，小球受到的重力和支持力平衡，因此繩子的拉力供應(yīng)向心力，則QUOTE＝QUOTENQUOTE10N。對物體QUOTE來說，物體受到三個力的作用：重力QUOTE、繩子的拉力QUOTE、地面的支持力QUOTE，由力的平衡條件可得QUOTE,所以QUOTE＝QUOTE。將QUOTE＝10N代入上式，可得QUOTE＝4×10N-10N＝30N。由牛頓第三定律可知，QUOTE對地面的壓力為30N，方向豎直向下。（2）當(dāng)B對地面恰好無壓力時，有QUOTE,拉力QUOTE供應(yīng)小球QUOTE做圓周運動所需的向心力，則QUOTE,解得ω′＝QUOTErad/sQUOTE20rad/s。即當(dāng)QUOTE對地面恰好無壓力時，QUOTE球的角速度應(yīng)為20rad/s。12.見解析。解析：（1）當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動時，物塊靜止在筒壁QUOTE點時受到重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡（如圖5-6-11所示），由平衡條件得