高中物理 5.6《向心力》课时练1 新人教版必修2(1).doc

2014年高中物理 5.6向心力课时练1 新人教版必修2一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分，每小题至少有一个选项正确)1质量为m的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中，如果由于摩擦力的作用，使得木块的速率不变，那么()a下滑过程中木块加速度为零b下滑过程中木块所受合力大小不变c下滑过程中木块所受合力为零d下滑过程中木块所受的合力越来越大解析：因木块做匀速圆周运动，故木块受到的合外力即向心力大小不变，向心加速度大小不变，故选项b正确。答案：b2甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为12，转动半径之比为12，在相同时间里甲转过60，乙转过45，它们的向心力之比为()a14b23c49 d916解析：由匀速圆周运动的向心力公式fnm2rm()2r，所以()2，故c正确。答案：c3一质量为m的物体，沿半径为r的向下凹的圆形轨道滑行，如图1所示，经过最低点时速度为v，物体与轨道之间的动摩擦因数为，则它在最低点时受到的摩擦力为() 图1amg b.cm(g) dm(g)解析：在最低点由向心力公式fnmgm。得fnmgm，又由摩擦力公式ffn(mgm)。c对。答案：c4如图2所示，a、b两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴oo匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动。若两球质量之比mamb21，那么关于a、b两球的下列说法中正确的是()图2aa、b两球受到的向心力之比为21ba、b两球角速度之比为11ca、b两球运动半径之比为12da、b两球向心加速度之比为12解析：两球的向心力都由细绳拉力提供，大小相等，两球都随杆一起转动，角速度相等，a错，b对。设两球的运动半径分别为ra、rb，转动角速度为，则mara2mbrb2，所以运动半径之比为rarb12，c正确。由牛顿第二定律fma可知aaab12，d正确。答案：bcd5质量为m的飞机，以速率v在水平面内做半径为r的匀速圆周运动，空气对飞机作用力的大小等于()am bmcm dmg解析：空气对飞机的作用力有两个作用效果。其一：竖直方向的作用力使飞机克服重力作用而升空。其二：水平方向的作用力提供给飞机做圆周运动的向心力，使飞机可在水平面内做匀速圆周运动。对飞机的受力情况进行分析，如图所示。飞机受到重力mg、空气对飞机的作用力f，两力的合力为f向，方向沿水平方向指向圆心。由题意可知，重力mg与f向垂直，故f，又f向m，联立解得fm。答案：a6.如图3所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球a和b紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()a球a的线速度必定大于球b的线速度b球a的角速度必定小于球b的角速度 图3c球a的运动周期必定小于球b的运动周期d球a对筒壁的压力必定大于球b对筒壁的压力解析：两球均贴着圆筒的内壁，在水平面内做匀速圆周运动，它们均受到重力和筒壁对它们的弹力作用，其合力必定在水平面内且时刻指向圆心，如图所示。由图可知，筒壁对两球的弹力均为，由牛顿第三定律知，a、b两球对筒壁的压力大小相等，d错误；对球运用牛顿第二定律得mgcotmm2rm，球的线速度v，角速度 ，周期t2 。由此可见，球的线速度随轨道半径的增大而增大，所以a球的线速度必定大于b球的线速度，a正确；球的角速度随半径的增大而减小，周期随半径的增大而增大，所以a球的角速度小于b球的角速度，a球的周期大于b球的周期，b正确，c错误。答案：ab7.如图4所示，质量相等的a、b两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的有()a线速度vavbb运动周期tatb 图4c它们受到的摩擦力ffaffbd筒壁对它们的弹力fnafnb解析：由于两物体角速度相等，而rarb，所以varavbrb，a项对；由于相等，则t相等，b项错；因竖直方向受力平衡，ffmg，所以ffaffb，c项错；弹力等于向心力，所以fnamra2fnbmrb2。d项对。答案：ad8.如图5所示，将完全相同的两小球a、b，用长为l0.8 m的细绳悬于以v4 m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触。由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比fbfa为(g取10 m/s2)()a11 b12图5c13 d14解析：当车突然停下时，b球不动，绳对b球的拉力仍为小球的重力，a球向右摆动做圆周运动，则突然停止时a球所处的位置为圆周运动的最低点，根据牛顿第二定律得，famgm，从而fa3mg，故fbfa13。答案：c二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(9分)有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图6所示，长为l的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为，不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度与夹角的关系。 图6解析：对座椅进行受力分析，由向心力公式fm2r得mgtan m2(rlsin )，则 。答案： 10(9分)如图7所示，两绳系一个质量为m0.1 kg的小球。上面绳长l2 m，两绳都拉直时与转轴的夹角分别为30和45，g取10 m/s2。球的角速度满足什么条件，两绳始终张紧。 图7解析：分析两绳始终张紧的临界条件：当由零逐渐增大时可能出现两个临界值： 其一：bc恰好拉直，但不受力，此时设ac绳的拉力为ft1，有：ft1cos 30mg，ft1sin 30mr1，r1lsin 30，联立可得12.4 rad/s。其二：ac仍然拉直，但不受力，此时设b