【全程方略】高中物理（基础初探+要点归纳+达标测试）第五章 第6节 向心力课时提升卷 新人教版必修2.doc

课时提升卷(六)向心力一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分。每小题至少一个选项正确)1.关于向心力,以下说法中正确的是()a.向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力b.向心力就是做圆周运动的物体所受的合力c.向心力是线速度变化的原因d.只要物体受到向心力的作用,物体就做匀速圆周运动2.(2013汕尾高一检测)如图所示,有一贴着圆锥面做匀速圆周运动的光滑小球,那么,它()a.一定受到重力、弹力、细线拉力三个力的作用b.一定受到重力、弹力、细线拉力和向心力四个力的作用c.可能受到重力、细线拉力和向心力三个力的作用d.可能受到重力、细线拉力两个力的作用3.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动,下列说法正确的是()a.物体所受弹力增大,摩擦力也增大b.物体所受弹力增大,摩擦力减小c.物体所受弹力减小,摩擦力减小d.物体所受弹力增大,摩擦力不变4.(2013上海高考)秋千的吊绳有些磨损。在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时候是秋千()a.在下摆过程中b.在上摆过程中c.摆到最高点时d.摆到最低点时5.(2013成都高一检测)质量不计的轻质弹性杆p插在桌面上,杆端套有一个质量为m的小球,今使小球沿水平方向做半径为r的匀速圆周运动,角速度为,如图所示,则杆的上端受到的作用力大小为()a.m2rb.m2g2-m24r2c.m2g2+m24r2d.不能确定6.在光滑水平面上相距20cm的两点钉上a、b两个钉子,一根长1m的细绳一端系小球,另一端拴在a钉上,如图所示。已知小球质量为0.4kg,小球开始以2 m/s的速度做水平匀速圆周运动,若绳所能承受的最大拉力为4 n,则从开始运动到绳被拉断历时为()a.2.4sb.1.4sc.1.2sd.0.9s二、计算题(本大题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(8分)(2013嘉峪关高一检测)如图所示,小球在半径为r的光滑半球面内贴着内壁在水平面内做匀速圆周运动,小球与半球球心的连线与竖直方向的夹角为,求小球的周期t。(已知重力加速度为g)8.(12分)(能力挑战题)如图所示,水平转盘上放有质量为m的物体(可视为质点),连接物体和转轴的绳子长为r,物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的倍,转盘的角速度由零逐渐增大,求:(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度;(2)当角速度为3g2r时,绳子对物体拉力的大小。答案解析1.【解析】选c。向心力是效果力,它可以由重力、弹力以及摩擦力等充当,也可以由几个性质力的合力提供,受力分析时不分析向心力,a错。匀速圆周运动的向心力才等于物体所受的合力,b错。向心力只改变线速度方向,不改变其大小,是线速度变化的原因,c对。非匀速圆周运动也受向心力作用,d错。2.【解析】选d。小球绕圆锥转速较小时,小球受重力、弹力和细线拉力三个力,转速较大时,小球会离开圆锥表面,此时小球只受重力和拉力两个力,a错,d对;向心力是效果力,由其他力或其他力的合力(分力)提供,实际物体不单独受向心力,b、c错。3.【解析】选d。物体在竖直方向上受重力g与摩擦力ff,是一对平衡力,在向心力方向上受弹力fn,根据向心力公式,可知fn=m2r,当增大时,fn增大,所以应选d。4.【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点:(1)重力和吊绳的拉力提供向心力;(2)拉力最大时,吊绳最容易断裂。【解析】选d。当秋千摆到最低点时速度最大,由f-mg=知,吊绳中拉力f最大,吊绳最容易断裂,选项d正确。5.【解析】选c。小球在重力和杆的作用力下做匀速圆周运动。这两个力的合力充当向心力必指向圆心,如图所示。用力的合成法可得杆的作用力:f=(mg)2+f向2=m2g2+m24r2,根据牛顿第三定律,小球对杆的上端的反作用力f=f,c正确。【变式备选】如图所示的圆锥摆运动,以下说法正确的是()a.在绳长固定时,当转动角速度增为原来的2倍时,绳子的张力增大为原来的4倍b.在绳长固定时,当线速度增为原来的2倍时,绳子的张力增大为原来的4倍c.当角速度一定时,绳子越短越易断d.当线速度一定时,绳子越长越易断【解析】选a。若绳长为l,张力为f,则fsin=m2lsin,绳长固定时,f2,a对;当角速度一定时,fl,绳子越长越易断,c错;由fsin=mv2lsin得f=mv2lsin2,线速度增为原来的2倍,角相应也变化,绳子张力一定不是原来的4倍,b错;由mgtan=mv2lsin和fsin=mv2lsin知,f=mgcos,且线速度一定时,绳子越长,角越小,力f越小,绳子越不易断,d错。6.【解题指南】解答该题时要明确以下两点:(1)绳运动中与另一钉子接触瞬间,小球的线速度大小不变;(2)每次绕另一个钉子做圆周运动的瞬间,小球的运动半径减小,细绳的拉力变大。【解析】选c。当绳子拉力为4n时,由f=mv2r,可得r=mv2f=0.4m。小球每转半个周期,其半径就减小0.2m,由分析知,小球分别以半径为1m、0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉断了,所以时间为t=r1v+r2v+r3v=1.2s,故c正确。7.【解析】小球只受重力和球内壁的支持力的作用,此二力的合力沿水平方向指向圆心,即该二力的合力等于向心力,如图所示,故向心力f=mgtan小球的圆周运动的半径r=rsin根据向心力公式f=m(2t)2r解以上、得t=2rcosg答案:2rcosg8.【解题指南】明确角速度由零逐渐增大时,摩擦力及绳子拉力的变化;恰好达到最大静摩擦力时,绳子的受力有何特点。【解析】(1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时,绳子拉力为零且转速达到最大,设转盘转动的角速度为0,则mg=m02r,得0=gr(2)当=3g2r时,0,所以绳子的拉力f和最大静摩擦力共同提供向心力,此时,f+mg=m2r即f+mg=m3g2rr,得f=12