【名师一号】高中物理 第五章 6向心力双基限时练 新人教版必修2.docVIP

双基限时练(七)向心力1关于向心力的说法中正确的是()a物体受到向心力的作用才能做圆周运动b向心力是指向圆心方向的合外力，它是根据力的作用效果命名的c向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某种力的分力d向心力只改变物体的运动方向，不可能改变物体运动的快慢解析向心力是根据力的作用效果命名的，而不是一种性质力，物体之所以能做匀速圆周运动，不是因为物体多受了一个向心力的作用，而是物体所受各种力的合外力始终指向圆心，从而只改变速度的方向而不改变速度的大小，故选项a错误，b、c、d三个选项正确答案bcd2用长短不同、材料相同的同样粗细的绳子，各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，那么()a两小球以相同的线速度运动时，长绳易断b两小球以相同的角速度运动时，长绳易断c两小球以相同的角速度运动时，短绳易断d不管怎样，都是短绳易断解析绳子最大承受拉力相同，由向心力公式fm2r可知，角速度相同，半径越大，向心力越大，故b选项正确答案b3如图所示，在光滑的以角速度旋转的细杆上穿有质量分别为m和m的两球，两球用轻细线连接，若mm，则()a当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动b当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动c若转速为时，两球相对杆都不动，那么转速为2两球也不动d若两球相对于杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动解析由牛顿第三定律知，m、m间的作用力大小相等，即fmfm.所以有m2rmm2rm，得rmrmmm.所以a、b项不对，c项对(不动的条件与无关)；若相向滑动则绳子将不能提供向心力，d项对答案cd4.如图所示，a、b两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接o点和b点，让两个小球绕o点在光滑水平桌面上以相同的角速度做圆周运动，若ob绳上的拉力为f1，ab绳上的拉力为f2，obab，则()af1:f22:3 bf1:f23:2cf1:f25:3 df1:f22:1解析小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，设角速度为，在竖直方向上所受重力与桌面支持力平衡，水平方向不受摩擦力，绳子的拉力提供向心力由牛顿第二定律，对a球有f2mr22，对b球有f1f2mr12，已知r22r1，各式联立解得f1f2，故b对，a、c、d错答案b5质量为m的a球在光滑水平面上做匀速圆周运动，小球a用细线拉着，细线穿过板上光滑小孔o，下端系一相同质量的b球，如图所示，当平板上a球绕o点分别以和2角速度转动时，a球距o点距离之比是()a1:2 b1:4c4:1 d2:1解析a球做圆周运动的向心力大小等于b球重力由fm2r向心力相同，得.答案c6游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得向心加速度达20 m/s2，g取10 m/s2，那么此位置的座椅对游客的作用力相当于游客重力的()a1倍 b2倍c3倍 d4倍解析游客乘坐过山车在圆弧轨道最低点的受力如图所示，由牛顿第二定律得，fnmgman，fnmanmg3 mg，故c选项正确答案c7.一质量为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()amg b.cm dm解析在最低点由向心力公式fnmgm，得fnmgm，又由摩擦力公式ffnm，c对答案c8如图所示，光滑杆偏离竖直方向的夹角为，杆以o为支点绕竖直线旋转，质量为m的小球套在杆上可沿杆滑动，当杆角速度为1时，小球旋转平面在a处，当杆角速度为2时，小球旋转平面在b处，设杆对小球的支持力在a、b处分别为fn1、fn2，则有()afn1fn2bfn1fn2c12解析小球做圆周运动的向心力由小球重力和杆的弹力的合力提供，垂直轨迹平面方向的合力为零，即如图fnsinmg，fncosm2r，解得m2rmgcot， .故fn1fn2，12，选项a、d正确答案ad9如图所示，圆盘上叠放着两个物块a和b.当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时，物块与圆盘始终保持相对静止，则()aa物块不受摩擦力作用b物块b受5个力作用c当转速增大时，a受摩擦力增大，b所受摩擦力也增大da对b的摩擦力方向沿半径指向转轴解析a物块做匀速圆周运动，一定需要向心力，向心力只可能由b对a的静摩擦力提供，故a选项错误；b物体做匀速圆周运动，受到重力、圆盘的支持力、圆盘的静摩擦力，a对b物体的压力和静摩擦力，故b选项正确；当转速增大时，a、b所受向心力均增大，故c选项正确；a对b的静摩擦力背向圆心，故d选项错误答案bc10甲、乙两名溜冰运动员，m甲80 kg，m乙40 kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9 m，弹簧秤的示数为9.2 n，下列判断中正确的是()a两人的线速度相同，约为40 m/sb两人的角速度相同，为6 rad/sc两人的运动半径相同，都是0.45 md两人的运动半径不同，甲为0.3 m，乙为0.6 m解析甲、乙两人受到的向心力大小相等，绕两者连线上某一点做匀速圆周运动，其角速度相等，由fnm2r可知m甲2r甲m乙2r乙，r甲r乙0.9 m.解得r甲0.3 m，r乙0.6 m，故d选项正确； rad/s rad/s，故b选项错误答案d11如图所示，在匀速运动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体a和b，它们与盘间的摩擦因数相同，当圆盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，两个物体的运动情况是()a两物体沿切向方向滑动b两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远c两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动d物体b仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体a发生滑动，离圆盘圆心越来越远解析当圆盘转动到两个物体刚好未发生滑动时，设圆盘的角速度为，则a、b两物体随圆盘转动的角速度都为，由于rarb，根据fnm2r.可知，a物体的向心力fna大于b物体做圆周运动的向心力fnb，且fnaft，fnbft.其中t为绳的拉力，f为a、b物体受到圆盘的最大静摩擦力，当线烧断后，b物体受到静摩擦力随圆盘做匀速圆周运动，而a物体由于所受最大静摩擦力不是提供其椭圆转动的向心力，从而使其发生滑动，做离心运动，离圆盘圆心越来越远，故选项d正确答案d12原长为l的轻弹簧一端固定一小铁块，另一端连接在竖直轴oo上，弹簧的劲度系数为k，小铁块放在水平圆盘上，若圆盘静止，把弹簧拉长后将小铁块放在圆盘上，使小铁块能保持静止的弹簧的最大长度为5l/4，现将弹簧长度拉长到6l/5后，把小铁块放在圆盘上，在这种情况下，圆盘绕其中心轴oo以一定角速度匀速转动，如图所示，已知小铁块的质量为m，为使小铁块不在圆盘上滑动，圆盘转动的角速度最大不得超过多少？解析以小铁块为研究对象，圆盘静止时，设铁块受到的最大静摩擦力为fm，有fmkl/4.圆盘转动的角速度最大时，铁块受到的摩擦力f与弹簧的拉力kx的合力提供向心力，由牛顿第二定律得kxfmm(6l/5)2.又xl/5，解以上三式得角速度的最大值.答案13如图所示，在光滑的圆锥顶用长为l的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2，当圆锥和球一起以角速度匀速转动时，球压紧锥面，则此时绳的拉力是多少？若要小球离开锥面，则小球的角速度至少多大？解析小球在锥面上受到拉力、支持力、重力的作用，如图所示建立如图所示的平面直角坐标系对其受力进行正交分解在y轴方向，根据平衡条件，得fcosfnsinmg，在x轴方向，根据牛顿第二定律，得fsinfncosml2sin，解得fm(gcosl2sin2)要使球离开锥面，则fn0，解得 .答案m(gcosl2sin2)14如图所示，两绳系一个质量为m0.1 kg的小球上面绳长l2 m，两绳都拉直时与轴夹角分别为30与45.问球的角速度满足什么条件，两绳始终张紧？解析分析两绳始终张紧的制约条件：当由零逐渐增大时可能出现两