【提高练习】《向心力》（物理人教必修2）.docx

向心力提高练习蚌埠第二中学 渠雷雷老师一、单选题1. 如图所示.小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动.下列关于A的受力情况说法正确的是()A. 受重力、支持力B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C. 受重力、支持力、与运动方向的摩擦力和向心力D. 受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力2. 如图所示，质量相等的A、B两物体(可视为质点)放在圆盘上，到圆心的距离之比是3：2，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止.则A、B两物体做圆周运动的向心力之比为()A. 1：1B. 3：2C. 2：3D. 4：93. 如图所示，一圆筒绕其中心轴匀速转动，圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，相对筒无滑动，物体所受向心力是() A. 筒壁对物体的弹力B. 物体的重力C. 筒壁对物体的静摩擦力D. 物体所受重力与弹力的合力4. 如图所示，小球m在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做半径为R的圆周运动，小球过最高点速度为V，则下列说法中正确的是() A. V的最小值为v=gRB. V由gR逐渐减小，受到的管壁弹力也减小C. 小球通过最高点时一定受到向上的支持力D. 小球通过最低点时一定受到外管壁的向上的弹力5. 乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，下列说法正确的是() A. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去B. 人在最高点时对座位人可能产生压力，且压力不一定小于mgC. 人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等D. 人在最低点时对座位的压力小于mg二、多选题6. 一辆满载货车在起伏公路面上行驶，如图所示.以下说法正确的是() A. 容易在甲处爆胎B. 容易在乙处爆胎C. 为减小对路面的压力，应加速通过甲处D. 为减小对路面的压力，应加速通过乙处7. 如图所示，两个质量相同的小球A、B，用长度之比为LA：LB=3：2的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的A. 角速度之比为A:B=1:1B. 线速度之比为vA:vB=1:1C. 向心力之比为FA:FB=2:3D. 悬线的拉力之比为TA:TB=3:28. 如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO的距离为l，b与转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度.下列说法正确的是()A. b一定比a先开始滑动B. a、b所受的摩擦力始终相等C. =kg2l是b开始滑动的临界角速度D. a、b的向心力方向相同三、计算题9. 汽车行驶在半径为50m的圆形水平跑道上，速度为10m/s.已知汽车的质量为1000kg，汽车与地面的最大静摩擦力为车重的0.8倍.问：(g=10m/s2) (1)汽车的角速度是多少(2)汽车受到向心力是多大？(3)汽车绕跑道一圈需要的时间是多少？(4)要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过多少？10. 如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R=0.5m，离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m.设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2.求：(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2)物块与转台间的动摩擦因数答案和解析【答案】1. B2. B3. A4. D5. B6. BC7. AD8. ACD9. 解：(1)由v=r可得，角速度为=1050=0.2rad/s，(2)向心力的大小为：F向=mv2r=2000N，(3)汽车绕一周的时间即是指周期，由v=st=2rT得：T=2rv=31.4s，(4)汽车作圆周运动的向心力由车与地面的之间静摩擦力提供.随车速的增加，需要的向心力增大，静摩擦力随着一直增大到最大值为止，由牛顿第二定律得：F向=fmax 而F向=mv2r fm=0.8G 联立式解得，汽车过弯道的允许的最大速度为v=20m/s答：(1)汽车的角速度是0.2rad/s；(2)汽车受到向心力是2000N；(3)汽车绕跑道一圈需要的时间是31.4s；(4)要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过20m/s10. 解：(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有：H=12gt2在水平方向上有s=v0t，由式解得v0=sg2H=0.41020.8=1m/s.(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有Ffm=mv02R，Ffm=Ffm=N=mg，由式，代入数据解得=0.2答：(1)物块做平抛运动的初速度大小为1m/s；(2)物块与转台间的动摩擦因数为0.2【解析】1. 解：物块A随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故B正确，ACD错误。故选：B。向心力是根据效果命名的力，只能由其它力的合力或者分力来充当，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力本题学生很容易错误的认为物体受到向心力作用，要明确向心力的特点，同时受力分析时注意分析力先后顺序，即受力分析步骤2. 解：A、B两物体的角速度相等，根据Fn=mr2知，质量相等，半径之比为3：2，则向心力之比为3：2，故B正确，A、C、D错误故选：BA、B两物体一起随圆盘做圆周，角速度相等，结合向心力公式得出A、B两物体的向心力大小之比解决本题的关键知道共轴转动，角速度相等，掌握向心力公式，并能灵活运用，基础题3. 解：物体做匀速圆周运动，合力指向圆心对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图其中重力G与静摩擦力f平衡，支持力N提供向心力，故A正确，BCD错误故选：A做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力本题中要使静摩擦力与重力平衡，角速度要大于某一个临界值，即重力不能小于最大静摩擦力！4. 【分析】小球在管道中运动，在最高点的最小速度为零，在最高点，根据重力和弹力的合力通过向心力，结合牛顿第二定律判断弹力与速度的关系，在最低点，靠支持力和重力的合力通过向心力.解决本题的关键知道小球在管道中做圆周运动向心力的来源，知道最高点的临界情况，结合牛顿第二定律进行求解【解析】：A、小球在管道中运动，在最高点的最小速度为零.故A错误B、当管子对小球的弹力为零，重力提供向心力，根据mg=mv2R，解得v=gR，当V由gR逐渐减小，管子对小球的弹力向上，根据牛顿第二定律得，mg-F=mv2R，知弹力增大.故B错误C、小球在最高点可能受到向下的弹力，也可能受到向上的弹力.故C错误D、在最高点，因为向心力指向圆心，所以重力和弹力的合力方向竖直向上，知外管壁对小球有弹力作用.故D正确故选：D5. 解：AB、人在最高点时，向心力的方向竖直向下，F=mv2r，向心力由重力和座椅对人的作用.当速度较小时，向心力较小，座椅对人的作用力向上，即需要安全带拉住(这一般属于突发故障状态)；当速度较大时，向心力较大，座椅对人的作用力向下，大小与向心力大小有关，故A错误，B正确；C、向心加速度a=v2r，人在最高点的速度比在最低点的速度小，而两点的半径相等，所以，在最高点的向心加速度较小，故C错误；D、人在最低点时，向心力的方向竖直向上，向心力由重力和座椅对人的作用；而重力竖直向下，所以，座椅对人的支持力大于重力mg.根据作用力与反作用力大小相等可得，人在最低点时对座椅的压力大于mg，故D错误故选：B由人在最高点和最低点的受力分析及向心力方向得到座椅所受压力，再由向心加速度公式比较最高点与最低点的加速度大小解圆周运动问题时，要特别注意在不同位置向心力的方向不一样，因此，对于每一位置的问题分析，我们都要对其进行单独的受力分析6. 解：A、在坡顶有：mg-FN=mv2r，解得：FN=mg-mv2r，FNmg，r越小，FN越大.故说明车在谷底乙处时容易爆胎；故A错误，B正确；C、根据FN=mg-mv2r可知，要想减小压力，应增大汽车的速度，故C正确；D、根据FN=mg+mv2r可知，要想减小对路面的压力，应减小汽车的速度，故D错误故选：BC以车为研究对象，在这些点由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，研究支持力与半径的关系，确定何处支持力最大，最容易爆胎本题考查运用物理知识分析处理实际问题的能力，关键找到向心力来源，然后根据牛顿第二定律列方程进行分析判断7. 【分析】抓住小球圆周运动的向心力由重力和绳的拉力的合力提供，由受力分析确定。能分析题目中物理量的关系，抓住合力提供向心力展开讨论，分析向心力来源是关键。【解答】小球圆周运动的向心力由重力和绳拉力的合力提供，绳与竖直方向的夹角为对小球涭力分析有mgtan=ma=mv2r=mr2；因为小球在同一平面内做圆周运动，则由题意知，小球圆周运动半径r=htan，其中h为运动平面到悬点的距离；A.由三式得：=gh，与绳子的长度和转动半径无关，角速度之比为A:B=1：1，故A正确；B.由v=ghtan2，线速度之比为vA:vB=26:3，故B错误；C.向心力F=mgtan，向心力之比为FA:FB=26:3，故C错误； D.悬线的拉力T=mgcos，拉力之比为TA:TB=3:2；故D正确；故选AD。8. 解：A、B、两个木块的最大静摩擦力相等.木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=m2r，m、相等，fr，所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，故A正确，B错误；C、当b刚要滑动时，有kmg=m22l，解得：=kg2l，故C正确；D、向心力方向都指向圆心，则a、b的向心力方向相同，故D正确故选：ACD 木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定.当圆盘转速增大时，提供的静摩擦力随之而增大.当需要的向心力大于最大静摩擦力时，物体开始滑动.因此是否滑动与质量无关，是由半径大小决定本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答9. (1)根据线速度和角速度关系求出角速度，(2)根据圆周运动的半径和线速度求出周期汽车在水平跑道上做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，结合向心力的公式求出向心力的大小(3)根据线速