高中物理 5.6《向心力》提分训练 新人教版必修2（含解析）.doc

6.向心力一、选择题1.物体做圆周运动时,下列关于向心力的说法中,不正确的是() a.物体做匀速圆周运动时,受到的向心力是恒力b.向心力的作用是改变速度的方向c.向心力可以是物体受到的合力d.向心力是产生向心加速度的力 解析:做匀速圆周运动的物体,其向心力大小不变,方向时刻指向圆心,不断发生变化,因此向心力为变力,选项a说法错误;向心力的方向始终与速度方向垂直,其作用只改变速度的方向,不改变速度的大小,选项b说法正确;当物体做匀速圆周运动时,合力提供向心力,选项c说法正确;向心加速度是由向心力产生的,选项d说法正确。答案:a2.如图所示,一圆盘可绕一通过圆心且垂直盘面的竖直轴oo转动。在圆盘上放置一木块,木块随圆盘一起匀速转动,则木块相对圆盘的运动趋势方向()a.与木块运动方向相同b.与木块运动方向相反c.背离圆心d.指向圆心解析:木块做匀速圆周运动,向心力由静摩擦力提供,方向指向圆心,而静摩擦力的方向与物体相对圆盘运动趋势的方向相反,因此木块相对圆盘的运动趋势的方向背离圆心。答案:c3.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,摩擦力不变解析:物体在竖直方向上受重力g与摩擦力f,是一对平衡力,在水平方向上受弹力fn。根据向心力公式,可知fn=m2r,当增大时,fn增大,所以应选d。答案:d4.上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8000m,如图所示,近距离用肉眼看几乎是一条直线,而转弯处最小半径也达到1300m。一个质量为50kg的乘客坐在以360km/h的不变速率行驶的车里,随车驶过半径为2500m的弯道,下列说法正确的是()a.乘客受到的向心力大小约为200 nb.乘客受到的向心力大小约为539 nc.乘客受到的向心力大小约为300 nd.弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适解析:根据向心力公式f=m可计算出乘客受到的向心力大小约为200n,a正确,b、c不对;根据f=m可知,在m、v保持不变的情况下,r越大,乘客所受的向心力越小,在转弯时乘客更舒适,d正确。答案:ad5.如图所示,在水平转动的圆盘上,两个完全一样的木块a、b一起随圆盘做匀速圆周运动,转动的角速度为,已知木块a、b到圆盘中心o的距离为ra和rb,则两木块的向心力之比为()a.rarbb.rbrac.d.解析:木块a、b在绕o点转动的过程中,是木块与圆盘间的静摩擦力提供了向心力,因两木块旋转的角速度等大,质量一样,由向心力公式f=mr2得fa=mra2,fb=mrb2,解得fafb=rarb。答案:a6.有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁,做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h。则下列说法中正确的是()a.h越高,摩托车对侧壁的压力将越大b.h越高,摩托车做圆周运动的向心力将越大c.h越高,摩托车做圆周运动的周期将越小d.h越高,摩托车做圆周运动的线速度将越大解析:摩托车只受重力mg和支持力fn,所以摩托车的向心力应为重力和支持力的合力,根据题意可知f向=mgtan ,可见摩托车对侧壁的压力、摩托车做圆周运动的向心力保持不变。因h越高,摩托车的轨道半径越大,由f向=m得h越高,v越大;由f向=m()2r得h越高,t越大。答案:d二、非选择题7.游乐场内有一种叫“空中飞椅”的游乐项目,如图所示,在半径为r=4m的水平转盘的边缘固定着数条长为l=10m的钢绳,钢绳的另一端连接着座椅(图中只画出2个),转盘在电动机带动下可绕穿过其中心的竖直轴转动。设在每个座椅内坐着质量相同的人,可将人和座椅看成是一个质点,人和座椅的总质量为m=60kg,重力加速度g取10 m/s2,不计钢绳的重力及空气的阻力。当转盘以某一角速度匀速转动时,座椅从静止开始随着转盘的转动而升高,经过一段时间后达到稳定状态,此时钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为=37。求此时转盘匀速转动时的角速度及绳子的拉力。解析:对人和座椅,绳的拉力与重力的合力指向圆心,由牛顿第二定律,则f=mgtan =m2r由几何关系得:r=r+lsin 代入数据得f=750n=rad/s。答案:rad/s750n8.自行车和人的总质量为m,人骑自行车在一水平地面运动。若自行车以速度v转过半径为r的弯道,求:(1)此时自行车所受地面的摩擦力;(2)此时自行车的倾角。解析:(1)选自行车和人这个整体为研究对象,则容易看出这个整体受三个力的作用。即重力mg、地面的支持力fn和地面的摩擦力ff。其受力情况如图所示。由于自行车此时在水平地面上做圆周运动,则可知向心力也一定沿水平方向,所以地面的支持力fn和重力mg都不可能提供向心力,只有地面对自行车的摩擦力可以提供向心力。根据圆周运动规律列方程得ff=m(2)选人为