2020春物理必修2（粤教版）分层训练：第二章第二节向心力 含解析.doc

教学资料范本2020春物理必修2（粤教版）分层训练：第二章第二节向心力 含解析编 辑：_时 间：_A级抓基础1下列关于向心加速度的说法正确的是()A向心加速度越大.物体速率变化越快B向心加速度越大.物体转动得越快C向心加速度方向始终与速度方向垂直D在匀速圆周运动中.向心加速度是恒定的解析：向心加速度描述的是圆周运动速度方向变化的快慢.而非速度大小变化的快慢.A、B错误；向心加速度方向指向圆心.与速度方向垂直.C正确；在匀速圆周运动中.向心加速度大小不变.方向时刻改变.D错误答案：C2一个在水平面上做匀速圆周运动的物体.如果半径不变.而速率增加为原来速率的3倍时.其向心力是36 N.则物体原来受到的向心力的大小是()A2 N B4 N C6 N D8 N解析：根据向心力公式得：F1m；当速率为原来的3倍时有：F2m36 N.解得F14 N故B正确答案：B3.(多选)物体相对静止在匀速旋转的水平圆盘上.如图所示.则物体所需的向心力是物体所受的()A合外力B支持力C平衡力D静摩擦力解析：物体做匀速圆周运动.受重力、支持力和摩擦力三个力作用.这三个力的合力等于向心力由于重力和支持力相互抵消.故三个力的合力等于摩擦力.物体的向心力也等于摩擦力所以A、D正确.B、C错误答案：AD4(多选)对于做匀速圆周运动的物体.关于其向心力的说法.以下正确的是()A向心力总是沿半径指向圆心.且大小不变B向心力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.也可以是其中某个力的分力D向心力本质上是拉力解析：物体做匀速圆周运动需要的向心力.总是沿半径指向圆心.且大小不变.A正确；做匀速圆周运动的物体向心力是以效果命名的它可以是几个力的合力.也可以是某个力的分力.故B、C正确.D错误答案：ABC5质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中.如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变.如图所示.那么()A因为速率不变.所以石块的加速度为零B石块下滑过程中受的合外力越来越大C石块下滑过程中.加速度大小不变.方向在变化D石块下滑过程中.摩擦力大小不变.方向时刻在变化解析：石块的速率不变.做匀速圆周运动.根据av2r可知.加速度大小恒定.方向时刻变化.A错误.C正确；石块做匀速圆周运动.合力F合m.可知合外力大小不变.B错误；物块在运动过程中受重力、支持力及摩擦力作用.支持力与重力沿半径方向的分力.一起充当向心力.在物块下滑过程中.速度大小不变.则在切向上摩擦力与重力沿切线方向的分力大小相等.方向相反.因重力沿切线方向的分力变小.故摩擦力也会越来越小.D错误答案：C6如图所示.长为0.5 m的轻质细杆.一端固定一个质量为2 kg的小球.使杆绕O点在竖直平面内做圆周运动.小球通过最高点的速率为2 m/s.g取10 m/s2.关于球在不同位置所受杆的作用力.下列判断正确的是()A小球通过最高点时.杆对小球向下的拉力大小是16 NB小球通过最高点时.杆对小球向上的支持力大小是4 NC小球通过最低点时.杆对小球向上的拉力大小是32 ND小球通过最低点时.杆对小球向上的拉力大小是30 N解析：设小球在最高点时.重力刚好能提供向心力时.小球的速度为v.根据牛顿第二定律.有mgm.解得v m/s.由于v12 m/sv.所以杆在最高点对小球产生支持力.方向向上.设其大小为FN.由牛顿第二定律.有mgFNm.代入数据可得FN4 N.B正确.A错误设小球运动到最低点的速度为v2.由动能定理有mg2Lmvmv.设杆对小球的拉力为F.根据牛顿第二定律有：Fmgm.联立可得F116 N.C、D错误答案：B7如图所示.有一质量为m1的小球A与质量为m2的物块B通过轻绳相连.轻绳穿过光滑水平板中央的小孔O.当小球A在水平板上绕O点做半径为r的圆周运动时.物块B刚好保持静止求：(1)轻绳的拉力；(2)小球A运动的线速度大小解析：(1)物块B受力平衡.故轻绳拉力FTm2g.(2)小球A做匀速圆周运动的向心力等于轻绳拉力FT.根据牛顿第二定律.得m2gm1.解得v .答案：(1)m2g(2) B级提能力8.如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线.表示质点P的图线是双曲线.表示质点Q的图线是过原点的一条直线由图线可知()A质点P的线速度不变B质点P的角速度不变C质点Q的角速度不变D质点Q的线速度不变解析：质点P的a-r图线是双曲线的一支.即a与r成反比.由a知质点P的线速度v的大小是定值.但方向变化.A错误；根据知角速度是变量.所以B错误；质点Q的ar图线是一条直线.表示ar.由ar2知角速度是定值.C正确；根据vr.线速度v是变量.所以D错误答案：C9(多选)如图甲所示.一轻杆一端固定在O点.另一端固定一小球.在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时.杆与小球间弹力的大小为N.小球在最高点的速度大小为v.N-v2图象如图乙所示则()A小球的质量为RB当v时.球对杆有向下的压力C当v时.球对杆有向上的拉力D若c2b.则此时杆对小球的弹力大小为a解析：由题意可知.在最高点时.若v2b.则杆对球的作用力为支持力.根据牛顿第二定律得mgN.解得Nmg.斜率的绝对值k.所以小球的质量为mR.A正确v2b时.杆对球的作用力为支持力.根据牛顿第三定律可知.球对杆有向下的压力.B正确.C错误当v20时.有Nmga；当v2b时.有mg；当v2c2b时.有mgN；联立可解得Nmga.D正确答案：ABD10(多选)两个质量相等的小球a、b分别用细线连接.悬挂于同一点O.现给两小球一定的初速度.使两小球在同一水平面内做匀速圆周运动.这样就构成两圆锥摆.如图所示若a、b两球做匀速圆周运动的半径之比为rarb21.则下列关于描述a、b两球运动的物理量之比.正确的是()A速度之比vavb21 B角速度之比ab21C加速度之比aaab21 D周期之比TaTb21解析：对其中一个小球受力分析.如图.受重力、绳子的拉力.由于小球做匀速圆周运动.故合力提供向心力将重力与拉力合成.合力指向圆心.由几何关系.得细线的拉力FT.所以向心力Fmgtan m(htan )2.所以角速度.故两球相同；根据vr可知.线速度之比为半径比.即21.A正确根据以上分析.可知角速度之比为11.B错误由加速度a2r.可知加速度之比为半径比.即21.C正确周期T可知.周期之比为11.D错误答案：AC11有一种叫“飞椅”的游乐项目.示意图如图所示.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解析：设转盘角速度为.钢绳与竖直方向夹角为.座椅到中心轴的距离为RrLsin .对座椅.有Fnmgtan mR2.联立两式.得 .答案： 12如图所示.水平转盘上放有一质量为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