2012高中物理 5.7 向心力课后练习 新人教版必修2

用心 爱心 专心 1 5 65 6 向心力向心力 每课一练 人教版必修每课一练 人教版必修 2 2 1 物体做匀速圆周运动时 下列关于物体受力情况的说法中正确的是 A 必须受到恒力的作用 B 物体所受合力必须等于零 C 物体所受合力大小可能变化 D 物体所受合力大小不变 方向不断改变 2 在水平冰面上 狗拉着雪橇做匀速圆周运动 O点为圆心 能正确地表示雪橇受到的 牵引力F及摩擦力Ff的图是 3 如图 6 所示 图 6 某物体沿 光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点的过程中 物体的速率逐渐增大 则 1 4 A 物体的合外力为零 B 物体的合力大小不变 方向始终指向圆心O C 物体的合外力就是向心力 D 物体的合力方向始终与其运动方向不垂直 最低点除外 4 如图 7 所示 图 7 半径为r的圆筒 绕竖直中心轴OO 转动 小物块a靠在圆筒的内壁上 它与圆筒的 动摩擦因数为 现要使a不下落 则圆筒转动的角速度 至少为 A B g r g C D g rg r 5 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 某时刻两人相距 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 s B 两人的角速度相同 为 6 rad s C 两人的运动半径相同 都是 0 45 m D 两人的运动半径不同 甲为 0 3 m 乙为 0 6 m 6 如图 8 所示 用心 爱心 专心 2 图 8 天车下吊着两个质量都是m的工件A和B 整体一起向左匀速运动 系A的吊绳较短 系B的吊绳较长 若天车运动到P处时突然停止 则两吊绳所受拉力FA FB的大小关 系是 A FA FB mg B FA FBmg 7 如图 9 所示 图 9 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 设球对杆的压力为FN 则有 A FN1 FN2 B FN1 FN2 C 1 2 8 在光滑的水平面上 用长为l的细线拴一质量为m的小球 以角速度 做匀速圆周 运动 下列说法中正确的是 A l 不变 m越大线越易被拉断 B m 不变 l越小线越易被拉断 C m l不变 越大线越易被拉断 D m不变 l减半且角速度加倍时 线的拉力不变 9 汽车甲和汽车乙的质量相等 以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动 甲车 在 乙车的外侧 两车沿半径方向受到的摩擦力分别为Ff 甲和Ff 乙 以下说法正确的是 A Ff 甲小于Ff 乙 B Ff 甲等于Ff 乙 C Ff 甲大于Ff 乙 D Ff 甲和Ff 乙的大小均与汽车速率无关 题 号 123456789 答 案 10 如图 10 所示 图 10 质量相等的小球A B分别固定在轻杆的中点和端点 当杆在光滑的水平面上绕O点匀 速转动时 求杆的OA段和AB段对小球的拉力之比 用心 爱心 专心 3 11 图 11 长L 0 5 m 质量可忽略的杆 其下端固定于O点 上端连有质量m 2 kg 的小球 它 绕O点在竖直平面内做圆周运动 当通过最高点时 如图 11 所示 求下列情况下杆受 到的力 计算出大小 并说明是拉力还是压力 g取 10 m s2 1 当v 1 m s 时 杆受到的力为多少 是什么力 2 当v 4 m s 时 杆受到的力为多少 是什么力 12 如图 12 所示 图 12 一根长为 0 1 m 的细线 一端系着一个质量是 0 18 kg 的小球 拉住线的另一端 使球 在 光滑的水平桌面上做匀速圆周运动 当小球的转速增加到原转速 3 倍时 细线断裂 这 时测得线的拉力比原来大 40 N 求 1 线断裂的瞬间 线的拉力 2 这时小球运动的线速度 3 如果桌面高出地面 0 8 m 线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为多少的地方 用心 爱心 专心 4 参考答案 1 D 匀速圆周运动的合外力是向心力 大小不变 方向始终指向圆心 即方向时刻 变化 故 A B C 错 D 对 2 C 由于雪橇在冰面上滑动 故滑动摩擦力方向必与运动方向相反 即方向应为圆 的切线方向 因做匀速圆周运动 合外力一定指向圆心 由此可知 C 正确 3 D 物体做加速曲线运动 合力不为零 A 错 物体做速度大小变化的圆周运动 合 力不指向圆心 合力沿半径方向的分力提供向心力 合力沿切线方向的分力使物体速度变大 即除在最低点外 物体的速度方向与合外力方向间的夹角为锐角 合力方向与速度方向不垂 直 B C 错 D 对 4 D 要使a恰不下滑 则a受筒的最大静摩擦力作用 此力与重力平衡 筒壁给a 的支持力提供向心力 则FN mr 2 而Ffm mg FN 所以mg mr 2 故 所 g r 以 A B C 均错误 D 正确 5 D 甲 乙两人绕共同的圆心做圆周运动 它们间的拉力互为向心力 他们的角速 度相同 半径之和为两人的距离 设甲 乙两人所需的向心力为F向 角速度为 半径分别为r甲 r乙 则 F向 M甲 2r甲 M乙 2r乙 9 2 N r甲 r乙 0 9 m 由 两式可解得只有 D 项正确 6 A 突然停止时 A B两物体速度相同 做圆周运动 FT mg mv2 L 故 FT mg mv2 L LaFB mg 7 BD 由图可知 小球随杆旋转时受到重力mg和杆的支持力FN两个力作用 合力F合 mgcot 提供向心力 即mgcot m 2r gcot r 因r2 r1 所以 1 2 C 错误 D 正确 而FN 与半径无关 故FN1 FN2 A 错误 B 正确 mg sin 8 AC 9 A 两车做圆周运动的向心力均由摩擦力提供 由于甲车在乙车的外侧 故r甲 r乙 而两车的质量和速率均相等 根据Ff m可得选项 A 正确 v2 r 10 3 2 解析 本题所考查的内容是向心力和向心加速度的应用 设杆的OA和AB段对小球的拉 力分别为FOA和FAB OA AB r 依据牛顿第二定律可得 对小球A有 FOA FAB mr 2 对小球B有 FAB m2r 2 由 得FOA FAB 3 2 即杆的OA段和AB段对小球的拉力之比为 3 2 11 1 16 N 压力 2 44 N 拉力 用心 爱心 专心 5 解析 本题考查圆周运动临界条件的应用 设小球受到杆的作用力FN向上 如图所示 则 1 F向 m 即mg FN1 m v2 1 L v2 1 L FN1 mg m 2 10 N 2 N 16 N v2 1 L 12 0 5 根据牛顿第三定律 杆受到的是压力 FN1 16 N 方向竖直向下 2 F向 m 即mg FN2 m v2 2 L v2 2 L FN2 mg m 2 10 N 2 N 44 N v2 2 L 42 0 5 负号说明FN2与规定的正方向相反 故小球受到杆的作用力FN2 44 N 方向应竖直向 下 根据牛顿第三定律 杆受到的是拉力 FN2 44 N 方向竖直向上 12 1 45 N 2 5 m s 3 2 m 解析 1 小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用 重力mg 桌面弹力FN和 线的拉力F 重力mg和弹力FN平衡 线的拉力等于向心力 F向 F m 2R 设原来的角速度 为 0 线上的拉力是F0 加快后的角速度为 线断时的拉力是F1 则 F1 F0 2 9 1 2 0 又