【2019】高中物理5-6《向心力》课时作业新必修2

1、1 / 6 【2019 最新】高中物理 5-6向心力课时作业 新人教版必修 2 基础达标 1. （多选）对于做匀速圆周运动的物体，下列判断正确的是 （ ） A 合力的大小不变，方向一定指向圆心 B .合力的大小不变，方向也不变 C.合力产生的效果既改变速度的方向，又改变速度的大小 D .合力产生的效果只改变速度的方向，不改变速度的大小 【解析】 匀速圆周运动的合力等于向心力，由于线速度 v 的大小不变，故 F 合只能时刻 与 v 的方向垂直，即指向圆心，故 A 正确；由于 F合时刻指向圆心，故其方向必须时刻改变 才能时刻指向圆心， 否则 F 就不能时刻指向圆心了， 故 B 错；由合力 F合的方

2、向时刻与速度 的方向垂直而沿切线方向无分力，故该力只改变速度的方向，不改变速度的大小， C 错、D 对. 【答案】 AD 2. 在光滑的水平面上，用长为I的细线拴一质量为 m的小球，以角速度 3 做匀速圆周 运动.下列说法中正确的是 （ ） A. I、3 不变，m越小线越易被拉断 B. m 3 不变，I越小线越易被拉断 C. m I不变，3 越大线越易被拉断 D. m不变，I减半且角速度加倍时，线的拉力不变 【解析】 小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动， 线的拉力提供向心力， 由向心力公 2 式得F= m3 I，当I、3 不变时，F与m成正比，A 错误；m 3 不变时，F与I成正比，B 错误；

3、当m I不变时，F与 32成正比，C 正确；m不变，I减半，3 加倍时，线的拉力变 为原来的 2 倍，D 错误. 【答案】 C 3. 游客乘坐过山车， 在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到 20 m/s2, g取 10 m/s2, 那么此位置座椅对游客的作用力是游客重力的 （ ） A. 1 倍 B . 2 倍 C. 3 倍 D . 4 倍 【解析】 游客在最低点做圆周运动，座椅的支持力 FN和重力G的合力提供向心力， 则有 FN mg= ma.解得 FN= mg+ an） = 3mg C 正确. 【答案】 C 4. 如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动， 且与圆盘相对静止, 指向圆心

4、，a与c垂直，下列说法正确的是 （ ） 图中c沿半径 A. 当转盘匀速转动时, B. 当转盘加速转动时, C. 当转盘加速转动时, D. 当转盘减速转动时, 【答案】 D P受摩擦力方向为b方向 P受摩擦力方向可能为 c方向 P受摩擦力方向可能为 a方向 P受摩擦力方向可能为 d方向 5. 2 / 6 【解析】 P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为 R的匀速圆周运动，且角速度为 （ ） 质量不计的轻质弹性杆 今使小球在水平面内做半径为 受到球对其作用力的大小为 A. m 2R B . m/g2_ 3 4R m的小球, 3,如图所示，则杆的上端 C. m/g2 + 3 4R D . 不

5、能确定 【g另一个是杆质量为m的直升机以恒定速率 v在空中水平盘旋（如图所示），其做匀速圆周运动的半径 为R重力加速度为 2 A.硝B g,则此时空气对直升机的作用力大小为 C. m D . m，g2 - R 直升机受到重力和空气的作用力两个 力的作用，其合力提供向心力, Fn= mR.直升机受力情况如图所示，由几何关系得 在水平面内做匀速圆周运动， 2 3 / 6 2 mg + 【答案】 A、B 一起随圆盘做匀速圆周运 3，已知木块 A B到圆盘中心 0的距离为rA和rB,则两木块的向心力 如图所示，在水平转动的圆盘上，两个完全一样的木块 动，转动的角速度为 之比为（ ） B A. rA :

6、r 1 C. ：1 rB 1 2 rA r A r B 【解析】 木块 力，因两木块旋转的角速度 r A 1 2 r B 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 3 等大，质量一样，由向心力公式 F= mr 2得FA= mrA3, FB ，选项 C 正确. D. 2 3 4 / 6 水平转盘上放有质量为 m的物体（可视为质点），连接物体和转轴的绳子长为 1 倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求： 当角速度为寸爭时，绳子对物体拉力的大小. 【解析】 （1）当恰由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零且转速达到最大，设如图所示是一游乐转筒的模型图，它是一个半径约为 里面的乘客背

7、靠圆筒壁站立.当转筒转速达到至少每分钟 落，要保证乘客的安全， 使人随转筒一起转动而不掉下来, 2 2 至少多大？ （g取 10 m/s , n = 10） 【解析】 重力 mg筒壁对他的支持力 FN和静摩擦力Ff，如图 筒壁对他的最大静摩擦力至少等于重力. 乘客做圆周 FN来提供.转速n= 30 r/s = 0.5 r/s.转筒的角速度为 60 =2 n n= n rad/s. =mB3，解得 【答案】 8. FA FB= r A r B. A 如图所示， r,物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的 （1）绳子对物体的拉力为零时的最大角速转盘转动的角速度为 3 0,则 3 i g , 时, 2

8、r 此时，F+ i mg= mw 2r 阳 31 g 即 F+ i mg= m 2厂厂 r, 3 3。，所以绳子的拉力 F和最大静摩擦力共同提供向心力, 得 F=1 口 mg 【答案】（1）寸十g2 1 mg 9. 3 m 的直圆筒，可绕中间的轴转动, 30 圈时，乘客脚下的踏板突然脱 则乘客与转筒之间的动摩擦因数 乘客随转筒旋转时受三个力作用: 所示.要使乘客随筒壁旋转不落下来, 运动的向心力由筒壁对他的支持力 r 1 mg= m3 Or，得 3 o= 2 3 5 / 6 由牛顿第二定律可得 FN= mr3 2, Ff = 1 FN= mg 解得 i = 0.33 【答案】 0.33 能力提

9、升6 / 6 1. q A p O O 3 小球A和B用细线连接，可以在光滑的水平杆上无摩擦地滑动，已知它们的质量之比 m 丨，当这一装置绕着竖直轴做匀速转动且 A B两球与水平杆达到相对静止时 （如 图所示），A、B两球做匀速圆周运动的（ ） A. 线速度大小相等 B. 角速度相等 C. 向心力的大小之比为 Fi : F2=：訂 1 D. 半径之比为ri匚:2=3 : 1 【解析】 当两小球随轴转动达到稳定状态时，把它们联系在一起的同一根细线为 A、 B两小球提供的向心力大小相等；同轴转动的角速度相等；两小球的圆周轨道半径之和为细 线的长度；两小球的线速度与各自的轨道半径成正比. 【答案】

10、B 2. 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 0 点和B点，让两个小球绕 0点在光滑水平桌面上以相同的角速度做圆周运动，若 0B绳上的 拉力为Fi, AB绳上的拉力为 F2, 0B= AB则（ ） A. Fi : F2=2 : 3 B . F : F2=： : 2 C. Fi : F2=: 3 D . Fi : F2= 2 : 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 3 ,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， 2 2 3 , 对A球有F2= mr23 ,对B球有Fi

11、F2= mri 3 ,已知r 2= 2r 1,各式联立解得 Fi=F?.故 B 对， A、C、D 错. 【答案】 B 3. 如图所示，将完全相同的两小球 A、B,用长为L= 0.8 m 的细绳悬于以v = 4 m/s向右 匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触.由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬 线的拉力之比FB : 2 FA为(g 取 10 m/s )( ) A. 1 : 1 B .1 : 2 C. 1 3 D .1 : 4 【解析】 当车突然停下时，B不动，绳对B的拉力仍为小球的重力；A球向右摆动做 圆周运动，则突然停止时 A点所处的位置为圆周运动的最低点，根据牛顿第二定律得， FA

12、 2 v I mg=斤斤，从而FA= 3mg故FB : FA= 1 : 3,所以 C 正确.7 / 6 【答案】 C 4. 如图所示，一根细线下端拴一个金属小球 小孔的水平桌面上.小球在某一水平面内做匀速圆周运动 一些的水平面上做匀速圆周运动 (图上未画出)，两次金属块 种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是 ( ) Q受到桌面的支持力变大 Q受到桌面的静摩擦力不变 小球P运动的角速度变大 小球P运动的周期变大 P,细线的上端固定在金属块 Q上，Q放在带 (圆锥摆).现使小球改到一个更高 Q都保持在桌面上静止.则后一 A. B. C. D. 8 / 6 【解析】根据小球做圆周运动的特点，设绳

13、与竖直方向的夹角为 受力分析，由平衡条件 f = FTSin 0 = mgan 0 , FN= FTCOS 0 Q受到的支持力不变，静摩擦力变大， A B 选项错误；由 mg 一 0，故FT= - ，对物体进行 COS 0 + Mg= mg+ Mg故在 0 增大时, mgan 0 = mlsin 0 3，得 w = 、 ，故角速度变大，周期变小，故 LCOS 0 【答案】C 5.一水平放置的圆盘，可以绕中心 为质点)，铁块与中间位置用轻质弹簧连接， C 选项正确，D 选项错误. 是 10 rad/s 时，铁块距中心 O点 30 cm，这时弹簧的拉力大小为 0点旋转，盘上放一个质量是 0.4 k

14、g 的铁块(可视 如图所示铁块随圆盘一起匀速转动，角速度 2 11 N , g 取 10m/s，求： (1) 圆盘对铁块的摩擦力大小； (2) 在此情况下要使铁块不向外滑动，铁块与圆盘间的动摩擦因数至少为多大？ 【解析】 铁块做匀速圆周运动所需要的向心力为 F= mw 2r = 0.4 x 0.3 x 10 2 N= 12 N 弹簧拉力和摩擦力提供向心力 FN+ R = 12 N Ff = 12 N FN= 1 (2)铁块即将滑动时 动摩擦因数至少为 【答案】 (1)1 N 6. N Ff =卩 mg= 1 9 / 6 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= 0.5 m，离水平地面的高度 H= 0.8 m , 物块平抛落地过程水平位移的大小 s= 0.4 m 设物块所受的最大静摩擦