优化方案人教版物理必修二向心力知能演练轻松闯关

1、1.下列关于向心力的说法正确的是()A向心力只能是圆心上物体施加的力B向心力是物体所受诸力沿半径指向圆心的合力C一个物体受多个力，则向心力只能由这多个力中指向圆心的力合成D向心力一定是物体受到的合力解析：选B.向心力是物体所受合力沿半径方向的分力，它可以是物体所受力中的一个，也可以是某一个力的分力，还可以是某些力的合力，所以A、C错误，B正确；在匀速圆周运动中向心力是物体受到的合力，但在变速圆周运动中向心力不是物体受到的合力，D错2.如图5610所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是() 图5610A绳的拉力B重力和

2、绳拉力的合力C重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力解析：选CD.对小球受力分析如图所示，小球受重力和绳子拉力作用，向心力是指向圆心方向的合外力，它可以是小球所受合力沿绳子方向的分力，也可以是各力沿绳方向的分力的合力，正确选项为C、D.3.(2012·启东中学高一检测)如图5611所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动，若两球质量之比mAmB21，那么关于A、B两球的下列说法中正确的是() 图5611AA、B两球受到的向心力之比为21BA、B两球角速度之比为11CA、B两球半径之比为12

3、DA、B两球向心加速度之比为12解析：选BCD.两球的向心力都由细绳拉力提供，大小相等，两球都随杆一起转动，角速度相等，A错，B对设两球的半径分别为rA、rB，转动角速度为，则mArA2mBrB2，所以运动半径之比为rArB12，C正确由牛顿第二定律Fma可知aAaB12，D正确4.质量为m的飞机，以速度v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，空气对飞机的升力大小等于()Am BmCm Dmg解析：选A.首先对飞机在水平面内的受力情况进行分析，其受力情况如图所示，飞机受到重力mg、空气对飞机的外力为F，两力的合力为F向，方向沿水平方向指向圆心由题意可知，重力mg与F向垂直，故F，又F向m，代入上

4、式，得Fm ，故正确选项为A.5.有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图5612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图5612解析：对小球受力分析，由向心力公式Fm2r得mgtanm2(rLsin)则 .答案： 一、选择题1.如图5613所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动，关于小强的受力下列说法正确的是()图5613A小强在P点不动，因此不受摩擦力作用B若使圆盘以较小的转速转

5、动时，小强在P点受到的摩擦力为零C小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力D如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力仍指向圆心解析：选C.由于小强随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心方向，而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，且充当向心力，A、B错误，C正确；当小强随圆盘一起做变速圆周运动时，合力不再指向圆心，则摩擦力不再指向圆心，D错2.(2012·江西师大附中高一检测)在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心能正确的表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的图是()图5614解析：选C.由于雪橇在冰面上

6、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，B、D错误因做匀速圆周运动合外力一定指向圆心，A不对由此可知C正确3.(2012·江苏盐城中学高一月考)如图5615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O点和B点，让两个小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动，若OB绳上的拉力为F1，AB绳上的拉力为F2，OBAB，则() 图5615AA球所受向心力为F1，B球所受向心力为F2BA球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1CA球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1F2DF1F232解析：选CD.小球在光滑水平桌面上做匀速

7、圆周运动，设角速度为，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，对A球有F2mr22，对B球有F1F2mr12，已知r22r1，各式联立解得F1F2.故C、D对，A、B错4.如图5616所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算知该女运动员()图5616A受到的拉力为G B受到的拉力为2GC向心加速度为3g D向心加速度为2g解析：选B.如图所示，F1Fcos30°F2Fsin30&#

8、176;F2G，F1maag，F2G.5.如图5617所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为，则杆的上端受到球对其作用力的大小为() 图5617Am2RBmCmD不能确定解析：选C.对小球进行受力分析，小球受两个力：一个是重力mg，另一个是杆对小球的作用力F，两个力的合力提供向心力由平行四边形定则可得：Fm，再根据牛顿第三定律，可知杆受到球对其作用力的大小为Fm.故选项C正确6.汽车甲和汽车乙质量相等，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

9、和Ff乙以下说法正确的是()AFf甲小于Ff乙BFf甲等于Ff乙CFf甲大于Ff乙DFf甲和Ff乙大小均与汽车速率无关解析：选A.两车做圆周运动的向心力均由摩擦力提供，由于甲车在乙车外侧，故r甲>r乙，而两者质量和速率均相等，据Ffm可得选项A正确7.如图5618所示，一小球质量为m，用长为L的悬绳(不可伸长，质量不计)固定于某点，在悬点正下方L/2处钉有一颗钉子，将悬线沿水平方向拉直无初速释放后，当悬线碰到钉子后的瞬间，下列说法错误的是() 图5618A小球线速度没有变化B小球的角速度突然增大到原来的2倍C小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍解析：

10、选D.在小球通过最低点的瞬间，水平方向上不受外力作用，沿切线方向小球的加速度等于零，因而小球的线速度不会发生变化，故A正确；在线速度不变的情况下，小球的半径突然减小到原来的一半，由vr可知角速度增大为原来的2倍，故B正确；由av2/r，可知向心加速度突然增大到原来的2倍，故C正确；在最低点，Fmgma，可以看出D不正确8.(2012·石家庄二中高一检测)如图5619所示，在水平转台上放一个质量M2 kg的木块，它与转台间最大静摩擦力Fmax6.0 N，绳的一端系挂木块，通过转台的中心孔O(孔光滑)，另一端悬挂一个质量m1.0 kg的物体，当转台以角速度5 rad/s匀速转动时，木块相

11、对转台静止，则木块到O点的距离可以是(g取10 m/s2，M、m均视为质点)() 图5619A0.04 m B0.08 mC0.16 m D0.32 m解析：选BCD.当M有远离轴心运动趋势时，有mgFmaxM2rmax当M有靠近轴心运动趋势时，有mgFmaxM2rmin解得rmax0.32 m，rmin0.08 m，即0.08 mr0.32 m.9.如图5620所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是() 图5620A线速度vA>vBB运动周期TA>TBC它们受到的摩擦力FfA>FfBD筒壁对它们的弹力FN

12、A>FNB解析：选AD.由于两物体角速度相等，而rA>rB，所以vArA>vBrB，A项对；由于相等，则T相等，B项错；因竖直方向受力平衡，Ffmg，所以FfAFfB，C项错；弹力等于向心力，所以FNAmrA2>FNBmrB2.D项对二、非选择题10.如图5621所示，有一质量为m的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面在水平面内已知小球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为，半球形碗的半径为R，求小球做圆周运动的速度大小及碗壁对小球的弹力大小图5621解析：法一：如图为小球做匀速圆周运动时的受力情况，FN为碗壁对小球的弹力，则FN设小球做圆周运动的速率为v

13、，则F合mgtanm其中rRsin联立解得v.法二：根据小球做圆周运动的轨迹找圆心，定半径由题图可知，圆心为O，运动半径为rRsin.小球受重力G及碗对小球弹力FN的作用，向心力为弹力的水平分力受力分析如图所示由向心力公式Fnm得FNsinm竖直方向上小球的加速度为零，所以竖直方向上所受的合力为零，即FNcosmg，解得FN联立两式，可解得物体做匀速圆周运动的速度为v.答案：11.(2012·高考福建卷)如图5622，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R0.5 m，离水平地面的高度H0.8 m，物块平抛落地过

14、程水平位移的大小s0.4 m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g10 m/s2.求：图5622(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.解析：(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有Hgt2在水平方向上有sv0t由式解得v0s1 m/s(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有FfmmFfmFNmg由式解得0.2.答案：(1)1 m/s(2)0.212.如图5623所示，两轻绳的一端系一质量为m0.1 kg的小球，两绳的另一端分别固定于轴的A、B两处，上面的绳长l2 m，两绳拉直时与轴的夹角分别为30°和45°，问球的角速度在什么范围内两绳始终有张力？(g10 m/s2) 图5623解析：设两绳都拉直时，A、B绳的拉力分别为TA、TB，小球的质量为m