向心力练习题
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高中物理必修二向心力练习题含答案学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________1. 如图所示,在半径为R的半圆形碗的光滑表面上,一质量为m的小球以转数n转每秒在水平面内作匀速圆周运动,该平面离碗底的距离ℎ为()A.R−g4π2n2B.g4π2n2C.g4πn2−R D.g4π2n2+R22. 细线的一端固定,另一端系一个小球(视为质点),让小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动,如图所示.关于细线对小球的拉力,下列说法正确的是()A.拉力的方向一定指向圆心B.拉力的方向不一定指向圆心C.拉力的大小可能为零D.拉力的大小与小球的速度大小无关3. 我们可以用如图所示的实验装置来探究向心力大小与质量、线速度和半径关系。
长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴的距离的2倍,长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。
转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。
横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。
将传动皮带套在两塔轮半径相等的轮盘上,若探究线速度、半径一定时,向心力与质量的关系时,下列说法正确的是()A.应将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处B.应将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处C.应将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处D.应将质量不同的小球分别放在挡板B和挡板C处4. 如图所示,一光滑大圆环圈定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环,小环由大圆环的最高点从静止开始顺时针下滑,在小环下滑的过程中受到的弹力用F N表示,下面示意图中能正确表示F N随位置(右半环)变化的是()A. B.C. D.5. 关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系,下列说法中正确的是()A.内、外轨一样高,以防列车倾倒造成翻车B.因为列车转弯处有向内倾倒的可能,故一般使内轨高于外轨,以防列车翻倒C.外轨比内轨略高,这样可以使列车顺利转弯,减少车轮与铁轨的挤压D.以上说法均不正确6. 如图所示是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器,球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动,两球之间用一条轻绳连接,m P=2m Q,当整个装置以角速度ω匀速旋转时,两球离转轴的距离保持不变,则此时()A.两球受到的向心力大小相等B.P球受到的向心力大于Q球受到的向心力C.两球均受到重力、支持力和向心力三个力的作用D.当ω增大时,Q球将沿杆向外运动7. 如图所示,一个质量为m的小球,在长为l的细线的牵引下,绕光滑水平桌面上的图钉做角速度大小为ω的匀速圆周运动。
向心加速度、向心力简单练习题一、单项选择题1. 下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是()A. 它们线速度相等,角速度一定相等B. 它们角速度相等,线速度一定也相等C. 它们周期相等,角速度一定也相等D. 它们周期相等,线速度一定也相等2.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,物体所受向心力是( )A.重力B.弹力C.静摩擦力D.滑动摩擦力(第 2 题)3.一圆盘可绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一个物体,当圆盘匀速转动时,木块随圆盘一起运动,如图7。
那么()A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心;B. 木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心;C. 因为木块随圆盘一起运动,所以木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块的运动方向相同;D.因为摩擦力总是阻碍物体运动,所以木块所受圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反。
4、把甲物体从2h 高处以速度v 水平抛出,落地点的水平距离为L,把乙物体从 h 高处以速度 2 水平抛出,v落地点的水平距离为 S,比较 L 与 S,可知()A. L=S/2 B. L=2SC.L=2S/2 D.L= 2S5.有三个相同材料制成的物体放在水平转台上,它们的质量之比为,它们与转轴之间的距离为。
当转台以一定的角速度旋转时,它们均无滑动,它们受到的静摩擦力分别为,比较这些力可得()A. B. C. D.6.如图 8 所示,三段细线长,三球质量相等,当它们绕点在光滑的水平桌面上以相同的角速度作匀速圆周运动时,则三段线的拉力为:A. B. C. D.7.如图 9 所示,用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢里,当车厢突然制动时A.线的张力不变;B.线的张力突然减小;C. 线的张力突然增大;D.线的张力如何变化无法判断8. 冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k 倍,在水平冰面上沿半径为R 的圆周滑行的运动员,若依靠摩擦力充当向心力,其安全速度为()9、下列关于做匀速圆周运动的物体所受向心力的说法中,正确的是:()A、物体除受其它的力外还要受到一个向心力的作用;B、物体所受的合外力提供向心;C、向心力是一个恒力; D 、向心力的大小一直在变化;10、下列关于向心加速度的说法中,正确的是:()A、向心加速度的方向始终与速度方向垂直;B、向心加速度的方向保持不变;C、在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的;D、在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化;O 11、一根长为L= 1.0m 的细绳系一质量为M= 0.5kg 的小球,在光滑水平面上做匀速圆周运动,如图所示。
新教材高中物理新人教版必修第二册:第1课时向心力公式及其应用分层作业A级必备知识基础练一、对向心力的理解1. 关于向心力的说法正确的是( )A. 物体由于做圆周运动而产生了向心力B. 向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小C. 对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时,一定不要漏掉向心力D. 做匀速圆周运动的物体,其向心力是不变的2. 下列关于向心力的叙述中,不正确的是( )A. 向心力的方向始终沿着半径指向圆心,所以是一个变力B. 做匀速圆周运动的物体,除了受到别的物体对它的作用力外,还一定受到一个向心力的作用C. 向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力,也可以是这些力中某几个力的合力,或者是某一个力的分力D. 向心力只改变物体线速度的方向,不改变物体线速度的大小二、向心力的来源分析和计算3. [2023江苏高二学业考试]如图所示,小物块与水平圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动。
下列关于的受力情况的说法正确的是( )A. 受重力、支持力B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C. 受重力、支持力、与运动方向相同的摩擦力和向心力D. 受重力、支持力、与运动方向相反的摩擦力和向心力4. [2023江苏盐城练习]如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,一物体随圆筒一起转动而未滑动。
当圆筒的角速度增大以后,下列说法正确的是( )A. 物体所受弹力增大,摩擦力也增大了B. 物体所受弹力增大,摩擦力减小了C. 物体所受弹力和摩擦力都减小了D. 物体所受弹力增大,摩擦力不变三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点5. [2022江苏南京期末]如图所示,一辆电动车在水平地面上以恒定速率行驶,依次通过、、三点,比较电动车在三个点处向心力大小,下列关系式正确的是( )A. B. C. D.6. 质量为的小球用长为的轻质细线悬挂在点,在点的正下方处有一光滑小钉子,把细线沿水平方向拉直,如图所示,无初速度地释放小球,当细线碰到钉子的瞬间(瞬时速度不变),细线没有断裂,则下列说法正确的是( )A. 小球的线速度突然增大B. 小球的角速度突然减小C. 小球对细线的拉力突然增大D. 小球对细线的拉力保持不变B级关键能力提升练7. [2022江苏邗江期末]如图所示,把一个长为、劲度系数为的弹簧一端固定,作为圆心,弹簧的另一端连接一个质量为的小球,当小球以的转速在光滑水平面上做匀速圆周运动时,弹簧的伸长量应为( )A. B. C. D.8. [2022江苏无锡市月考]如图甲,滚筒洗衣机脱水时,衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。
课前预习记录:月日星期第2节向心力一.学习目标1.知道向心力是根据力的效果命名的,会分析向心力的来源。
2.感受影响向心力大小的因素,通过实验探究它们之间的关系。
3.掌握向心力的表达式,能够计算简单情境中的向心力。
4.知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。
二.思维脉络三.教材梳理·落实新知1.定义:做匀速圆周运动的物体所受的指向____的力。
2.作用:只改变速度的____。
3.来源:①向心力是按力的____来命名的。
②做匀速圆周运动的物体的向心力是由某个力或者几个力的____提供。
知识点2向心力的大小向心力公式:F n=____或F n=____。
知识点3变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点1.变速圆周运动的受力特点①指向圆心的分力F n提供____,改变物体速度的____。
②沿切向方向的分力F t改变速度的____,与速度方向相同时物体速度____,与速度方向相反时,物体速度____。
2.一般曲线运动的受力特点①处理方法:可以把一般的曲线分割成许多____的小段,看作一小段圆弧。
②用处理____的方法研究物体在每一小段圆弧上的运动。
四.判断题1.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力。
()2.向心力和重力、弹力一样,都是根据力的性质命名的。
()3.向心力可以是物体受到的某一个力,也可以是物体受到的合力。
()4.向心力的作用是改变物体的速度方向。
()5.变速圆周运动的向心力并不指向圆心。
()6.一般曲线运动中弯曲程度不同的圆弧对应的圆弧半径也不同。
()五.典例分析例题1如图所示,圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动,小物体贴在圆筒内壁上随圆筒一起转动而不滑落。
则下列说法正确的是()A .小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力共4个力的作用B .小物体随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的C .筒壁对小物体的摩擦力随转速增大而增大D .筒壁对小物体的弹力随转速增大而增大思路引导:分析受力→分析各力的效果→确定向心力例题2 一质量为m 的物体,沿半径为R 的半圆形轨道滑行,如图所示,经过最低点时的速度为v ,物体与轨道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,则它在最低点时受到的摩擦力大小为( )A .μmgB .μm v 2RC .μm ⎝⎛⎭⎫g +v 2RD .μm ⎝⎛⎭⎫g -v 2R 六.当堂训练1.(2021·吉林松原市高一月考)关于向心力,下列说法正确的是( )A .做圆周运动的物体所受的合力一定是向心力B .向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小C .物体除受其他的力外还要受到一个向心力的作用D .做匀速圆周运动的物体所受向心力不变2.(2021·湖南省常德市临澧县第一中学月考)质点沿半径为r 的圆周做匀速圆周运动,其向心力的大小为F ,当使它的半径不变,使角速度增大到原来的2倍时,其向心力的大小比原来增大15 N ,求原来的向心力F 的大小为( )A .25 NB .10 NC .15 ND .5 N3.(多选)(2021·广西玉林市博白中学高一月考)如图所示,一辆汽车正通过一段弯道公路,视汽车做匀速圆周运动,则( )A .该汽车向心力恒定不变B .汽车左右两车灯的角速度大小相等C .若速率不变,则跟公路外道相比,汽车在内道行驶时所受的向心力较大D .若速率不变,则跟晴天相比,雨天路滑时汽车在同车道上行驶时所受的向心力较小参考答案三.知识点 1 向心力知识点 1 向心力1.圆心2.方向3.①作用效果②合力知识点 2 m v 2rmω2r 知识点 31.①向心力方向②大小增大减小2.①很短②圆周运动四.1. ×2. ×3. √4.√ 5. ×6.√五.例题1D解析:小物体随转筒一起做圆周运动,受重力、弹力和静摩擦力共3个力的作用,故选项A 错误。
向心力1、例题【例1】关于向心力说法中正确的是( ) A 、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力;B 、向心力只改变物体运动的方向,不改变物体运动的快慢;C 、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的;D 、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力.【例2】如图2所示,小物块A 与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动, 则下列关于A 的受力情况说法正确的是 A .受重力、支持力 B .受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C .受重力、支持力、摩擦力和向心力 D .受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力 【例3】甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相 同时间内甲转过4周,乙转过3周.则它们的向心力之比为( )A.1∶4B.2∶3C.4∶9D.9∶16【例4】长为L 的细线,拴一质量为m 的小球,小球的一端固定于O 1点,让其在水平面内作匀速圆周运动,形成圆锥摆,如图所示,求摆线与竖直方向成θ时: (1)摆线中的拉力大小(2)小球运动的线速度的大小 (3)小球做匀速圆周运动的周期2、训练练习1、做匀速圆周运动的物体,它所受到的向心力的大小必定与( ) A .线速度平方成正比 B .角速度平方成正比C .运动半径成反比D .线速度和角速度的乘积成正比练习2、一小球质量为m ,用长为L 的悬线固定于O 点,在O 点的正下方L/2处钉有一根长钉,把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球,当悬线碰到钉子的瞬间 ( ) A .小球的向心加速度突然增大 B .小球的角速度突然增大 C .小球的速度突然增大 D .悬线的张力突然增大图2练习3、如图所示,长度为l = 1m 的轻绳,系一小球在竖直平面内做圆周运动,小球的质量为m = 5kg ,小球半径不计,小球通过最低点时的速度大小为v = 20m/s ,试求:小球在最低点的向心加速度和小球在最低点所受绳子的拉力.(g 取10 m/s 2)【纲要信号】 一、向心力1.向心力的概念 2.向心力的表达式3.向心力的特点(方向、效果) 二、变速圆周运动和一般曲线运动 1.变速圆周运动特点2.一般曲线运动的处理方法 【作业】1、关于圆周运动,下列说法正确的是( ) A .做圆周运动的物体所受到的合力一定指向圆心 B .做匀速圆周运动的物体所受到的合力一定指向圆心 C .做圆周运动的物体受到的向心力不一定指向圆心D .做非匀速圆周运动的物体受到的合力一定不指向圆心2、质量为m 的物块,沿着半径为R 的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直固定放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为V ,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时,下列说法正确的是( )A. 受到向心力为R v m mg 2+B. 受到的摩擦力为 R v m 2μC. 受到的摩擦力为μ(Rv m mg 2+) D. 受到的合力方向斜向左上方3、一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M 向N 行驶,速度逐渐减小。
高中物理【向心力的分析及表达式的应用】学案及练习题学习目标要求核心素养和关键能力1.理解向心力的概念,会分析向心力的来源。
2.掌握向心力大小的表达式,并会应用公式进行有关的计算。
3.能够建立圆周运动模型分析向心力的来源。
1.科学思维:(1)控制变量法分析讨论问题。
(2)微元的思想。
(3)实际问题模型化。
2.关键能力:(1)数学方法的应用。
(2)建模能力。
一 向心力1.定义:做匀速圆周运动的物体所受的指向圆心的合力。
2.大小:F n =m v 2r或F n =mω2r 。
3.方向:始终指向圆心,与线速度方向垂直。
4.来源(1)向心力是根据力的作用效果命名的。
(2)匀速圆周运动中向心力是由某个力或者几个力的合力提供的。
5.作用:改变线速度的方向。
二 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点1.变速圆周运动的合力不等于向心力,合力产生两个方向的效果,如图所示。
(1)跟圆周相切的分力F t :改变线速度的大小。
(2)指向圆心的分力F n :改变线速度的方向。
2.一般的曲线运动的处理方法(1)一般的曲线运动:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动。
(2)处理方法:可以把曲线分割为许多很短的小段,质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分,分析质点经过曲线上某位置的运动时,可以采用圆周运动的分析方法来处理。
授课提示:对应学生用书第39页对向心力的理解如图所示,在线的一端系一个小球(请注意不要用较轻的球,如塑料球等),另一端牵在手中。
将手举过头顶,使小球在水平面内做圆周运动。
(1)运动中的小球受哪些力的作用?这些力的作用效果是什么?(2)改变小球转动的快慢、线的长度或球的质量,小球对手的拉力如何变化?提示:(1)运动中的小球受重力和绳子的拉力作用。
这两个力的合力提供小球做圆周运动的向心力。
(2)小球转动的越快,向心力越大,小球对手的拉力越大;线越长,向心力越大,小球对手的拉力越大;小球的质量越大,向心力越大,小球对手的拉力越大。
6.3 向心加速度1.基础达标练一、单选题(本大题共10小题)1. 做匀速圆周运动的物体,一定不发生变化的物理量是( )A. 速率B. 速度C. 合力D. 加速度【答案】A【解析】解:做匀速圆周运动的物体,一定不发生变化的物理量是速率,速度、合力、加速度的方向都时刻改变,故A正确,BCD错误;故选:A。
本题根据匀速圆周运动的物理量特征,结合选项,即可解答。
本题解题关键是掌握匀速圆周运动的物体,速度、合力、加速度的方向都时刻改变。
2. 关于向心加速度下列说法正确的是( )A. 向心加速度是描述物体速度大小改变快慢的物理量B. 向心加速度是描述物体速度方向改变快慢的物理量C. 向心加速度是描述物体速度改变快慢的物理量D. 向心加速度的方向始终指向圆心,所以其方向不随时间发生改变【答案】B【解析】向心加速度只改变速度的方向,不改变速度大小,向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢,因此明确向心加速度的物理意义即可正确解答本题.解决本题的关键掌握向心加速度只改变速度的方向,不改变速度大小,向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢.属于基础题.解答:A、、向心加速度时刻与速度方向垂直,不改变速度大小,只改变速度方向,所以向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量,故A错误,B正确;C、向心加速度时刻指向圆心,方向随时间发生改变,C错误;D、由于B正确,故D错误;3. 关于做匀速圆周运动的物体的向心加速度,下列说法正确的是( )A. 向心加速度大小与轨道半径成正比B. 向心加速度大小与轨道半径成反比C. 向心加速度方向与向心力方向不一致D. 向心加速度指向圆心【答案】D【解析】解:、公式可知,当线速度一定时,加速度的大小与轨道半径成反比;由公式可知,当角速度一定时,加速度的大小与轨道半径成正比。
故AB没有控制变量;故AB均错误;C、由牛顿第二定律可知,向心加速度与向心力的方向一致;故C错误;D、向心力始终指向圆心;故D正确;公式及公式均可求解加速度,根据控制变量法分析加速度与半径的关系;匀速圆周运动物体其合外力指向圆心,大小不变,方向时刻变化;而向心加速度方向与合力方向相同。
5.7《向心力与向心加速度习题》导学案寄语:在学习中寻找自信,在学习中寻找快乐。
练习题一、选择题:1.(A级题)下列关于匀速圆周运动的说法,正确的是()A.它是变速运动 B.其加速度不变C.其角速度不变 D.周期越大,物体运动得越快2.(A级题)下列关于圆周运动的说法正确的是()A.做匀速圆周运动的物体,所受的合外力一定指向圆心B.做匀速圆周运动的物体,其加速度可能不指向圆心C.作圆周运动的物体,其加速度不一定指向圆心D.作圆周运动的物体,所受合外力一定与其速度方向垂直3.(A级题)下列关于向心力的说法中,正确的是()A.做匀速圆周运动的质点会产生一个向心力B.做匀速圆周运动的质点所受各力中包括一个向心力C.做匀速圆周运动的质点所受各力的合力是向心力D.做匀速圆周运动的质点所受的向心力大小是恒定不变的4.(A级题)下列关于向心加速度的说法中,正确的是()A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B.向心加速度的方向保持不变C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的D.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化5.(B级题)如图所示,一圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一木块,当圆盘匀速转动时,木块随圆盘一起运动,那么()A、木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心B、木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心C、因为木块与圆盘一起做匀速转动,所以它们之间没有摩擦力D、因为摩擦力总是阻碍物体运动的,所以木块受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块运动方向相反6.(B级题)小球m用细线通过光滑水平板上的光滑小孔与砝码M相连,且正在做匀速圆周运动。
如果适当减少砝码个数,让小球再做匀速圆周运动,则小球有关物理量的变化情况是()A.向心力变小B.圆周半径变小C.角速度变小 D.线速度变小7.(B级题)匀速转动的水平转盘上有一相对转盘静止的物体,则物体相对于转盘的运动趋势是()A.沿圆周切线方向B.沿半径指向圆心C.沿半径背离圆心 D.没有相对运动趋势8.(C级题)水平圆盘绕竖直中心轴匀速转动,一小木块放在圆盘上随盘一起转动,且木块相对于圆盘保持静止,如图所示.以下各说法中正确的是()A.木块做匀速圆周运动,运动中所受摩擦力方向与其线速度方向相反B .木块质量越大,就越不容易在圆盘上滑动C .木块到转轴的距离越大,就越容易在盘上滑动D .圆盘转动的周期越小,木块就越容易在盘上滑动9.(C 级题)在光滑的水平面上,放一根原长为l 的轻质弹簧,一端固定,另一端系一个小球。
向心力综合练习题21.如图,两个悬于同一悬点O,且在同一水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆A和B,它们的质量相等,摆线长之比LA:LB=3:2,则两圆锥摆的周期之比为TA:TB= 。
2.如图所示,两根长度相同的细绳,连接着相同的两个小球,让它们在光滑水平面内做匀速圆周运动,其中O为圆心,两段绳子在同一直线上,此时,两段绳子受到的拉力之比T1:T2为()A.1:1B.2:1C.3:2D.3:13.在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低。
如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些。
汽车的运动可看作是做半径为R的在水平面内的圆周运动。
设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g。
要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于()4.如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上,两者用长为L的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦均为各自重力的k倍,A放在距离转轴L处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动,开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大。
(1)若细线上没有张力,圆周转动的角速度ω应满足什么条件?(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?5.如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上有一根长为L=0.8m的轻质细绳,细绳一端固定在O点,另一端系一质量为m=0.2kg且可看成质点的小球,小球在斜面上做圆周运动。
已知重力加速度g取10m/s2。
(1)求小球通过最高点A的最小速度;(2)若细绳能承受的最大拉力为Fmax=13N,求小球在最低点B的最大速度。
6.如图所示,用两根轻绳系住一个质量为m=1kg的小球,两根绳子的另一端分别固定于竖直转动轴的A、B两处,上面绳长l=2m,两绳拉直时与轴的夹角分别为α=30°和β=45°,当球随转轴转动而以角速度ω=3rad/s做匀速圆周运动时两绳均处于绷直状态。
第六章第二节请同学们认真完成[练案6]合格考训练(25分钟·满分60分)一、选择题(本题共7小题,每题7分,共49分)1.(2020·黑龙江牡丹江一中高一下学期期中)关于向心力的说法正确的是(D)A.物体由于做圆周运动而产生了向心力B.向心力就是物体受到的合外力C.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D.向心力不改变圆周运动物体速度的大小解析:物体做圆周运动就需要向心力,向心力是由外界提供的,不是物体本身产生的,故A错误;匀速圆周运动中合力提供向心力,变速圆周运动中合力与向心力不一定相等,故B错误;向心力始终指向圆心,方向时刻在改变,则向心力是变化的,故C错误;向心力的方向与速度方向垂直,不改变速度的大小,只改变速度的方向,故D正确。
2.(2020·河北定州中学高一下学期检测)如图所示,某物体沿14光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中,物体的速率逐渐增大,则(D)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OC.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)解析: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。
3.如图所示,一圆柱形容器绕其轴线匀速转动,内部有A、B两个物体,均与容器的接触面间始终保持相对静止。
当转速增大后(A 、B 与容器接触面间仍相对静止),下列说法正确的是( D )A .两物体受到的摩擦力都增大B .两物体受到的摩擦力大小都不变C .物体A 受到的摩擦力增大,物体B 受到的摩擦力大小不变D .物体A 到的摩擦力大小不变,物体B 受到的摩擦力增大解析:容器绕其轴线转动时,两个物体随容器一起转动,以A 为研究对象,在水平方向上,容器施加的弹力提供A 做圆周运动的向心力;在竖直方向,重力和静摩擦力平衡,所以当转速增大后,物体A 受到的摩擦力大小保持不变。
一、选择题1、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F f的图是( )2、关于向心加速度,下列说法正确的是()A.向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量B.向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量C.向心加速度是描述角速度变化快慢的物理量D.向心加速度的方向始终保持不变3、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,物体所受向心力是A.重力 B.弹力C.静摩擦力 D.滑动摩擦力4、关于向心力的说法正确的是()A.物体由于作圆周运动而产生一个向心力B.向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小C.做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受合外力D.做匀速圆周运动的物体的向心力是个恒力5、在匀速圆周运动中,下列关于向心加速度的说法,正确的是 ( )A.向心加速度的方向保持不变 B.向心加速度是恒定的C.向心加速度的大小不断变化 D.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直6、在水平路面上转弯的汽车,向心力来源于()A.重力与支持力的合力 B.滑动摩擦力C.重力与摩擦力的合力 D.静摩擦力7、如图所示,质量相等的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上,两物块始终相对于圆盘静止,则两物块()A.线速度相同 B.向心力相同C.向心加速度相同 D.角速度相同8、如图所示装置绕竖直轴匀速旋转,有一紧贴内壁的小物体,物体随装置一起在水平面内匀速转动的过程中所受外力可能是A.重力、弹力、向心力 B.重力、弹力、滑动摩擦力C.下滑力、弹力、静摩擦力D.重力、弹力、静摩擦力9、甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2 ,转动半径之比为1∶2 ,在相等时间里甲转过60O,乙转过45°,则它们所受外力的合力之比为A.1∶4 B.4∶9 C.2∶3 D.9∶1610、如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量不等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则( )A.球A的角速度一定大于球B的角速度B.球A的线速度一定大于球B的线速度C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力11、自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分,且半径R B=4R A、R C=8R A,如图所示.正常骑行时三轮边缘的向心加速度之比a A∶a B∶a C等于A.1∶1∶8B.4∶1∶4C.4∶1∶32D.1∶2∶412、如图3所示,在光滑水平面上,质量为m的小球在细线的拉力作用下,以速度v做半径为r的匀速圆周运动. 小球所受向心力F的大小为A.B.C.mvr D.mvr213、如图所示,一条绷紧的皮带连接两个半径不同的皮带轮.若皮带轮做匀速转动,两轮边缘的N、P两点()A.角速度相同B.转动周期相同C.线速度大小相同D.向心加速度大小相同14、如图所示的皮带传动装置,主动轮1的半径与从动轮2的半径之比R1∶R2 = 2∶1,A、B分别是两轮边缘上的点,假设皮带不打滑,则下列说法正确的是()A.A、B两点的线速度之比为vA∶vB = 1∶2B.A、B两点的角速度之比为ωA∶ωB = 2∶1C.A、B两点的加速度之比为aA∶aB = 1∶2D.A、B两点的加速度之比为aA∶aB = 2∶115、如图所示,物块m随转筒一起以角速度ω做匀速圆周运动,以下描述正确的是:A.物块受到重力、弹力、摩擦力和向心力的作用B.若角速度ω增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动,那么木块所受弹力增大C.若角速度ω增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动,物块所受摩擦力增大D.若角速度ω增大而且物块仍然随转筒一起做匀速圆周运动,物块所受摩擦力不变16、一根原长为20cm的轻质弹簧,劲度系数k=20 N/m,一端拴着一个质量为1 kg的小球,在光滑的水平面上绕另一端做匀速圆周运动,此时弹簧的实际长度为25 cm,如图所示.求:(1)小球运动的线速度为多大?(2)小球运动的周期为多大?17、如图所示,小物体m与水平圆盘保持相对静止,随盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况是()A.受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用B.摩擦力的方向始终指向圆心OC.重力和支持力是一对平衡力D.摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力18、A、B两个质点,分别做匀速圆周运动,在相等时间内它们通过的弧长比SA:SB=4:3,转过的圆心角比θA:θB=3:2。
高中物理必修二向心加速度练习题含答案学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________1. 做匀速圆周运动物体的加速度()A.只改变速度的大小,不改变速度的方向B.只改变速度的方向,不改变速度的大小C.既改变速度的大小,又改变速度的方向D.不改变速度的大小,也不改变速度的方向2. 同一物体分别在北京和广州随地球自转,关于它分别在两地的向心加速度,下列说法正确的是()A.它们的方向都沿半径指向地心B.它们的方向都在平行于赤道的平面内指向地轴C.北京的向心加速度比广州的向心加速度大D.北京的向心加速度比广州的向心加速度一样大3. 物体做曲线运动时,其加速度()A.可能等于零B.一定不等于零C.一定改变D.一定不变4. 关于向心加速度,下列说法正确的是()A.匀速圆周运动不属于匀速运动知,匀速圆周运动的向心加速度恒定B.由a n=v2rC.向心加速度越大,物体速率变化越快D.做圆周运动的物体,加速度方向时刻指向圆心5. 一个运动员沿着半径为32m的圆弧跑道以8m/s的速度匀速率奔跑,则,运动员的加速度大小和方向正确的是()A.0.25m/s2,指向切线B.0.25m/s2,指向圆心C.2m/s2,指向切线D.2m/s2,指向圆心6. 关于质点做匀速圆周运动,下列说法正确的是()可知,a与r成反比A.由a=v2rB.由a=ω2r可知,a与r成正比C.由ω=vr可知,ω与r成反比D.由ω=2πT可知,ω与T成反比7. 电风扇做匀速转动时,下列各图中能正确描述电风扇叶片上各点的向心加速度与半径大小关系的是()A. B.C. D.8. 光盘驱动器在读取内圈数据时,以恒定线速度方式读取.而在读取外圈数据时,以恒定角速度的方式读取.设内圈内边缘半径为R1,内圈外边缘半径为R2,外圈外边缘半径为R3.A、B、C分别为内圈内边缘、内圈外边缘和外圈外边缘上的点.则读取内圈上A点时A点的向心加速度大小和读取外圈上C点时C点的向心加速度大小之比为()A.R12 R2R3B.R1R3R22C.R2R3R12D.R22R1R39. 如图所示,自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分,且半径R B=4R A、R C=8R A,如图所示。
6.3 向心加速度【四大题型】【人教版2019】【题型1 对向心加速度的理解】 ........................................................................................................................... 1 【题型2 向心力与向心加速度的关系】 ............................................................................................................... 3 【题型3 圆周运动的动力学问题】 ....................................................................................................................... 4 【题型4 圆锥摆模型】 . (6)知识点1:对向心加速度的理解1.物理意义:描述做圆周运动的物体速度方向改变快慢的物理量.2.方向:总是指向圆心,即向心加速度的方向与速度方向垂直,时刻在变化,因此匀速圆周运动是变加速曲线运动.3.表达式:a n =v 2r =ω2r =4π2T2r =ωv(1)公式a n =v 2r 中,当速度v 不变时,a n 与r 成反比;(2)公式a n =ω2·r 中,当角速度不变时,a n 与r 成正比. 知识点2:向心加速度公式的理解及有关计算 向心加速度公式a =v 2r =ω2r =4π2T2r =ωv1.根据题目中所给的条件,灵活选取a n 的表达式,既可以减少运算又能顺利地求解问题.例:若已知或要求量为v ,则选a =v 2r,若已知或要求量为ω,则选a =ω2r .2.向心加速度的每个公式都涉及三个物理量的变化关系,所以必须在某一物理量不变时,才可以判断另外两个物理量之间的关系.在v 一定的情况下,可认为物体的向心加速度a n 与r 成反比;而在ω一定的情况下,可认为物体的向心加速度a n 与r 成正比.知识点3:圆周运动中的动力学问题 解决圆周运动的一般步骤:(1)确定做圆周运动的物体为研究对象.明确圆周运动的轨道平面、圆心位置和半径.(2)对研究对象进行受力分析,画出受力示意图.运用平行四边形定则或正交分解法求出外界提供的向心力F n .(3)抓住所给的已知条件,是线速度v 、角速度ω、还是周期T ,根据向心力公式F N =m v 2r =mω2r =m 4π2T 2r=mvω选择适当形式确定物体所需要的向心力. (4)根据题意由牛顿第二定律及向心力公式列方程求解.【题型1 对向心加速度的理解】【例1】“旋转纽扣”是一种传统游戏。
第六节 向心力
班级 姓名 学号
一、选择题
1.关于向心力,下列说法正确的是( )
A.向心力是一种效果力
B.向心力是一种具有某种性质的力
C.向心力既可以改变线速度的方向,又可以改变线速度的大小
D.向心力只改变线速度的方向,不改变线速度的大小
2.用细线悬吊着一个质量为m的小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直方向夹角为
α,线长为L,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.小球受重力、拉力、向心力
B.小球受重力、拉力
C.小球的向心力大小为mgtanα
D.小球的向心力大小为mg/cosα
3.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同的时间
里甲转过60°,乙转过45°,则它们的向心力之比为( )
A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16
4.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圆周运动,若OB绳上的拉力为F1,
AB绳上的拉力为F2,OB=AB,则( )
A.F1∶F2=2∶3
B.F1∶F2=3∶2
C.F1∶F2=5∶3
D.F1∶F2=2∶1
5.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小.图中分别画出了汽车转弯
时所受合力F的四种方向,正确的是( )
6.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相当于游客重力的( )
A.1倍 B.2倍 C.3倍 D.4倍
7.我们经常在电视中看到男、女花样滑冰运动员手拉手在冰面上旋转并表演各种优美动作.现有
甲、乙两名花样滑冰运动员,M甲=80 kg,M乙=40 kg,他们面对面拉着弹簧测力计各自以他
们连线上某一点为圆心做匀速圆周运动,若两人相距0.9 m,弹簧测力计的示数为600 N,则( )
A.两人的线速度相同,为0.4 m/s
B.两人的角速度相同,为5.0 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,甲的半径是0.3 m、乙的半径是0.6 m
8.如右图所示,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ω,则杆的上端受到球
对其作用力的大小为( )
A.mω2R
B.mg2-ω4R2
C.mg2+ω4R2
D.不能确定
9.如图所示某物体沿14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( )
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)
10.质量分别为M和m的两个小球,分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上,当转轴稳定转动时,
拴M和m的悬线与竖直方向夹角分别为α和β,如图所示,则( )
A.cosα=cosβ2
B.cosα=2cosβ
C.tanα=tanβ2
D.tanα=tanβ
11.如图所示,光滑杆偏离竖直方向的夹角为θ,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ω1时,小球旋转平面在A处;当杆角速度为ω2时,小球
旋转平面在B处,设球对杆的压力为FN,则有( )
A.FN1>F
N2
B.FN1=FN2
C.ω1<ω2
D.ω1>ω2
12.如图所示,在水平转台上放一个质量M=2 kg的木块,它与转台间最大
静摩擦力Fmax=6.0 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m=1.0 kg的物体,当转台以角速度ω=5 rad/s匀速
转动时,木块相对转台静止,则木块到O点的距离可以是(g取10 m/s2,
M、m均视为质点)( )
A.0.04 m B.0.08 m C.0.16 m D.0.32 m
13.如图所示,质量为m的滑块与轨道间的动摩擦因数为μ,当滑块从A滑到B的过程中,受到的
摩擦力的最大值为Fμ,则( )
A.Fμ=μmg B.Fμ<
μmg
C.Fμ>μmg D.无法确定Fμ的值
二、计算题
15.甲乙两球都做匀速圆周运动,甲球的质量是乙球的3倍,甲球在半径为25 cm的圆周上运动,
乙球在半径为16 cm的圆周上运动,在1 min内,甲球转30转,乙球转75转,求甲球所受向
心力与乙球所受向心力之比?
16.汽车起重机用5米长的钢绳吊着1吨的重物以2米/秒的速度水平匀速行驶,如果汽车突然停
车,则在一瞬间钢绳受的拉力比匀速行驶时增加了多少?
17.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ω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θ.不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度ω
与夹角θ的关系.
18.如图所示,小球沿光滑的水平面冲上一光滑的半圆形轨道,轨道半径为R,小球在轨道的最高
点对轨道压力等于小球的重力,求:
(1)小球离开最高点时的速度大小;
(2)小球离开轨道落到地面上,小球的水平位移是多少?
(3)小球落地时速度为多大?
19.如图所示,在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球,圆锥顶角为2θ,当圆锥和
球一起以角速度ω匀速转动时,球压紧锥面.此时绳的张力是多少?若要小球离开锥面,则小
球的角速度至少为多少?