人教版高中物理必修二向心力同步练习(2)
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2向心力A级必备知识基础练1.(2021山东威海月考)假设一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动,则关于老鹰受力的说法正确的是()A.老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用B.老鹰受重力和空气对它的作用力C.老鹰受重力和向心力的作用D.老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用2.一箱土豆在水平转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动,其中一个处于中间位置的土豆质量为m,它到转轴的距离为R,重力加速度为g,则其他土豆对该土豆的作用力为()A.mgB.mω2RC.√(mg)2+(mω2R)2D.√(mg)2-(mω2R)23.如图所示,将完全相同的两小球A、B用长L=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向右匀速运动的小车顶部,两球分别与小车前后壁接触。
由于某种原因,小车突然停止运动,此时悬线的拉力之比F B∶F A为(g取10m/s2)()A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶44.如图所示,质量为m的小球用细线悬于B点,使小球在水平面内做匀速圆周运动,重力加速度为g。
若悬挂小球的细线长为l,细线与竖直方向的夹角为θ,小球做匀速圆周运动的角速度为ω,下列说法错误的是()A.小球做圆周运动的向心力大小为mg tanθB.细线对小球的拉力为mgcosθC.小球的向心力为mω2lD.小球做圆周运动的周期为2πω5.(2021北京密云检测)如图甲所示为用向心力演示器验证向心力公式的实验示意图,图乙为俯视图。
图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定,且a、b轮半径相同。
a、b两轮在皮带的传动下匀速转动。
(1)两槽转动的角速度ωA(选填“>”“=”或“<”)ωB。
(2)现有两个质量相同的钢球,①球放在A槽的边缘,②球放在B槽的边缘,它们到各自转轴的距离之比为2∶1。
则钢球①、②的线速度大小之比为;受到的向心力大小之比为。
6.(2021云南曲靖高一月考)如图所示,小球通过细线绕O点在光滑水平面上做匀速圆周运动。
已知小球质量m=0.50kg,角速度ω=2rad/s,细线长L=0.20m。
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。
《第2节科学探究:向心力》同步练习一、基础巩固知识点1 向心力概念的理解1.(多选)[2022河南省南阳市一中月考]下列关于向心力的说法正确的是 ()A.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B.向心力是沿着半径指向圆心方向的力C.向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,向心力是一个恒力D.向心力只改变物体线速度的方向,不能改变物体线速度的大小2.[2022河南郏县实验高中期中考试]一段内径均匀内表面光滑的圆弧形水管置于水平面上,当管道中通有流量稳定的水流时,水流方向由a流向b,则下列各图关于水流对管道的作用力方向正确的是 ()知识点2 探究影响向心力大小的因素3.[2022广东广雅中学期中考试]某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。
转动手柄,可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。
塔轮自上而下有三层,每层左、右半径之比分别是1∶1、2∶1和3∶1。
左、右塔轮通过皮带连接,并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。
实验时,将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A(或B)处,A、C到左、右塔轮中心的距离相等,两个小球随塔轮做匀速圆周运动,向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的。
A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.演绎法(2)如图所示,实验中某同学把两个质量相等的小球放在A、C位置,将皮带处于左、右两边半径不等的塔轮上,转动手柄,观察左、右标尺的刻度。
这是在探究向心力大小F与(填选项前的字母)。
A.质量m的关系B.半径r的关系C.角速度ω的关系(3)若与皮带连接的左、右两个变速塔轮半径之比为3∶1,则标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力之比为(填选项前的字母)。
A.3∶1B.1∶3C.9∶1D.1∶9知识点3 利用向心力公式进行计算4.[2022广东深圳中学期中考试]如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动,座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,则座舱 ()A.运动周期为2πRωB.在与转轴水平等高处受摩天轮作用力的大小为mgC.线速度的大小为ω2RD.所受合力的大小始终为mω2R5.游乐场的悬空旋转椅结构如图甲所示,一个游客通过长L=10 m的轻绳悬挂在半径R=4 m的水平圆形转盘的边缘。
专项2 圆周运动的动力学问题1.(多选)如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动.座舱的质量为m ,运动半径为R ,角速度大小为ω,重力加速度为g ,则座舱 ( )A .运动的周期为2πRωB .线速度的大小为ωRC .受摩天轮作用力的大小始终为mgD .所受合力的大小始终为m ω2R2.[2024·福建福州四中高一下期中]将一平板折成如图所示形态,AB 部分水平且粗糙,BC 部分光滑且与水平方向成θ角,板绕竖直轴OO′匀速转动,放在AB 板E 处和放在BC 板F 处的物块均刚好不滑动,两物块到转动轴的距离相等,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,则物块与AB 板的动摩擦因数为 ( )A .μ=tan θB .μ=1tan θC .μ=sin θD .μ=cos θ3.如图,一同学表演荡秋千.已知秋千的两根绳长均为10 m ,该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg .绳的质量忽视不计.当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8 m /s ,此时每根绳子平均承受的拉力约为 ( )A .200 NB .400 NC .600 ND .800 N4.[2024·河南许昌高一下期中]如图所示,光滑水平面上,轻绳连接的甲、乙两小球始终在一条直线上绕共同的圆心O 做匀速圆周运动,甲、乙两球视为质点,轻绳的长度为L ,不计空气的阻力,下列说法正确的是( )A .若甲、乙两球质量之比为k∶1,则甲、乙两球的周期之比为k∶1B .若甲、乙两球质量之比为k∶1,则甲、乙两球到圆心O 的距离之比为k∶1C .若甲、乙两球质量之比为k∶1,相等时间内甲、乙两球走过的弧长之比为k∶1D .若甲、乙两球的质量分别为m 、2m ,甲球的角速度为ω,则轻绳的拉力为23mω2L5.[2024·四川南充高级中学高一下月考]如图所示,在粗糙水平木板上放一个物块,使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,ab 为水平直径,cd 为竖直直径,在运动中木板始终保持水平,物块相对于木板始终静止,则( )A .物块始终受到三个力作用B .物块受到的合外力始终指向圆心C .在c 、d 两个位置,物块所受支持力F N 相同,摩擦力F f 为零D .在a 、b 两个位置物块所受摩擦力供应向心力,支持力F N =06.[2024·安徽太和一中高一下期末](多选)如图所示,半径为R 的半球形容器固定在水平转台上,转台绕过容器球心O 的竖直轴线以角速度ω匀速转动.质量不同的小物块A 、B 随容器转动且相对器壁静止,A 、B 和球心O 点连线与竖直方向的夹角分别为α和β,α>β.则( )A .当B 所受摩擦力为零时,其角速度为ωB =gR cos βB .若A 不受摩擦力,则整体转动的角速度为ωA =gR cos αC .A 、B 受到的摩擦力可能同时为零D .若ω增大,A 、B 受到的摩擦力可能都增大专项2 圆周运动的动力学问题 [提实力]1.答案:BD解析:依据匀速圆周运动周期公式可得T =2πω,A 错误;依据v =ωr ,可知座舱的线速度大小v =ωR ,B 正确;当座舱在最低点时,座舱受到摩天轮的作用力大于重力,C 错误;座舱做匀速圆周运动,合力供应向心力,即F n =mω2R ,D 正确.2.答案:A解析:设两物体到竖直轴OO ′的距离均为r ,平板转动的角速度为ω,对BC 部分上的物块受力分析,重力和支持力的合力供应向心力,且合力方向水平向左,有m 1g tan θ=m 1ω2r ,对AB 部分上的物块受力分析,最大静摩擦力供应向心力,即μm 2g =m 2ω2r ,联立解得E 处的物块与AB 板的动摩擦因数μ=tan θ,故A 正确.3.答案:B解析:设当该同学荡到秋千支架正下方时每根绳子的拉力为F T ,对该同学和秋千踏板组成的整体进行受力分析,结合牛顿其次定律有F 合=2F T -mg =m v 2l,若重力加速度取10 m/s 2,则解得F T =410 N ,B 正确.4.答案:D解析:两球做匀速圆周运动,相等时间内转过的角度相等,则甲、乙的角速度和周期相同,两球的周期之比为1∶1,故A 错误;甲、乙两球的向心力都是由绳的拉力供应且大小相等,有m 甲ω2r 甲=m 乙ω2r 乙,结合m 甲m 乙=k 可得r 甲r 乙=1k,即甲、乙两球到圆心O 的距离之比为1∶k ,故B 错误;由v =ωr 可得v 甲=ωr 甲、v 乙=ωr 乙,则有v 甲v 乙=r 甲r 乙=1k,即相等时间内甲、乙走过的弧长之比为1∶k ,故C 错误;若甲、乙两球的角速度为ω,质量分别为m 、2m ,设轻绳的拉力为F ,由牛顿其次定律F =mω2r 甲、F =2mω2r 乙,可得r 甲=F mω2、r 乙=F2mω2,结合r 甲+r 乙=L ,综合解得F =23mω2L ,故D 正确.5.答案:B解析:物块在最高点受重力和支持力两个力作用,靠两个力的合力供应向心力,故A 错误;物块做匀速圆周运动,靠合外力供应向心力,可知合外力始终指向圆心,故B 正确;在最高点和最低点,摩擦力为零,靠重力和支持力的合力供应向心力,在位置c ,依据牛顿其次定律得mg -F N c =m v 2R ,所以F N c <mg ,在位置d ,依据牛顿其次定律得F N d -mg =m v 2R ,所以F N d >mg ,在a 、b 两位置,重力和支持力平衡,靠静摩擦力供应向心力,故C 、D 错误.6.答案:ABD解析:当B 所受摩擦力恰为零时,物块B 和球心连线与竖直方向的夹角为β,受力如图所示,依据牛顿其次定律得mg tan β=mrω2B ,r =R sin β,解得ωB = g R cos β,选项A 正确;同理可知,若A 不受摩擦力,则整体转动的角速度为ωA =gR cos α,选项B 正确;由A 、B 选项分析可知,ωA 和ωB 不行能相等,即A 、B 受到的摩擦力不行能同时为零,选项C 错误;若ω缓慢增大,则A 、B 受到的摩擦力方向可能会发生改变,当A 、B 所受的摩擦力都沿切线向下时,随着ω增加,摩擦力都会增大,选项D 正确.。
人教版高中物理Ⅱ课后习题答案第五章:曲线运动第1节 曲线运动1. 答:如图6-12所示,在A 、C 位置头部的速度与入水时速度v 方向相同;在B 、D 位置头部的速度与入水时速度v 方向相反。
图6-122. 答:汽车行驶半周速度方向改变180°。
汽车每行驶10s ,速度方向改变30°,速度矢量示意图如图6-13所示。
图6-133. 答:如图6-14所示,AB 段是曲线运动、BC 段是直线运动、CD 段是曲线运动。
图6-14第2节 质点在平面内的运动1. 解:炮弹在水平方向的分速度是v x =800×cos60°=400m/s;炮弹在竖直方向的分速度是v y =800×sin60°=692m/s 。
如图6-15。
图6-152. 解:根据题意,无风时跳伞员着地的速度为v 2,风的作用使他获得向东的速度v 1,落地速度v 为v 2、v 1的合速度(图略),即:v xv v1vB6.4/v m s ===,速度与竖直方向的夹角为θ,tanθ=0.8,θ=38.7°3. 答:应该偏西一些。
如图6-16所示,因为炮弹有与船相同的由西向东的速度v 1,击中目标的速度v 是v 1与炮弹射出速度v 2的合速度,所以炮弹射出速度v 2应该偏西一些。
图6-164. 答:如图6-17所示。
图6-17第3节 抛体运动的规律1. 解:(1)摩托车能越过壕沟。
摩托车做平抛运动,在竖直方向位移为y =1.5m =212gt经历时间0.55t s ===在水平方向位移x =v t =40×0.55m =22m >20m 所以摩托车能越过壕沟。
一般情况下,摩托车在空中飞行时,总是前轮高于后轮,在着地时,后轮先着地。
(2)摩托车落地时在竖直方向的速度为v y =gt =9.8×0.55m/s =5.39m/s 摩托车落地时在水平方向的速度为v x =v =40m/s 摩托车落地时的速度:/40.36/v s m s == 摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为θ, tanθ=vx /v y =405.39=7.422. 解:该车已经超速。
曲线运动课时1 曲线运动例题推荐1.关于曲线运动速度的方向,下列说法中正确的是( )A.在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变B.质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的,它在某一点的瞬时速度的方向与这—点运动的轨迹垂直C.曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向就是在曲线上的这—点的切线方向D.曲线运动中速度的方向是不断改变的,但速度的大小不变2.物体做曲线运动的条件为( )A.物体运动的初速度不为零B.物体所受的合外力为变力C.物体所受的合外力的方向上与速度的方向不在同一条直线上D.物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同—条直线上3.如图5—1-1所示,物体在恒力作用下沿曲线从A运动到B,这时它所受的力突然反向。
大小不变。
在此力作用下,物体以后的运动情况中,可能的是( )A.沿曲线Ba运动B.沿曲线Bb运动C.沿曲线Bc运动D.沿曲线由B返回A练习巩固4.关于曲线运动。
下列说法中正确的是( ) A.变速运动—定是曲线运动B.曲线运动—定是变速运动C.速率不变的曲线运动是匀速运动D.曲线运动也可以是速度不变的运动5.图5-1-2所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点).A、B、C为曲线上的三点,关于铅球在B点的速度方向,说法正确的是( ) A.为AB的方向B.为BC的方向C.为BD的方向D.为BE的方向6.做曲线运动的物体,在其轨迹上某一点的加速度方向( )A.为通过该点的曲线的切线方向B.与物体在这一点时所受的合外力方向垂直C. 与物体在这一点速度方向一致D.与物体在这一点速度方向的夹角一定不为零7.一人造地球卫星以恒定的速率绕地球表面做圆周运动时,在转过半周的过程中,有关位移的大小说法正确的是( )A. 位移的大小是圆轨道的直径B.位移的大小是圆轨道的半径C,位移的大小是圆周长的一半D.因为是曲线运动所以位移的大小无法确定8.一个做匀速直线运动的物体,突然受到一个与运动方向不在同一直线上的恒力作用时,物体运动为( )A.继续做直线运动B.一定做曲线运动C.可能做直线运动,也可能做曲线运动D.运动的形式不能确定9.自行车场地赛中,当运动员绕圆形赛道运动一周时,下列说法中正确的是( )A.运动员通过的路程为零B.运动员速度的方向一直没有改变C.由于起点和终点的速度方向没有改变,其运动不是曲线运动D.虽然起点和终点的速度方向没有改变,其运动还是曲线运动10.一个物体以恒定的速率做圆周运动时( ) A.由于速度的大小不变,所以加速度为零B.由于速度的大小不变,所以不受外力作用c.相同时间内速度方向改变的角度相同D.相同时间内速度方向改变的角度不同11,如果物体所受的合外力跟其速度方向____________物体就做直线运动.如果物体所受的合外力跟其速度方向__________________物体就做曲线运动.12.物体做曲线运动时,在某段时间内其位移的大为L,通过的路程为s,必定有L ________(填“大于”、“小于”或“等于”)s.·课时 2 运动的合成和分解例题推荐1.一人游泳渡河以垂直河岸不变的速度(相对水)向对岸游去,河水流动速度恒定.下列说法中正确的是( ) A,河水流动速度对人渡河无任何影响B.游泳渡河的路线与河岸垂直C.由于河水的流动的影响,人到达对岸的时间与静水中不同D.由于河水的流动影响,人到达对岸的位置,向下游方向偏移2,如图5-2-1所示,某船在河中向东匀速直线航行,船上的人正相对于船以0.4m/s的速度匀速地竖直向上升起一面旗帜,当他用20s升旗完毕时,船行驶了9m,那么旗相对于岸的速度大小是多少?3.飞机以恒定的速度俯冲飞行,已知方向与水平面夹角为300,水平分速度的大小为200km/h.求:(1)飞机的飞行速度;(2)飞机在1min内下降的高度练习巩固4.如果两个不在同一直线上的分运动都是匀速直线运动,对其合运动的描述中,正确的是( ) A.合运动一定是曲线运动B.合运动一定是直线运动C.合运动是曲线运动或直线运动D.当两个分运动的速度数值相等时,合运动为直线运动5.一船以恒定的速率渡河,水流速度恒定(小于船速).要使船垂直到达对岸,则( )A.船应垂直河岸航行B.船的航行方向应偏向上游一侧C.船不可能沿直线到达对岸D.河的宽度一定时,船到对岸的时间是任意的6。
高中物理必修二向心加速度同步练习含答案卷I(选择题)一、选择题(本题共计 10 小题,每题 3 分,共计30分,)1. A,B两小球都在水平面上做匀速圆周运动,A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍,A的转速为30r/min,B的转速为15r/min.则两球的向心加速度之比为()A.1∶1B.2∶1C.4∶1D.8∶12. 下列关于向心加速度的说法中正确的是()A.它描述的是做圆周运动物体速率改变的快慢B.它描述的是线速度方向变化的快慢C.它描述的是角速度变化的快慢D.匀速圆周运动的向心加速度不变3. 下列关于匀速圆周运动的向心加速度的说法中,不正确的是()A.它的方向始终与线速度方向垂直B.它的大小是不断变化的C.它描述了线速度方向变化的快慢D.它的大小可以通过公式a=v2r计算4. 一个物体做匀速圆周运动,关于其向心加速度的方向,下列说法中正确的是()A.与线速度方向相同B.与线速度方向相反C.背离圆心D.指向圆心5. 如图两轮压紧,通过摩擦传动(无打滑).已知大轮半径是小轮半径的2倍,E为大轮半径的中点,C、D分别是大轮和小轮边缘上的一点,则E、C、D三点向心加速度的大小关系正确的是()A.a C=a D=2a EB.a C=2a D=2a EC.a C=a D2=a E D.a C=a D2=2a E6. 若地球半径为R,“蛟龙号”下潜深度为d,“天宫一号”轨道距离地面的高度为ℎ,地球可视为质量分布均匀的球体,质量分布均匀的球壳对球壳内物体的万有引力为零,则“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的重力加速度大小之比为()A.R−d R+ℎB.(R−d)2 (R+ℎ)2C.(R−d)(R+ℎ)2R3D.(R−d)(R+ℎ)R27. 如图所示为地球自转的示意图,同一经度、不同纬度处的地面上站着甲乙两人,他们的向心加速度()A.大小相等,方向相同B.大小不等,方向相同C.大小相等,方向不同D.大小不等,方向不同8. 下列关于向心加速度说法中,正确的是()A.向心加速度方向可能与线速度方向不垂直B.向心加速度方向可能不变C.向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量D.向心加速度是描述角速度方向变化快慢的物理量9. 关于匀速圆周运动的周期大小,下列判断正确的是()A.若线速度越大,则周期一定越小B.若角速度越大,则周期一定越小C.若半径越大,则周期一定越大D.若向心加速度越大,则周期一定越大10. 牛顿著名的“月--地”检验,有力的证明了地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星是同一性质的力,更有力的证明了引力理论的正确性.已知月球和地心的距离是地球半径的60倍,地球表面的重力加速度为g,则月球绕地球做圆周运动的向心加速度为()A.60gB.3600gC.g60D.g3600卷II(非选择题)二、填空题(本题共计 10 小题,每题 3 分,共计30分,),且当A转过60周时,11. A、B两物体分别做匀速圆周运动,已知A的半径是B的半径的34B刚好转了45周,求A、B两物体的向心加速度之比________.12. 做匀速圆周运动的物体,向心力和向心加速度的方向均指向________.13. 飞机出俯冲转为拉起的一段轨迹可以看作是一段圆弧.如果这段圆弧的半径r是800m,飞机在圆弧最低点P的速率为720km/ℎ,求飞机在P点的向心加速度是重力加速度的________倍.(g取10m/s2)14. 一物体在水平面内沿半径0.2m的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度为0.4m/s,那么,它的转速为________r/s;它的向心加速度为________ m/s2.15. 如图所示,两个摩擦传动的轮子,A为主动轮,转动的角速度为ω,已知A、B轮的半径分别是R1和R2,C点离圆心的距离为R2,则C点处的向心加速度大小为2________.16. 一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮半径是小轮半径,当大轮边上P点的向心加速度是的2倍,大轮上一点S离转轴O1的距离是半径的130.6m/s2时,大轮上的S点的向心加速度为________m/s2,小轮边缘上的Q点的向心加速度是________m/s2.17. 一物体做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,则其向心加速度大小为________.18. 任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向________,这个加速度叫向心加速度.19. 如图所示为一圆环,现让圆环以它的直径AB为轴匀速转动,则环上两点P、Q的向心加速度大小之比是________.20. 任何做匀速圆周运动的物体的加速度方向都指向________.三、解答题(本题共计 20 小题,每题 10 分,共计200分,)21. 一质点做曲线运动,如图所示,先后经过A、B、C、D四点,速度分别是v A、v B、v C、v D,加速度为a A、a B、a C、a D,试在图中标出各点的速度方向、加速度的大致方向.22. 一般自行车车轮的直径为0.7m,当自行车以5m/s的速度匀速行驶时,车轮边缘的质点相对于车轮的轴做匀速圆周运动.(1)试求车轮边缘质点的向心加速度;(2)若小轮自行车以相同速度匀速运动时,车轮边缘质点的向心加速度是大一些还是小一些?23. 如图所示,一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮半径是,当大轮边缘上P点的向心加小轮半径的两倍,大轮上的一点S与转轴的距离是半径的13速度是12m/s2时,求:(1)大轮上的S点的向心加速度是多少?(2)小轮上边缘处的Q点的向心加速度是多少?24. 如图所示,长度为L=0.5m的轻杆,一端固定质量为M=1.0kg的小球A(小球的半径不计),另一端固定在一转动轴O上.小球绕轴在水平面上匀速转动的过程中,每隔0.1s杆转过的角度为30∘.试求:小球运动的向心加速度.25. 甲,乙两汽车在水平地面上做匀速圆周运动,在相同的时间内,它们的线速度之比2:5,运动的半径之比是3:5,它们的向心加速度之比是多少?26. 长度为L=1.0m的绳,系一小球在光滑水平桌面内做圆周运动,小球的质量为M=2kg,小球半径不计,小球的速度大小为v=4m/s,试求:(1)小球的向心加速度.(2)小球对绳的拉力大小.27. 做匀速圆周运动的物体,10s内沿半径为20m的圆周运动100m,试求物体做匀速圆周运动时:(1)线速度的大小;(2)角速度的大小;(3)向心加速度的大小。
高中人教版物理必修二第五章第六节向心力同步测试一、单选题(共10题;共20分)1.如图所示,光滑水平面上,质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动.若小球运动到P点时,拉力F发生变化,下列关于小球运动情况的说法中正确的是()A. 若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动B. 若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动C. 若拉力突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动D. 若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pc做向心运动【答案】A【解析】【解答】解:A、在水平面上,细绳的拉力提供m所需的向心力,当拉力消失,物体受力合为零,将沿切线方向做匀速直线运动,故A正确.B、当拉力减小时,将沿pb轨道做离心运动,故BD错误;C、当拉力增大时,将沿pc轨道做近心运动,故C错误.故答案为:A.【分析】物体实际需要的向心力如果大于所能提供的向心力。
物体做向心运。
反之,做离心运动,如果向心力突然消失,将会沿着原来速度的方向做匀速直线运动。
2.公路上的拱形桥是常见的,汽车过桥最高点时的运动可以看做匀速圆周运动.如图所示,汽车通过桥最高点时()A. 汽车对桥的压力等于汽车的重力B. 汽车对桥的压力大于汽车的重力C. 汽车所受的合力竖直向下D. 汽车的速度越大,汽车对桥面的压力越大【答案】C【解析】【解答】解:A、对汽车受力分析,受重力和支持力,由于汽车做圆周运动,故合力提供向心力,故合力指向圆心,故竖直向下,有:mg﹣F N=m解得:F N=mg﹣m ,桥面对汽车的支持力小于重力,根据牛顿第三定律可知,对桥面的压力小于汽车的重力,故AB错误,C正确;D、根据F N=mg﹣m ,汽车的速度越大,汽车对桥面的压力越小,故D错误;故选:C【分析】作用力与反作用力大小相等方向相反;对汽车受力分析,受重力和支持力,由于汽车做圆周运动,故合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解即可.3.如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c方向沿半径指向圆心,a方向与c方向垂直.当转盘逆时针转动时,下列说法正确的是()A. 当转盘匀速转动时,P受的摩擦力方向为aB. 当转盘匀速转动时,P受的摩擦力方向为bC. 当转盘匀速转动时,P受的摩擦力方向可能为cD. 当转盘匀速转动时.P受的摩擦力方向可能为d 【答案】C【解析】【解答】当转盘匀速转动时,物体做匀速圆周运动,切向方向不受力,合力指向圆心,而物块P 的向心力是摩擦力提供的,所以当转盘匀速转动时,P受摩擦力方向为c方向,故ABD错误,C正确.故选:C.【分析】物体做匀速圆周运动,合外力提供向心力,指向圆心,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,摩擦力提供向心力.4.一架做飞行表演的飞机,在水平面内做匀速圆周运动.若已知飞机飞行轨迹为半径为3000m ,飞行的线速度为150m/s ,不可以求出的有()A. 飞机的角速度B. 飞机的向心力C. 飞机运动的周期D. 飞机的向心加速度【答案】B【解析】解答:解:A、角速度与线速度的关系是:ω=v/r,知道v和r,可以求得飞机的角速度,故A正确.B、飞机的向心力与线速度的关系是:F= ,由于飞机的质量m未知,不能求出向心力,故B错误.C、飞机运动的周期与线速度的关系是:T= ,可见,可以求出飞机的周期,故C正确.D、飞机的向心加速度与线速度的关系是:a= ,知道v和r,可以求得飞机的向心加速度,故D正确.故选:B.分析:飞机做匀速圆周运动,知道轨迹半径r和线速度v,根据其他量与这两个量的关系进行分析.5.如图所示,盘上小物体随盘做匀速圆周运动.则对小物体受力分析正确说法是()A. 小物体不受摩擦力的作用B. 小物体受摩擦力的作用,且方向指向圆心C. 小物体受摩擦力的作用,且方向与小物体运动的方向相同D. 小物体受摩擦力的作用,且方向与小物体运动的方向相反【答案】B【解析】【解答】解:物体做圆周运动向心力向心力,由静摩擦力提供,因为向心力的方向指向圆心,则静摩擦力的方向指向圆心.故B正确、ACD错误.故选:B.【分析】小物体在水平面上做圆周运动,需要的向心力沿水平方向,而小物体受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,不可能提供向心力,故只能是盘面对小物体的静摩擦力提供向心力.由向心力的来源确定静摩擦力的方向.6.如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球,在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由点B运动到点A.下列说法正确的是()A. 小球所受合力为0B. 绳子上张力T做负功C. 重力的功率P逐渐增大D. 水平拉力F逐渐减小【答案】D【解析】【解答】解:A、小球以恒定的速率在竖直平面内运动,由于合力提供向心力,则合力不为零,故A错误.B、绳子的拉链方向与速度方向始终垂直,则绳子张力不做功,故B错误.C、重力的方向与速度方向的夹角越来越大,根据P=mgvcosα知,重力的功率P逐渐减小,故C错误.D、小球做匀速圆周运动,在垂直绳子方向的合力为零,设绳子与竖直方向的夹角为θ,则:Fcosθ=mgsinθ,解得:F=mgtanθ,θ逐渐减小,则水平力F逐渐减小,故D正确.故选:D.【分析】小球做匀速圆周运动,靠合力提供向心力,根据绳子张力的方向与速度方向的关系判断张力的做功情况.根据重力与速度方向的夹角变化,判断重力的瞬时功率变化.根据垂直绳子方向合力为零,得出水平拉力F的变化.7.如图,一物体停在匀速转动圆筒的内壁上,如果圆筒的角速度增大,则()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【答案】D【解析】【解答】解:物体做匀速圆周运动,合力指向圆心,提供向心力.对物体受力分析,受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力,如图,其中重力G与静摩擦力f平衡,与物体的角速度无关,支持力N提供向心力,由N=mω2r知,当圆筒的角速度ω增大以后,向心力变大,物体所受弹力N增大,故D正确,A、B、C错误.故选:D【分析】做匀速圆周运动的物体合力等于向心力,向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供,也可以由几种力的合力提供,还可以由某一种力的分力提供;本题中物体做匀速圆周运动,合力指向圆心,对物体受力分析,受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力,合力等于支持力,提供向心力.8.如图所示,为一皮带传动装置,右轮半径为r,a为它边缘上一点;左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r。
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。
(精心整理,诚意制作)
向心力 同步练习
1、A 下述说法错误的是 ( )
A .物体在恒定合外力作用下不可能作圆周运动
B .物体在始终与速度垂直的力作用下一定作匀速圆周运动
C .光滑水平面上汽车不可能转弯
D .汽车通过拱形桥的顶端时,桥承受的压力小于汽车的重力
2、B 用长为L 的绳系住一个质量为m 的小车,使其绕绳另一端在光滑的水平面上作匀速圆
周运动,若在车上再粘一质量为m 的橡皮泥,小车仍作圆周运动,要使绳拉力不变,则可采用的方法有( )
A.保持转速不变,使绳长变为L/2
B.保持速率不变,使绳长变为2L
C.使绳长不变,速率减为原来的为1/2
D.使绳长不变,转速减为原来的为1/2
3、B 汽车在水平地面上转弯时,地面的摩擦力已达到最大,当汽车速率增为原来的2倍
时,则汽车转弯的轨道半径必须 ( )
A .减为原来的1/2 B..减为原来的1/4
C .增为原来的2倍
D .增为原来的4倍
4、B 如图所示,相同的木块A 、B 叠放在一起,放在水平转台上随圆盘一起匀速运动,它们和圆盘保持相对静止,以下说法正确的是 ( )
A .圆盘对
B 的摩擦力大于B 对A 的摩擦力
B .B 所受的向心力比A 大
C .图中A 对B 摩擦力是向左的
D .两物块所受的合力始终是相等的
5、B 如图所示,小球m 用长为L 的绳固定于O 点,在O 点下方L /2处有一钉子 B ,把绳水平拉直后无初速释放小球m ,小球到达A 点时绳子与钉子B 相遇,此时 ( )
A .小球的速度突然增加
B .小球的向心加速度突然增加
C .小球的角速度突然增加
D .悬线的张力突然增加
6、B 如图所示,球A.B 可以在光滑水平横杆上无摩擦地滑动,两球之间用一细轻线连接,m A =2m B ,当装置以角速度ω匀速转动时,两球距转轴的距离r A 和r B 保持不变,则 ( )
A .两球的向心力大小相等
B .r A =21
r B
C.两球的向心加速度大小相等
D.当ω 增大时,B 球向外侧运动
7、B如图所示,质量为M的物体内有光滑圆形轨道,现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道的竖直面内做圆周运动,A、C为圆周的最高点和最低点,B、D点是与圆心O同一水平线上的点,小滑块运动时,物体M在地面上静止不动,则物体M对地面的压力N和地面对M的摩擦力有关说法中正确的是()
A.小滑块在A点时,N>Mg,摩擦力方向向左
B.小滑块在B点时,N=Mg,摩擦力方向向右
C. 小滑块在C点时,N=(M+m)g,M与地面无摩擦
D.小滑块在D点时,N=(M+m)g,摩擦力方向向左
8、B如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动.现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是( ). A.a处为拉力,b处为拉力
B.a处分拉力,b处为推力
C.a处为推力,b处为拉力
D.a处为推力,b处为推力
9、B用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢中,如下左图所示,当车厢突然制动时线的拉力将 .
10、B小孩坐在秋千板上荡秋千,若秋千静止时,小孩对秋千板的压力大小为300N,则小孩的质量是_______kg.秋千摆动起来,通过最低点的速度大小为4.0m/s,若秋千板离吊秋千的横梁3.2m,可以认为坐在秋千板上小孩的重心位置在秋千板上,则小孩通过最低点时,
10m/s)
它对秋千板的压力大小是_________.(g取2
11、B汽车通过拱形桥顶点的速度为10m/s,车对桥顶的压力为车重的3/4,如果要使汽车在粗糙桥面上行驶到桥顶时,不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶的速度为 .
12、B一个圆盘边缘系一根细绳,绳的下端拴着一个质量为m的小球,圆盘的半径是r,绳长为l,圆盘匀速转动时小球随着一起转动,并且细绳与竖直方向成θ角,如下图所示,则圆盘的转速为多少?
13、C
A、B两球质量分别为m1与m2,用一劲度系数为K的弹簧相连,一长为l1的细线与m1相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端拴在竖直轴OO`上,如图所示,当m1与m2均以角速度w绕OO`做匀速圆周运动时,弹簧长度为l2。
求:(1)此时弹簧伸长量多大?绳子张力多大?(2)将线突然烧断瞬间两球加速度各多大?
答案。