向心力练习题

一、选择题1．匀速圆周运动的向心加速度（ ）A ．总是向圆心且大小不变题B ．总是跟速度的方向垂直，方向时刻在改变C ．与线速度成正比D ．与角速度成正比2．如图所示，两带孔物体A 、B 的质量分别是m A 和m B ，套在光滑水平杆上用线相连，当水平杆绕OO ′轴匀速转动时，A 、B 两物体恰相对于杆静止，若OA=3OB ，下列说法中正确的是（ ）A.物体A 和B 的向心加速度相等B.物体A 和B 受到的向心力大小相等、方向相反C.m B ＜m AD.m B =3m A3．关于匀速圆周运动和变速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.匀速圆周运动受到的合力是恒力，而变速圆周运动受到的合力是变力B.匀速圆周运动受到的合力就是向心力，而变速圆周运动受到的合力不等于向心力C.匀速圆周运动的加速度指向圆心，而变速圆周运动的加速度一定不总指向圆心D.匀速圆周运动和变速圆周运动的加速度都指向圆心4．关于向心加速度，以下说法中正确的是（ ）A ．向心加速度是描述线速度大小变化的物理量B ．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小C ．向心加速度大小恒定，方向时刻改变D ．向心加速度的大小也可以用0v v a t -=来计算5．关于做匀速圆周运动的物体的向心加速度方向，下列说法正确的是（ ）A ．与线速度方向始终相同B ．与线速度方向始终相反C ．始终指向圆心D ．始终保持不变6．对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（ ）A ．相等的时间里通过的路程相等B ．相等的时间里通过的弧长相等C ．相等的时间里发生的位移相同D ．相等的时间里转过的角度相等7．下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是 ( )A ．是速度不变的运动B . 是角速度不变的运动C ．是角速度不断变化的运动D ．是相对圆心位移不变的运动8．一个物体以角速度ω做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是 ( )A ．轨道半径越大线速度越大B ．轨道半径越大线速度越小C ．轨道半径越大周期越大D ．轨道半径越大周期越小9.关于向心力，下列说法中正确的是( )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物体的速度大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D.做匀速圆周运动的物体其向心力为物体所受的合外力10.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11.如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球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的线速度必定大于球B的线速度B.球A的角速度必定小于球B的角速度C.球A的运动周期必定小于球B的运动周期D.球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力二、填空题12．—个物体做半径恒定的匀速圆周运动，周期越小其线速度数值则越 ____________ (填“大”或“小”)，线速度数值越小其角速度越 ___________(填“大”或“小”)13．做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径是20m的圆周运动了100m，则其线速度大小是________m/s，周期是________s，角速度是________rad/s14．一个做匀速圆周运动的物体，若保持其半径不变，角速度增加为原来的两倍时，向心加速度变成原来的_______倍。

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。

第2节向心力1．向心力(1)定义：做匀速圆周运动的物体所受的总□01指向圆心的合力。

(2)方向：始终指向□02圆心，与□03线速度方向垂直。

(3)对于做匀速圆周运动的物体，物体的速度大小□04不发生改变，因此，所受合力只改变速度的□05方向。

(4)效果力：向心力由某个力或者几个力的合力提供，是根据力的□06作用效果命名的。

2．向心力的大小(1)在探究向心力大小的表达式的实验中，为了研究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径的关系，运用的实验方法是□07控制变量法；现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，做法是：在小球运动半径□08相等(填“相等”或“不相等”)的情况下，用质量□09相同(填“相同”或“不相同”)的钢球做实验。

(2)向心力大小的表达式：F n＝□10mωr或F n＝□11m v2r。

3．变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点(1)变速圆周运动变速圆周运动所受合力并不指向□12运动轨迹的圆心，合力一般产生两个方面的效果：①合力F跟圆周相切的分力F t，改变线速度的□13大小，F t与v同向时，线速度□14越来越大，反向时线速度□15越来越小。

②合力F指向圆心的分力F n，提供物体做圆周运动所需的□16向心力，改变线速度的□17方向。

(2)一般曲线运动①定义：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，质点在每小段的运动都可以看作□18圆周运动的一部分。

这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用□19圆周运动的分析方法进行处理。

典型考点一对向心力的理解1．(多选)下列关于向心力的说法中，正确的是()A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B．向心力只改变做圆周运动物体的线速度的方向，不改变线速度的大小C．做匀速圆周运动物体的向心力，一定等于其所受的合力D．做匀速圆周运动物体的向心力是恒力答案BC解析力是改变物体运动状态的原因，因为有向心力物体才做圆周运动，而不是因为做圆周运动才产生向心力，故A错误；向心力始终与线速度方向垂直，只改变线速度的方向不改变线速度的大小，故B正确；在匀速圆周运动中，物体的向心力一定等于其所受的合力，但该力方向不断变化，是变力，故C正确，D 错误。

第21讲探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系（模拟精练+真题演练）1．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）某实验小组用如图甲所示装置探究向心力大小与线速度大小和运动半径的关系。

光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，水平直杆的左侧固定宽度为d 的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为2r ，水平直杆的右侧套上质量为m 的滑块，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，物块到转轴的距离为r ，细线处于水平伸直状态，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。

安装在铁架台上的光电门可测遮光条通过光电门的时间。

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示，d =___________cm ；（2）当滑块随水平直杆一起匀速转动时，光电门显示遮光条通过光电门的时间为Δt ，则此时滑块线速度大小v =___________（用字母d ，Δt 表示）；若保持滑块到竖直转轴的距离不变，让转轴以不同的角速度匀速转动，测得多组力传感器的示数F 和对应的挡光时间Δt 。

为了画出线性图像，应做力F 与___________（选填“2t ∆”、“Δt ”、“21t ∆”或“1”t∆）的函数图像。

【答案】0.852dt∆21t ∆【详解】（1）[1]用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示，则8mm 50.1mm 8.5mm d =+⨯=（2）[2]光电门显示遮光条通过光电门的时间为Δt ，则此时挡光条的速度大小为dv t'=∆挡光条和滑块的角速度相等，根据v r ω=可知挡光条到竖直转轴的距离为2r ，滑块到转轴的距离为r ，则滑块线速度大小为122d v v t'==∆[3]根据牛顿第二定律有2222()124d v md t F m m r r r t ∆===⋅∆可知为了画出线性图像，应做力F 与21t ∆的函数图像。

2．（2023·新疆乌鲁木齐·统考三模）如图甲所示是某兴趣小组设计的验证向心力大小表达式的实验装置。

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。

向心力的选择题练习一、单选题1．甲、乙两名滑冰运动员，m甲＝80 kg，m乙＝40 kg，面对面拉着弹簧秤做匀速圆周运动的滑冰表演，如图所示，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/sC．两人的运动半径不同，甲为0.3 m，乙为0.6 m D．两人的运动半径相同，都是0.45 m2．在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江，若把这滑铁索过江简化成如图所示的模型，铁索的两个固定点A、B在同一水平面内，A、B间的距离为L＝80 m，铁索的最低点离A、B连线的垂直距离为H＝8 m，若把铁索看做是圆弧，已知一质量m＝52 kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点时的速度为10 m/s，那么()A．人在整个铁索上的运动可看成是匀速圆周运动B．可求得铁索的圆弧半径为100 mC．人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为570 ND．人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为50 N3．歼20是我国自主研发的一款新型隐形战机，图中虚线是某次歼20离开跑道在竖直方向向上加速起飞的轨迹，虚直线是曲线上过飞机所在位置的切线，则空气对飞机作用力的方向可能是（）A．沿1F方向B．沿2F方向C．沿3F方向D．沿4F方向4．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), 下列正确的是( )A．两物体受的摩擦力都增大B．两物体受的摩擦力大小都不变C．物体A 受的摩擦力增大，物体B 受的摩擦力大小不变D．物体A 受的摩擦力大小不变，物体B 受的摩擦力增大5．在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子，一根长1 m的细绳一端系小球，另一端拴在A钉上，如图所示.已知小球质量为0.4 kg，小球开始以2 m／s的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（）A．2.4π s B．1.4π s C．1.2π s D．0.9π s6．一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁环的半径为R=20cm，环上有一穿孔的小球m，仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着过环心的竖直轴以10rad/s的角速度旋转（取g=10m/s2），则相对环静止时小球与环心O的连线与O1O2的夹角θ是（）A．60°B．45°C．30°D．75°7．如图所示，轻质且不可伸长的细绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在天花板上的O点．则小球在竖起平面内摆动的过程中，以下说法正确的是（）A．小球在摆动过程中受到的外力的合力即为向心力B．在最高点A、B，因小球的速度为零，所以小球受到的合外力为零C．小球在最低点C所受的合外力，即为向心力D．小球在摆动过程中使其速率发生变化的力为绳子的拉力8．如图所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的球A和球B，A、B之间以及B球与固定点O之间分别用两段轻绳相连，以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动。

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。