向心力+同步练习-高一下学期物理鲁科版(2019)必修第二册

鲁科版(2019)必修第二册《3.2 科学探究：向心力》训练题(1)一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.如图所示为摩擦传动装置，两轮半径之比R1：R2=3：1，且传动时不打滑，关于两轮边缘上的a点和b点，下列说法正确的是()A. 线速度之比为3：1B. 向心加速度之比为3：1C. 向心加速度之比为1：3D. 周期之比为1：32.下列说法中正确的是()A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动B. 在恒力和变力作用下，都可能做曲线运动C. 做圆周运动的物体加速度和速度都不变D. 做圆周运动的物体受合外力一定指向圆心3.如图所示，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摆运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时手臂和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算该女运动员()A. 受到的拉力为2GB. 受到的拉力为√3GC. 向心加速度为gD. 向心加速度为2g4.物体在5个恒力的作用做匀速直线运动，现突然撤去其中的一个力，其它力不变，在这以后物体的运动可能是()A. 变加速直线运动B. 匀速圆周运动C. 匀变速曲线运动D. 匀减速直线运动最终静止5.某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r 1、r 2、r，若甲轮的角速度为ω，则丙轮边缘上某点的向心加速度为()A. B. C. D.6.如图所示，两个半径均为R的圆纸轨道固定在水平地面上，左侧轨道由光滑凹槽制成，右侧轨道由光滑细圆管制成。

在两个轨道右端口的正上方分别将小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别用ℎA和ℎB表示，小球直径略小于圆管内径，下列说法正确的是()A. 若ℎA、ℎB均等于2R，则两个小球都能沿轨道运动到最高点B. 若ℎA，ℎB均等于1.5R，则两个小球在轨道上上升的最大高度相同C. 若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，则ℎA≥2.5R，ℎB>2RD. 适当调整ℎA和ℎB，均可使两个小球从轨道最高点飞出后井恰好落在轨道右端口处7.下列相应情境中对物体受力情况的描述，正确的是()A. 图甲中地球对卫星的引力G大于卫星对地球的引力FB. 图乙中运动员做“单臂大回环”运动过程中所受合外力不变C. 图丙中人用力推沙发，沙发没有移动，人受到地面的摩擦力和沙发受到地面的摩擦力是一对相互作用力D. 图丁中把静止的物体轻放到运动的水平传送带上，物体加速阶段受到的滑动摩擦力大小与传送带的速度大小无关8.把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。

《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。

第3章第2节 科学探究：向心力-课时强化训练一、选择题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2、一辆汽车在水平公路上转弯，沿圆弧由M 向N 行驶，速度逐渐减小．如图所示，分别画出汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是（ ）3、如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A 的受力情况，下列说法中正确的是（ ）A 、摆球A 受重力、拉力和向心力的作用B 、摆球A 受拉力和向心力的作用C 、摆球A 受拉力和重力的作用D 、摆球A 受重力和向心力的作用4、（多选）火车在铁轨上转弯可以看做是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损．为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题，你认为理论上可行的措施是（ ）A ．减小弯道半径B ．增大弯道半径C ．适当减小内外轨道的高度差D ．适当增加内外轨道的高度差5、铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ (如图)，弯道处的圆弧半径为R ，若质量为m 的火车转弯时速度小于 tan gR ，则（ ）A 、内轨对内侧车轮轮缘有挤压B 、外轨对外侧车轮轮缘有挤压C 、轨道与轮缘无挤压D 、无法确定轨道与轮缘是否有挤压6、如图所示，在某次军事演习中，一辆战车以恒定的速度在起伏不平的路面上行进，则战车对路面的压力最大和最小的位置分别是（ ）A．A点，B点B．B点，C点C．B点，A点D．D点，C点7、如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是（）A、车通过最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人一定就会掉下来B、人在最高点时对座位仍可能产生压力C、人在最低点时对座位的压力等于mgD、人在最低点时对座位的压力大于mg8、（多选）用细绳拴着小球做圆锥摆运动，如图所示，下列说法正确的是()A．小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用B．小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力C．向心力的大小可以表示为F＝mrω2，也可以表示为F＝mgtan θD．以上说法都正确9、（多选）在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，使小球以角速度ω做匀速圆周运动。

4.3向心力的实例分析每课一练(鲁科版必修2)1. 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/甲和/乙.以下说法正确的是 ( )•A. /甲＜/乙B. /甲=/乙C. /甲〉几D. /甲和/乙大小均与汽车速率无关解析 摩擦力分别提供两车转弯所需的向心力,因厂甲〉厂乙，故f w<f 乙、A 正确.答案A2. 铁路转弯处的弯道半径厂是由地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高.其内、外轨高度 差h 的设计不仅与r 有关，还与火车在弯道上的行驶速率V 有关.下列说法正确的是)•A. e —定时，厂越小,B. e —定时，厂越大, 要求方越大C. t —定吋，e 越小, 要求力越大D. 尸一定时，Q 越大, 要求h 越大解析 火车转弯时，圆周平面在水平面内，火车以规定速率行驶时，向心力刚好由重力mg 与轨道支持力, 一 分N 的合力来提供，如图所示，则有wgtan 0 =m —9 且tan 〃~sin 〃=£，其中厶为内、外轨间距，是定 值，故磋答案AD3. 一辆载重汽车的质量为4加，通过半径为R 的拱形桥.若桥顶能承受的最大压力F=3mg, 为了安全行驶，汽车应以多大的速度通过桥顶？ 9 9解析 物块下滑过程中做匀速圆周运动，所受合外力大小（即向心力）和加速度的大小均 不变，方向时刻改变，A 、B 错误，C 正确；物块下滑到C 点时的受力分析如图所示，为保证速率不变，切线方向应有/=Mgsin 0,由于&是变化的，所以摩擦力的大小也是 变化的，D 错误.答案C5. 质量为加的小球在竖直平血内的圆管轨道内运动，小球的直径略 小于圆管的直径，如图4 — 3—9所示.已知小球以速度。

通过最7）高点时对圆管外壁的压力恰好为加g,则小球以速度㊁通过圆管的 最高点时 （）.A. 小球对圆管内、外壁均无压力解析如图所示，由牛顿第二定律得V 24〃?g —N=4〃应,则 N=4mg_4m 下为了保证汽车不压坏桥顶，同时又不飞离桥面，由牛顿第三定律得，支持力的取值范围 为 0WNWF=3mg将①代入②得5/眾WoWp 莎答案*7盘WwW 寸赵4. 如图4—3 — 8所示，小物块从半球形碗边的A 点下滑到B 点， 碗内壁粗糙.物块下滑过程中速率不变，下列说法中正确的是 （）•A. 物块下滑过程中，所受的合外力为零B. 物块下滑过程中,所受的合外力越来越大 C.物块下滑过程中,加速度的大小不变，方向时刻在变 D.物块下滑过程中,摩擦力大小不变图 4-3-9B.小球对圆管外壁的压力大小等于竽C.小球对圆管内壁的压力大小等于竽D.小球対圆管内壁的压力大小等于加g解析设小球做圆周运动的半径为厂，小球以速度"通过最高点时，由牛顿第二定律得v22fng=m~①7}小球以速度㊁通过圆管的最高点时，设小球受向下的压力N,有mg+N=由①②得N=—野,该式表明，小球受到向上的支持力，由牛顿第三定律知小球对圆管内壁有向下的压力，大小为勞，C正确.答案C6.乘坐游乐场的过山车时，质量为加的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，如图4 — 3—10所示，下列说法正确的是()•A.车在最高点时，人处于倒坐状态，全靠保险带拉住,图4—3 — 10若没有保险带，人一定会掉下去B.人在最高点时，对座位仍可能产生压力，但压力一定小于加gC.人在最低点时，处于超重状态D.人在最低点时，对座位的压力大于mg解析由圆周运动的临界条件知，人在最高点时，若畅，则人对底座和保险带都无作用力；若極,则保险带对人有拉力作用；若。

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）第3节向心力的实例分析建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括5小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有两个选项正确，全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错或不选的得0分，共40分）1.（单选）铁路转弯处的圆弧半径为，内侧和外侧的高度差为为两轨间的距离，且。

如果列车转弯速率大于，则（）A.外侧铁轨与轮缘间产生挤压B.内、外铁轨与轮缘间均无挤压C.内侧铁轨与轮缘间产生挤压D.内、外铁轨与轮缘间均有挤压2.（单选）赛车在倾斜的轨道上转弯，如图4-3-1所示，弯道的倾角为，半径为，则赛车完全不靠摩擦力转弯的速率是（设转弯半径水平）（）A. B.C. D.3.（单选）如图4-3-2所示，一质量为的汽车保持恒定的速率运动，若通过凸形路面最高处时对路面的压力为，通过凹形路面最低处时对路面的压力为，则（）A．B．C．4. （多选）如图4-3-3所示，一质量为的木块从光滑的半球形的碗边开始下滑，在木块下滑过程中（）A.它的加速度方向指向球心B.它所受合力就是向心力C.它所受向心力不断增大D.它对碗的压力不断增大5.（单选）质量为的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图4-3-4所示。

已知小球以速度通过最高点时对圆管外壁的压力恰好为则小球以速度通过圆管的最高点时（）A.小球对圆管内、外壁均无压力B.小球对圆管外壁的压力等于C.小球对圆管内壁的压力等于D.小球对圆管内壁的压力等于图4-3-4图4-3-2 图4-3-1图4-3-3二、计算题（本题共5小题，每题12分，共60分，计算时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）6.铁路转弯处的圆弧半径是300 m,轨距是1 435 mm，规定火车通过该弯道时的速度是72 km/h，求内外轨的高度差该是多大，才能使铁轨不受轮缘的挤压。

课时跟踪训练（十四）科学探究：向心力A级—学考达标1．物体处于平衡状态时，该物体()A．一定静止B．一定做匀速直线运动C．受到的合外力等于零D．可能做匀速圆周运动解析：选C平衡状态时，物体可能处于静止状态或匀速直线运动状态，但合力肯定为零，故选项C正确，A、B错误；匀速圆周运动合外力始终指向圆心，不为零，故选项D 错误。

2．一只小狗拉雪橇沿位于水平面的圆弧形道路匀速行驶，如图所示画出了雪橇受到牵引力F和摩擦力F f可能方向的示意图，其中表示正确的图是()解析：选D因小狗拉雪橇使其在水平面内做匀速圆周运动，所以雪橇所受的力的合力应指向圆心，故A、B错误；又因雪橇所受的摩擦力F f应与相对运动方向相反，即沿圆弧的切线方向，所以D正确，C错误。

3.(2019·龙岩高一检测)如图所示，物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动，物体B在水平方向所受的作用力有()A．圆盘对B及A对B的摩擦力，两力都指向圆心B．圆盘对B的摩擦力指向圆心，A对B的摩擦力背离圆心C．圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力D．圆盘对B的摩擦力和向心力解析：选B以A为研究对象，B对A的静摩擦力指向圆心，提供A做圆周运动的向心力，根据牛顿第三定律，A对B有背离圆心的静摩擦力；以整体为研究对象，圆盘对B 一定施加沿半径向里的静摩擦力，B项正确。

4．(2019·济宁高一检测)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分(如图)，行驶时()A．大齿轮边缘点比小齿轮边缘点的线速度大B ．后轮边缘点比小齿轮边缘点的角速度大C ．大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度之比等于它们半径的反比D ．后轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度之比等于它们半径的反比解析：选C 大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的线速度相等，A 错误；后轮与小齿轮的角速度相等，B 错误；根据a ＝v 2r知C 正确；根据a ＝ω2r 知D 错误。

5．(2019·浙江1月学考)如图所示，四辆相同的小“自行车”固定在四根水平横杆上，四根杆子间的夹角均保持90°不变，且可一起绕中间的竖直轴转动。

4.3 向心力的实例分析同步测试
向心力仅仅是从它产生的效果来命名的，它可以使有初速度的物体做圆周运
心；
为，它们与转轴
速度旋转时，它们均
．一小球沿半径为的轨道作匀速圆周运动，若周期为秒，则（
当车厢突然制
B．当物体需要的向心力小于物体所受合外力时；
C．当物体所受合外力小于作圆周运动所需要的向心力时；
表面，一质量为的小
，如果要求它们在最高处不离开轨道，对它们在最高
挂一个质量为的小球（图14），当转台匀速转动后，试证悬绳张开的角度与转台转速的关系是：
答案与提示
1．ABCD 2．B 3．D 4．B 5．ACD
（提示：
)/(222s rad T ===
πππω )/(422s m r v =⨯==ω
，小球转过圆周，则位移为）
6．C 7．C
（提示：若球摆动时的最大偏角为，则绳子承受的拉力最小时为，最大时为 ，球的重力介于其间，所以做上下往复运动。

） 8．C 9．；；。

10． 11．；
（提示：如图15 ① ② ②代入①得
θωθθ
cos sin cos 2mR mg
=
由图15可知，而
2ωg
R OA R AB H -
=-==）
12．
13．解：取为研究对象，受力分析如图16(a) 有 ∴
滑块刚好离开轨道时，，则
依题意，在最高点处不离开轨道的速率应为 取为研究对象，受力分析如图16(b) 有 由此得
当滑块刚离开轨道时，，则有
依题意，在最高点处不离开轨道的速率应为 14．证明如下：
如②
解得。

鲁科版高中物理必修二、第3章第2节科学探究：向心力随堂练习例题：在飞行表演中，飞机某次水平转弯时，可视为在水平面内做匀速圆周运动。

若飞机以150m/s的速度转弯飞行，在该次水平转弯过程中向
心加速度为6g，取g=10m/s 2
，求飞机水平转弯半径为多少？
1.关于向心力的下列说法中正确的是()
A．物体由于做圆周运动而产生了一个指向圆心的力，就是向心力B．向心力不能改变做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．做圆周运动的物体，其所受外力的合力的方向一定指向圆心
2.如图所示，一个水平圆盘可绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动，小物块A放在圆盘上，且与圆盘保持相对静
止，则物块A的受力情况是()
A．重力、支持力
B．重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C．重力、支持力、向心力和摩擦力
D．以上说法均不正确
3．关于向心加速度的说法正确的是()
A．向心加速度越大，物体速率变化越快
B．向心加速度的大小与轨道半径成反比
C．向心加速度的方向始终与速度方向垂直
D．在匀速圆周运动中向心加速度是恒量
4.如图所示，长0.40 m的细绳，一端拴一质量为0.20 kg的小球，在光滑水平面上绕绳的另一端做匀速圆周运动。

若运动的角速度为
5.0 rad/s，小球做匀速圆周运动所需的向心力F＝________，这个力由________来提供。

第3章圆周运动第2节科学探究:向心力基础过关练题组一对向心力的理解1.(多选题)下列关于向心力的叙述中正确的是()A.做匀速圆周运动的物体所受的向心力大小不变,是一个恒力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.向心力只改变物体速度的方向,不改变物体速度的大小2.(2021河南开封期中)关于向心力的下列说法正确的是()A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力只能改变做圆周运动的物体的速度方向,不能够改变速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力指向圆心,所以是恒力D.做匀速圆周运动的物体其向心力可以改变线速度的大小题组二向心力的分析和计算3.(2023福建学业水平考试)如图所示,飞机在竖直平面内俯冲又拉起,这一过程可看作匀速圆周运动,飞行员所受重力为G,在最低点时,座椅对飞行员的支持力为F。

则()A.F=GB.F>GC.F=0D.F<G4.(多选题)(2023山东枣庄滕州五中质量检测)洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附在筒壁上,如图所示,则此时()A.衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的C.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由弹力提供的D.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大5.(2023山东滨州滨城高中联盟月考)探究向心力的大小F与小球质量m、角速度ω和转动半径r之间关系的实验装置如图所示,已知挡板A、B、C到转轴的距离之比为1∶2∶1。

某次实验选用质量相同的小球分别放在变速塔轮的长槽挡板A处和短槽挡板C处,当塔轮匀变速转动时左右两标尺露出的格子数之比为1∶4。

则皮带所用的左右两侧塔轮圆盘半径之比为()A.2∶1B.1∶2C.4∶1D.1∶46.(2021山西运城期中联考)无动力风帽又叫球形通风器,是屋顶常见的一种通风设备。

向心力向心加速度同步练习1.关于向心力，下列说法中正确的是（）A. 向心力是一种新形式的某一性质的力B. 匀速圆周运动的向心力是恒定不变的C. 向心力是物体所受的所有力的合力D. 匀速圆周运动的向心力是物体所受的所有力的合力2. 如图6－120所示，汽车以速度v通过一弧形的拱桥顶端，且汽车对桥面有压力。

关于汽车受力的说法中正确的是（）A．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用B．汽车的向心力是它所受的重力与压力的合力C．汽车的向心力是它所受的重力与支持力的合力D．以上说法均不正确3. 如图6－121所示，细杆的一端与小球相连，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分别表示小球在轨道的最低点和最高点，则细杆对小球的作用力可能是（）A．a处为拉力，b处为拉力 B．a处为拉力，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4. 一质量为m的物体，用长为L的细线悬挂于O点，在O点正下方L/2处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速释放，当细线碰到钉子瞬间（）A．小球的线速度突然增大 B．小球的角速度突然增大C．小球的向心加速度突然增大 D．悬线拉力突然增大5. 如图6－122所示，一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑。

在下滑过程中由于摩擦力的作用，物块的速率恰好保持不变，则下列说法中正确的是（）A．物块所受合外力为零 B．物块所受合外力越来越大C．物块所受合外力大小保持不变，但方向时刻改变 D．物块所受摩擦力大小不变6. 一个物体做匀速圆周运动，若半径保持不变，角速度增加为原来的2倍时，所需的向心力比原来增加了60N，则物体原来所需的向心力是多少？7. 设地球质量为M＝6.0×1024kg，公转周期T＝365天，地球中心到太阳中心间的距离为r＝1.5×1011m，试根据以上数据计算地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度和所需的向心力。