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1、第6节 向心力（满分100分，60分钟完成） 班级_姓名_第卷(选择题 共48分)一、选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得6分，对而不全得3分。选错或不选的得0分。1质量为m的飞机，以速率v在水平面上做半径为r的匀速圆周运动，空气对飞机的作用力的大小等于 （ ）ABC Dmg2小球做匀速圆周运动，以下说法正确的是 （ ）A向心加速度与半径成反比，因为aB向心加速度与半径成正比，因为a2rC角速度与半径成反比，因为D角速度与转速成正比，因为2n3下列说法正确的是 （ ）A向心加速度描述的是线速度大小变化快慢的物理量B做匀速圆周运动的
2、物体，其向心力不变C匀速圆周运动是一种变加速运动D物体做圆周运动时，其合力垂直于速度方向，不改变线速度大小4做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a1和a2，且a1a2，下列判断正确的是 （ ）A甲的线速度大于乙的线速度B甲的角速度比乙的角速度小C甲的轨道半径比乙的轨道半径小D甲的速度方向比乙的速度方向变化得快5如图1所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A的受力情况是 （ ）图1A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、向心力、摩擦力D以上均不正确6一物块沿着圆弧下滑，由于摩擦作用，它的速率恰好保持不变，那么在下滑过程中下列说
3、法正确的是 （ ）A物体的加速度为零，合外力为零B物块所受的合外力的大小越来越大C物块有大小不变的向心加速度D物块所受的摩擦力大小不变7汽车驶过一凸形桥，为使在通过桥顶时，减小车对桥的压力，汽车应 （ ）A以较慢的速度通过桥顶B以较快的速度通过桥顶C以较大的加速度通过桥顶D以较小的加速度通过桥顶8一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上，当车厢突然制动时，则 （ ）A绳的拉力突然变小B绳的拉力突然变大C绳的拉力没有变化D无法判断拉力有何变化第卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共5小题，每小题5分，共25分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。9一个做匀速圆周运动的物体，若保
4、持其半径不变，角速度增加为原来的2倍时，所需要的向心力比原来增加了60 N，物体原来所需要的向心力是_N。10一质量为m的小物体在竖直平面内沿半径为r的圆状轨道运动，经过最低点时的速度是v。已知轨道与小物体间的动摩擦因数是，则此物体经过最低点时受到的滑动摩擦力大小为_。11如图2所示，工厂中的水平天车吊起质量为2.7 t的铸件，以2 m/s的速度匀速行驶，钢绳长3 m。当天车突然刹车时，钢绳所受的拉力为_。 图212汽车在半径为R的水平弯道上转弯，车轮与地面间的动摩擦因数为，则汽车行驶的最大速率是_。m1m2O图313如图3所示，一根原长为L0的轻质弹簧，劲度系数为k，两端固定质量分别为m1、
5、m2的小球，且m22m12m。当此系统在光滑的水平面上绕O点以角速度匀速转动时，m1距O点的距离 。三、计算题：本大题共2小题，计27分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。14（12分）做匀速圆周运动的物体，质量为2.0kg，如果物体的速度变为原来的2倍，则所需的向心力就比原来的向心力大15N。试求：（1）物体原来所受向心力的大小；（2）物体后来的向心加速度。 15（15分）如图4所示，在光滑的水平面上钉两个钉子A和B，相距20cm。用一根长1 m的细绳，一端系一个质量为0.5 kg的小球，另一端固定在钉子A
6、上。开始时球与钉子A、B在一直线上，然后使小球以2 m/s的速率开始在水平面内做匀速圆周运动，若绳子能承受的最大拉力为4 N，那么从开始到绳断所经历的时间是多少?图4参考答案一、选择题：1【答案】A【点拨】空气对飞机作用力的竖直分量用于克服飞机的重力，大小为mg。空气对飞机作用力的水平分量用于提供向心力，大小为，故空气对飞机作用力为。2【答案】D【点拨】A、B、C的说法不完整，缺少条件，故不正确，只有在v不变的条件下，才能说a与r成反比，与r成反比，在不变的条件下，a与r成反比，故D正确。3【答案】C【点拨】匀速圆周运动中，速度和加速度方向时刻在变，故A、B错，C选项正确；物体只有做匀速圆周运
7、动时，其合力才垂直于速度，不改变线速度大小，D错。4【答案】D【点拨】向心加速度不改变速度大小，只改变速度方向，所以，a1a2意味着甲的速度方向比乙的速度方向变化得快，故D选项正确。5【答案】B【点拨】物体A在水平台上，受重力G竖直向下，支持力FN竖直向上，且两力是一对平衡力，至于物体A是否受摩擦力，方向如何，由运动状态分析才知道，由于A随圆盘做圆周运动，所以必须受到向心力作用，G与FN不能提供向心力，只有A受摩擦力F且指向圆心充当向心力，才能使物体有向心力而做匀速圆周运动，故B正确。6【答案】C【点拨】物块做匀速圆周运动时，具有大小不变的向心加速度和向心力，即合外力的大小不变，且指向圆弧的圆
8、心，这个合力是由重力、弹力和摩擦力合成的，其中重力不变，弹力和摩擦力都相应地发生变化，故C正确。7【答案】B【点拨】汽车过凸形桥，在桥顶时汽车对桥的压力为：Fmgm，R为桥的曲率半径是固定的，可是v越大，F越小，所以为了减小车对桥的压力，应以较快的速度通过桥顶。8【答案】B【点拨】车厢突然制动时，重球由于惯性，继续向前运动，而悬线欲使它改变运动方向则沿圆弧运动，所以拉力变大，即B正确。二、填空、实验题：9【答案】20【点拨】由向心力公式Fm2R得：，；解联立方程得：F20 N。10【答案】m(g+)【点拨】在最低点时FNmgm，得FNm(g+)，所以FfFNm(g+)。11【答案】3.0610
9、4 N【点拨】天车突然刹车时，由于惯性，重物仍具有原来的速度，并做圆周运动，则Tmg，得到Tmg2.7103（10）N3.06104 N。12【答案】【点拨】最大静摩擦力提供向心力，则有，解得。13【答案】【点拨】设在转动中弹簧的伸长量为l，m1距O点的距离为x，则klm1x2，klm2(L0lx)2，解得。三、计算题：14【答案】（1）5N；（2）10m/s2【解析】（1）根据向心力公式有，结合已知条件得：F24F1又F2F115所以，物体原来所受的向心力大小：F15N（2）物体后来的向心力F24F120N，设后来的向心加速度为a2，根据牛顿第二定律有F2ma2解得：a210m/s2。15【答案】3.768s 【解析】球每转半圈，绳子就碰到不作为圆心的另一颗钉子，然后再以这颗钉子为圆心做匀速圆周运动，运动的半径就减少0.2 m，但速度大小不变(因为绳对球的拉力只改变球的速度方向)。根据F知，绳每一次碰钉子后，绳的拉力(向心力)都要增大，当绳的拉力增大到Fmax4 N时，球做匀速圆周运动的半径为min，则有Fmax得0.5 m。绳第二次碰钉子后半径减为0.6 m，第三次碰钉子后半径减为0.4 m，所以绳子在第三次碰到钉子后被拉断，在这之前球运动的时间为： 。5