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1、 人教版 2018 高一物理必修二第五章 5.6：向心力课时作业（含答案）第 2 页 第五章 第六节 基础夯实 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题)1对做圆周运动的物体所受的向心力说法正确的是()A因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力 B因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小 C向心力是物体所受的合外力 D向心力和向心加速度的方向都是不变的 答案：B 解析：做匀速圆周运动的物体所受的向心力大小恒定，方向总是指向圆心，是一个变力，A错；向心力只改变线速度方向不改变线速度大小，B 正确；只有做匀速圆周运动的物体其向心 第 3 页 力是由
2、物体所受合外力提供，C 错；向心力与向心加速度的方向总是指向圆心，是时刻变化的，D 错。2(襄阳四中、龙泉中学、荆州中学 1213学年高一期中联考)如图所示，物块 P 置于水平转盘上随转盘一起运动，且与圆盘相对静止，图中 c 沿半径指向圆心，a 与 c 垂直，下列说法正确的是()A当转盘匀速转动时，P 受摩擦力方向为b 方向 B当转盘加速转动时，P 受摩擦力方向可能为 c 方向 C当转盘加速转动时，P 受摩擦力方向可能为 a 方向 D当转盘减速转动时，P 受摩擦力方向可能为 d 方向 答案：D 第 4 页 3(哈师大附中 20192019 学年高一下学期期中)如图所示，圆盘上叠放着两个物块 A
3、 和B，当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时，物块与圆盘始终保持相对静止，则()A物块 A 不受摩擦力作用 B物块 B 受 5 个力作用 C当转速增大时，A 受摩擦力增大，B 受摩擦力减小 DA 对 B 的摩擦力方向沿半径指向转轴 答案：B 解析：物块 A 受到的摩擦力充当其向心力；物决 B 受到重力、支持力、A 对物块 B 的压力、A对物块B的沿半径向外的摩擦力和圆盘对物块B 的沿半径向里的静摩擦力，共 5 个力的作用；当转速增大时，A、B 所受摩擦力都增大；A 对B 的摩擦力方向沿半径向外。第 5 页 4如图所示，质量为 m 的木块，从位于竖直平面内的圆弧形曲面上下滑，由于摩擦力的作用，木块从
4、a 到 b 运动速率增大，b 到 c 速率恰好保持不变，c 到 d 速率减小，则()A木块在 ab 段和 cd 段加速度不为零，但bc 段加速度为零 B木块在 abcd 段过程中加速度都不为零 C木块在整个运动过程中所受合力大小一定，方向始终指向圆心 D 木块只在 bc 段所受合力大小不变，方向指向圆心 答案：BD 解析：木块在下滑的全过程中，时刻存在加速度，A 错 B 对；在下滑过程中只有 bc 段速率不变其所受合力为向心力，其大小不变，C 错 D对。第 6 页 5上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8000m，如图所示，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到 1300m，一个质
5、量为 50kg 的乘客坐在以 360km/h 的不变速率行驶的车里，随车驶过半径为 2500m 的弯道，下列说法正确的是()A乘客受到的向心力大小约为 200N B乘客受到的向心力大小约为 539N C乘客受到的向心力大小约为 300N D弯道半径设计的特别大可以使乘客在转弯时更舒适 答案：AD 解析：由 Fnmv2r，可得 Fn200N，选项A 正确。设计半径越大，转弯时乘客所需要的向心力越小，转弯时就越舒适，D 正确。二、非选择题 第 7 页 6一质量为 m 的物体，沿半径为 R 的向下凹的圆形轨道滑行，如图所示，经过轨道最低点的速度为 v，物体与轨道间的动摩擦因数为，求物体在最低点时受到
6、的摩擦力。答案：m(gv2R)解析：在最低点有：FNmgmv2R 所以：FfFNm(gv2R)7(临朐一中 20192019 学年高一下学期期中)如图所示，水平转盘上放有质量为 m 的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳子长为 r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的 倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求：(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度；(2)当角速度为3g2r时，绳子对物体拉力的大小。第 8 页 答案：(1)gr(2)12mg 解析：(1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零且转速达到最大，设转盘转动的角速度为 0，则 mgm20r，得 0gr(2)当 3g2r时，0，所以绳
7、子的拉力 F 和最大静摩擦力共同提供向心力，此时，Fmgm2r 即 Fmgm3g2rr，得 F12mg 能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题)1(嘉兴市一中 1213 学年高一下学期期中)绳子的一端拴一个重物，用手握住另一端，使重物在光滑的水平面内做匀速圆周运动，下列 第 9 页 判断正确的是()A半径相同时，角速度越小绳越易断 B周期相同时，半径越大绳越易断 C线速度相等，半径越大绳越易断 D角速度相等时，线速度越小绳越易断 答案：B 解析：由 Fm2r 判断 A 错；由 Fm42T2r，判定 B 正确；由 Fmv2r判定 C 错；由 Fmv判定 D 错。2质量不计的轻
8、质弹性杆 P 插在桌面上，杆端套有一个质量为 m 的小球，今使小球沿水平方向做半径为 R 的匀速圆周运动，角速度为，如图所示，则杆的上端受到的作用力大小为()Am2R B m2g2m24R2 C m2g2m24R2 D不能确 第 10 页 定 答案：C 解析：小球在重力和杆的作用力下做匀速圆周运动。这两个力的合力充当向心力必指向圆心，如图所示。用力的合成法可得 杆 的 作 用 力：F mg2F2向m2g2m24R2，根据牛顿第三定律，小球对杆的上端的反作用力 FF，C 正确。3(济南一中 20192019 学年高一下学期期中)如图所示，将完全相同的两小球 A、B 用长L的细绳悬于 v4m/s
9、向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止，此时两悬线的拉力之比 FBFA为(g10m/s2)()A11 B12 C13 D14 第 11 页 答案：C 解析：FBmg，FAmgmv2L3mg FBFA13。4(河南十所重点高中 20192019 学年高一下学期联考)如图所示，将一质量为 m 的摆球用长为 L 的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，下列说法正确的是()A摆球受重力、拉力和向心力的作用 B 摆球受重力和拉力的作用 C摆球运动周期为 2Lcosg D摆球运动的转速为glcossin 答案：B
10、C 第 12 页 解析：小球受重力和绳子拉力两个力的作用 设小球做圆周运动的周期为 T，则：mgtanm42T2r rLsin T2Lcosg，B、C 正确，A、D 错误。5甲、乙两名溜冰运动员，M甲80kg，M乙40kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距，下列判断中正确的是()A两人的线速度相同，约为 40m/s B两人的角速度相同，为2360rad/s C两人的运动半径相同，都是 D两人的运动半径不同，甲为，乙为 答案：BD 解析：甲、乙两人绕共同的圆心做匀速圆周 第 13 页 运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度相同，半径之和为两人的距离。设甲、乙两人所需向
11、心力为 F向，角速度为，半径分别为 r甲、r乙，则 F向M甲2r甲M乙2r乙 r甲r乙 由两式可解得只有 B、D 选项正确。二、非选择题 6(2019试题调研)如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径 R，离水平地面的高度 H，物块平抛落地过程水平位移的大小 s。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度 g10m/s2。求：(1)物块做平抛运动的初速度大小 v0；第 14 页(2)物块与转台间的动摩擦因数。答案：1m/s(2)解析：(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有 H12gt2 在水平方向上有 sv0
12、t 由式解得 v0sg2H 代入数据得 v01m/s (2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有 fmmv20R fmNmg 第 15 页 由式解得 v20gR 代入数据得 7如图所示是一游乐转筒的模型图，它是一个半径约为3m的直圆筒，可绕中间的轴转动，里面的乘客背靠圆筒壁站立。当转筒转速达到至少每分钟 30 圈时，乘客脚下的踏板突然脱落，要保证乘客的安全，使人随转筒一起转动而不掉下来，则乘客与转筒之间的动摩擦因数至少多大？(g 取 10m/s2，210)答案：解析：乘客随转筒旋转时受三个力作用：重力 mg、筒壁对他的支持力 FN和静摩擦力 Ff，如图所示。要使乘客随筒壁旋转不落下来，筒壁对他的最大静摩擦力至少等于重力。乘客做圆周运动的向心力由筒壁对他的支持力 FN来提供。转 第 16 页 速 n3060r/s0.5r/s。转筒的角速度为 2n rad/s。由牛顿第二定律可得 FNmr2，FfFNmg 解得 0.33。