人教版物理必修二：5-6《向心力》课后练习(含答案).pdf

OAG课后巩固提高课后巩固提高限时：限时：4545 分钟分钟 总分：总分：100100 分分一、选择题一、选择题(1(13 3 为单选，为单选，4 46 6 为多选。每小题为多选。每小题 8 8 分，共分，共 4848 分。分。)1 1关于向心力的说法中正确的是关于向心力的说法中正确的是()A A物体由于做圆周运动而产生向心力物体由于做圆周运动而产生向心力B B向心力不改变圆周运动物体的速度的大小向心力不改变圆周运动物体的速度的大小C C做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D D做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力2.2.一圆盘可绕通过圆盘中心一圆盘可绕通过圆盘中心 O O 且垂直于盘面的竖直轴转动在圆盘上放置一小木块且垂直于盘面的竖直轴转动在圆盘上放置一小木块 A A，它随圆盘一起做加速，它随圆盘一起做加速圆周运动圆周运动(如图如图)，则关于木块，则关于木块 A A 的受力，下列说法正确的是的受力，下列说法正确的是()A A木块木块 A A 受重力、支持力和向心力受重力、支持力和向心力B B木块木块 A A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心C C木块木块 A A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反D D木块木块 A A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向分力提供向心力受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向分力提供向心力3 3如图所示，如图所示，OOOO为竖直轴，为竖直轴，MNMN 为固定在为固定在 OOOO上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球 A A、B B 套在水平套在水平杆上，杆上，ACAC 和和 BCBC 为抗拉能力相同的两根细线，为抗拉能力相同的两根细线，C C 端固定在转轴端固定在转轴 OOOO上当绳拉直时，上当绳拉直时，A A、B B 两球转动半径之比恒两球转动半径之比恒为为 2121，当转轴的角速度逐渐增大时，当转轴的角速度逐渐增大时()A AACAC 先断先断B BBCBC 先断先断C C两线同时断两线同时断D D不能确定哪段线先断不能确定哪段线先断4 4在光滑的水平面上，用长为在光滑的水平面上，用长为 l l 的细线拴一质量为的细线拴一质量为 m m 的小球，以角速度的小球，以角速度 做匀速圆周运动，下列说法中做匀速圆周运动，下列说法中正确的是正确的是()A Al l、不变，不变，m m 越大线越易被拉断越大线越易被拉断B Bm m、不变，不变，l l 越小线越易被拉断越小线越易被拉断C Cm m、l l 不变，不变，越大线越易被拉断越大线越易被拉断D Dm m 不变，不变，l l 减半且角速度加倍时，线的拉力不变减半且角速度加倍时，线的拉力不变5 5一杂技演员在圆筒状建筑物内表演飞车走壁，最后在直壁上沿水平方向做匀速圆周运动，下列说法中正一杂技演员在圆筒状建筑物内表演飞车走壁，最后在直壁上沿水平方向做匀速圆周运动，下列说法中正确的是确的是()A A车和演员作为一个整体受有重力、竖直壁对车的弹力和摩擦力的作用车和演员作为一个整体受有重力、竖直壁对车的弹力和摩擦力的作用B B车和演员做圆周运动所需要的向心力是静摩擦力车和演员做圆周运动所需要的向心力是静摩擦力C C竖直壁对车的弹力提供向心力，且弹力随车速度的增大而增大竖直壁对车的弹力提供向心力，且弹力随车速度的增大而增大D D竖直壁对车的摩擦力将随车速增加而增加竖直壁对车的摩擦力将随车速增加而增加6 6如图所示，水平放置的两个用相同材料制成的轮如图所示，水平放置的两个用相同材料制成的轮 P P 和和 Q Q 靠摩擦传动，两轮的半径靠摩擦传动，两轮的半径 RrRr21.21.当主动轮当主动轮Q Q 匀速转动时，在匀速转动时，在 Q Q 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在 Q Q 轮边缘上，此时轮边缘上，此时 Q Q 轮转动的角速度为轮转动的角速度为 1 1，木块的，木块的向心加速度为向心加速度为 a a1 1，若改变转速，把小木块放在，若改变转速，把小木块放在 P P 轮边缘也恰能静止，此时轮边缘也恰能静止，此时 Q Q 轮转动的角速度为轮转动的角速度为 2 2，木块的向，木块的向心加速度为心加速度为 a a2 2，则，则()A.A.B.B.1 12 22 22 21 12 22 21 1C.C.D.D.a a1 1a a2 21 11 1a a1 1a a2 21 12 2二、非选择题二、非选择题(共共 5252 分分)7 7(8(8 分分)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 2 2 倍时，所需要的向心力倍时，所需要的向心力比原来增加了比原来增加了 6060 N N，物体原来所需要的向心力是，物体原来所需要的向心力是_N._N.8 8(8(8 分分)质量为质量为 m m 的汽车，在半径为的汽车，在半径为 2020 m m 的圆形水平路面上行驶，最大静摩擦力是车重的的圆形水平路面上行驶，最大静摩擦力是车重的 0.50.5 倍，为了倍，为了不使轮胎在公路上打滑，汽车速度不应超过不使轮胎在公路上打滑，汽车速度不应超过_m/s.(g_m/s.(g 取取 1010 m/sm/s2 2)答案答案1 1B B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，故心力，故 A A 错；向心力只改变物体运动的方向，不改变速度的大小，故错；向心力只改变物体运动的方向，不改变速度的大小，故 B B 对；物体做匀速圆周运动的向心力方对；物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时刻改变，故向永远指向圆心，其大小不变，方向时刻改变，故 C C 错；只有匀速圆周运动中，合外力提供向心力，而非匀速错；只有匀速圆周运动中，合外力提供向心力，而非匀速圆周运动中向心力并非物体受的合外力，故圆周运动中向心力并非物体受的合外力，故 D D 错错2 2D D小物块随圆盘做加速圆周运动，摩擦力沿半径方向的分力提供向心力，摩擦力沿切线方向的分力改小物块随圆盘做加速圆周运动，摩擦力沿半径方向的分力提供向心力，摩擦力沿切线方向的分力改变速度的大小所以两个分力合成后的合力不沿半径方向，不指向圆心，只有变速度的大小所以两个分力合成后的合力不沿半径方向，不指向圆心，只有 D D 项正确项正确3 3A A设设 B B 球的半径为球的半径为 r r，则，则 A A 球的半径为球的半径为 2r2r，两球的角速度相等为，两球的角速度相等为，由牛顿第二定律可得，由牛顿第二定律可得F FACACcoscosmm2 22r2r，F FBCBCcoscosmm2 2r r，coscos，coscos，由数学知识知，由数学知识知 F FACACFFBCBC，当，当2 2r r2 2r r2 2h h2 2r rr r2 2h h2 2 增大时，增大时，ACAC 先断，选择先断，选择 A A 项项4 4ACAC向心力公式向心力公式 F F向向其意义是：质量为其意义是：质量为 m m 的物体在半径为的物体在半径为 r r 的圆周上以速率的圆周上以速率 v v 做匀速圆周运动，做匀速圆周运动，m mv v2 2r r所需要的合外力所需要的合外力(向心力向心力)大小是大小是.同样的道理，同样的道理，F F向向mm2 2r r，其意义是：质量为，其意义是：质量为 m m 的物体在半径为的物体在半径为 r r 的圆周的圆周m mv v2 2r r上以角速度上以角速度 做匀速圆周运动，所需要的合外力是做匀速圆周运动，所需要的合外力是 mm2 2r.r.如果物体所受的合力大小不满足如果物体所受的合力大小不满足或或 mm2 2r r 时，方时，方m mv v2 2r r向不总是垂直于线速度的方向，物体就会偏离圆轨道做一般的曲线运动在光滑水平面上的物体的向心力由绳向不总是垂直于线速度的方向，物体就会偏离圆轨道做一般的曲线运动在光滑水平面上的物体的向心力由绳的拉力提供，由向心力公式的拉力提供，由向心力公式 F F和和 F Fmm2 2r r，得，得 A A、C C 正确正确m mv v2 2r r5 5ACAC6 6ACAC根据题述，根据题述，a a1 1 r r，mama1 1mgmg；联立解得；联立解得 gg r.r.小木块放在小木块放在 P P 轮边缘也恰能静止，轮边缘也恰能静止，2 2 1 12 2 1 1gg2 2R R222 2r.r.由由 RR2 2r r 联立解得联立解得，选项，选项 A A 正确正确 B B 错误；错误；mamamgmg，所以，所以，选项，选项 C C 正确正确 D D1 12 22 22 2a a1 1a a2 21 11 1错误错误7 72020解析：解析：F Fmrmr2 2，F F6060mr(2)mr(2)2 2，F F2020 N.N.8 81010解析：由牛顿第二定律和向心力公式解析：由牛顿第二定律和向心力公式kmgkmg，k k0.5.0.5.m mv v2 2r rv v1010 m/s.m/s.k kg gr r9.(109.(10 分分)飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看作一段圆弧，如图所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看作一段圆弧，如图所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径为径为 r r180180 m m 的圆周运动，如果飞行员质量的圆周运动，如果飞行员质量 m m7070 kgkg，飞机经过最低点，飞机经过最低点 P P 时的速度时的速度 v v360360 km/hkm/h，则这时飞行，则这时飞行员对座椅的压力是多少？员对座椅的压力是多少？10.(1210.(12 分分)如图所示为工厂中的行车示意图，设钢丝长为如图所示为工厂中的行车示意图，设钢丝长为 3 3 m m，用它吊着质量为，用它吊着质量为 2.72.7 t t 的铸件，行车以的铸件，行车以 2 2 m/sm/s 的速度的速度匀速行驶，当行车突然刹车时，钢丝中受到的拉力为多少？匀速行驶，当行车突然刹车时，钢丝中受到的拉力为多少？1111(14(14 分分)如图所示，竖直的半圆形轨道与水平面相切，轨道半径如图所示，竖直的半圆形轨道与水平面相切，轨道半径 R R0.20.2 m m，质量，质量 m m200200 g g 的小球以某一速度正对的小球以某一速度正对半圆形轨道运动，半圆形轨道运动，A A、B B、C C 三点分别为圆轨道最低点、与圆心三点分别为圆轨道最低点、与圆心 O O 等高点、最高点小球过这三点的速度分别为等高点、最高点小球过这三点的速度分别为v vA A5 5 m/sm/s，v vB B4 4 m/sm/s，v vC C3 3 m/sm/s，求：，求：(1)(1)小球经过这三个位置时对轨道的压力；小球经过这三个位置时对轨道的压力；(2)(2)小球从小球从 C C 点飞出落到水平面上，其着地点与点飞出落到水平面上，其着地点与 A A 点相距多少？点相距多少？(g(g 取取 1010 m/sm/s2 2)答案答案9.49.4 589589 N N解析：由解析：由 F FN Nmgmgm m求得求得v v2 2r r10103.06103.06104 4 N N解析：对铸件进行受力分析，受重力和钢丝对它的拉力而二力的合力充当向心力，再由解析：对铸件进行受力分析，受重力和钢丝对它的拉力而二力的合力充当向心力，再由 F F拉拉mgmgm m求求v v2 2r r解解1111(1)27(1)27 N N1616 N N7 7 N N(2)0.84m(2)0.84m解析：解析：(1)(1)在在 A A 位置，支持力与重力的合力提供小球做圆周运动所需的向心力，故有：位置，支持力与重力的合力提供小球做圆周运动所需的向心力，故有：FNFNA Amgmgm m，FNFNA Amgmgm m27(N)27(N)在在 B B 点，小球的向心力由轨道对小球的弹力提供，则有：点，小球的向心力由轨道对小球的弹力提供，则有：v v2 2 A AR Rv v2 2 A AR RFNFNB Bm m16(N)16(N)在在 C C 点，轨道对小球的弹力与重力方向一致，则有：点，轨道对小球的弹力与重力方向一致，则有：v v2 2 B BR RFNFNC Cmgmgm m，FNFNC Cm mmgmg7(N)7(N)v v2 2 C CR Rv v2 2 C CR R(2)(2)小球从小球从 C C 点飞出后做平抛运动，由平抛运动的规律可得：在竖直方向上，点飞出后做平抛运动，由平抛运动的规律可得：在竖直方向上，2R2R gtgt2 2，在水平方向上，在水平方向上，1 12 2x xvtvt，联立求解即可得：，联立求解即可得：x x0.84(m)0.84(m)