资源描述
一、必做题
1.关于向心力的说法中错误的是( )
A.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
B.向心力是沿着半径指向圆心方向的合力,是依据力的作用效果命名的
C.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
D.向心力只转变物体线速度的方向,不行能转变物体线速度的大小
解析:选A.向心力是依据力的作用效果命名的,可以是某个力或几个力的合力,也可以是某个力的分力,B、C正确;向心力跟速度方向垂直,只转变线速度的方向,不行能转变线速度的大小,D正确;向心力是变力,A错误.
2.(2022·扬州高一检测)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供应的
C.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而减小
D.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大
解析:选A.衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力三个力的作用,其中支持力供应其做圆周运动的向心力,A正确,B错误;由于重力与静摩擦力保持平衡,所以摩擦力不随转速的变化而变化,C、D错误.
3.(2022·潍坊高一检测)如图所示的圆锥摆中,摆球A、B在同一水平面上做匀速圆周运动,关于A、B球的运动状况和受力状况,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受重力和拉力的作用
C.摆球A、B做匀速圆周运动的周期相等
D.摆球A、B做匀速圆周运动的周期不相等
解析:选BC.设绳和竖直方向的夹角为θ,A、B球受重力、拉力,二者的合力供应向心力,故A错误B正确;小球所受合力的大小为mgtan θ,依据mgtan θ=mLsin θω2,得ω=;两小球Lcos θ相等,所以角速度相等,依据T=知周期相等,故C正确.故选BC.
4.如图所示,某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中,物体的速率渐渐增大,则( )
A.物体的合外力为零
B.物体的合外力大小不变,方向始终指向圆心O
C.物体的合外力就是向心力
D.物体的合外力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)
解析:选D.物体做加速曲线运动,合力不为零,A错误.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等于向心力,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外力的方向夹角为锐角,合力与速度不垂直,B、C错误,D正确.
二、选做题
5.(2022·高考新课标全国卷Ⅰ)如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为l,b与转轴的距离为2l,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g.若圆盘从静止开头绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )
A.b确定比a先开头滑动
B.a、b所受的摩擦力始终相等
C.ω=是b开头滑动的临界角速度
D.当ω=时,a所受摩擦力的大小为kmg
解析:选AC.小木块a、b做圆周运动时,由静摩擦力供应向心力,即f=mω2R.当角速度增加时,静摩擦力增大,当增大到最大静摩擦力时,发生相对滑动,对木块a:fa=mωl,当fa=kmg时,kmg=mωl,ωa=;对木块b:fb=mω·2l,当fb=kmg时,kmg=mω·2l,ωb=,所以b先达到最大静摩擦力,选项A正确;两木块滑动前转动的角速度相同,则fa=mω2l,fb=mω2·2l,fa<fb,选项B错误;当ω=时b刚开头滑动,选项C正确;当ω=时,a没有滑动,则fa=mω2l=kmg,选项D错误.
6.有一种叫“飞椅”的游乐项目,示意图如图所示.长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘.转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ.不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.
解析:
对座椅进行受力分析,由向心力公式F=mω2r得
mgtan θ=mω2(r+Lsin θ)
则ω= .
答案:ω=
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