2020-2021学年高中物理题组训练：5.6-向心力(人教版必修2).docx

6 向心力(时间：60分钟)题组一对向心力的理解1对于做匀速圆周运动的物体，下列推断正确的是()A合力的大小不变，方向肯定指向圆心B合力的大小不变，方向也不变C合力产生的效果既转变速度的方向，又转变速度的大小D合力产生的效果只转变速度的方向，不转变速度的大小答案AD解析匀速圆周运动的合力等于向心力，由于线速度v的大小不变，故F合只能时刻与v的方向垂直，即指向圆心，故A正确；由于F合时刻指向圆心，故其方向必需时刻转变才能时刻指向圆心，否则F就不能时刻指向圆心了，故B错；由合力F合的方向时刻与速度的方向垂直而沿切线方向无分力，故该力只转变速度的方向，不转变速度的大小，C错、D对2做匀速圆周运动的物体所受的向心力是()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，所以它不能转变线速度的大小C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BC解析做匀速圆周运动的物体所受的向心力是物体所受的合外力，由于指向圆心，且与线速度垂直，不能转变线速度的大小，只用来转变线速度的方向，向心力虽大小不变，但方向时刻转变，不是恒力，由此产生的向心加速度也是变化的，所以A、D错误，B、C正确3甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为12，转动半径之比为12，在相同的时间里甲转过60，乙转过45，则它们的向心力大小之比为()A14 B23 C49 D916答案C解析由于m1m212，r1r212，121243，向心力Fmr2，故F1F249，C对题组二向心力的来源4.图568 如图568所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动关于小强的受力，下列说法正确的是 ()A小强在P点不动，因此不受摩擦力作用B若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力为零C小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力D假如小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力仍指向圆心答案C解析由于小强随圆盘做匀速圆周运动，肯定需要向心力，该力肯定指向圆心方向，而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，且充当向心力，A、B错误，C正确；当小强随圆盘一起做变速圆周运动时，合力不再指向圆心，则其所受的摩擦力不再指向圆心，D错5.图569 用细绳拴着小球做圆锥摆运动，如图569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Fnmr2，也可以表示为Fnmgtan D以上说法都正确答案BC解析小球受两个力的作用：重力和绳子的拉力，两个力的合力供应向心力，因此有Fnmgtan mr2.所以正确答案为B、C.6.图5610 如图5610所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体随筒一起转动，物体所需的向心力由下面哪个力来供应 ()A重力B弹力C静摩擦力 D滑动摩擦力答案B解析本题可用排解法首先可排解A、D两项；若向心力由静摩擦力供应，则静摩擦力或其分力应指向圆心，这是不行能的，C错故选B.7在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的图是()答案C解析由于雪橇在冰面上滑动，故滑动摩擦力方向必与运动方向相反，即方向应为圆的切线方向，因做匀速圆周运动，合外力肯定指向圆心，由此可知C正确题组三圆周运动中的动力学问题8在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，使小球以角速度做匀速圆周运动下列说法中正确的是()Al、不变，m越大线越易被拉断Bm、不变，l越小线越易被拉断Cm、l不变，越大线越易被拉断Dm不变，l减半且角速度加倍时，线的拉力不变答案AC解析在光滑的水平面上细线对小球的拉力供应小球做圆周运动的向心力由Fnm2r知，在角速度不变时，Fn与小球的质量m、半径l都成正比，A正确，B错误；质量m不变时，Fn又与l和2成正比，C正确，D错误9游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达20 m/s2，g取10 m/s2，那么此位置的座椅对游客的作用力相当于游客重力的()A1倍 B2倍 C3倍 D4倍答案C解析游客乘坐过山车在圆弧轨道最低点的受力如图所示由牛顿其次定律得FNmgma向2mg，则FNmg2mg3mg，3.图561110. 如图5611所示，在光滑杆上穿着两个小球m1、m2，有m12m2，用细线把两球连起来，当盘架匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为()A11 B1C21 D12答案D解析设两球受绳子的拉力分别为F1、F2.对m1：F1m1r1对m2：F2m2r2由于F1F2，12解得.11.图5612 如图5612所示，A、B两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接O点和B点，让两个小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动，若OB绳上的拉力为F1，AB绳上的拉力为F2，OBAB，则()AA球所受向心力为F1，B球所受向心力为F2BA球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1CA球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1F2DF1F232答案CD解析小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，设角速度为，在竖直方向上所受重力与桌面支持力平衡，水平方向不受摩擦力，绳子的拉力供应向心力由牛顿其次定律，对A球有F2mr22，对B球有F1F2mr12，已知r22r1，各式联立解得F1F2.故C、D对，A、B错图561312. 如图5613所示，质量为m的物体，沿半径为r的圆轨道自A点滑下，A与圆心O等高，滑至B点(B点在O点正下方)时的速度为v，已知物体与轨道间的动摩擦因数为，求物体在B点所受的摩擦力为_答案m解析物体由A滑到B的过程中，受到重力、轨道弹力及摩擦力的作用，做圆周运动，在B点物体的受力状况如图所示，其中轨道弹力FN与重力mg的合力供应物体做圆周运动的向心力；由牛顿其次定律有FNmg，可求得FNmg，则滑动摩擦力为FfFNm.题组四圆锥摆类模型13.图5614 质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为，如图5614所示，则杆的上端受到球对其作用力的大小为()Am2RBmCm D不能确定答案C解析对小球进行受力分析，小球受两个力：一个是重力mg，另一个是杆对小球的作用力F，两个力的合力产生向心力由平行四边形定则可得：Fm，再依据牛顿第三定律，可知杆受到球对其作用力的大小为Fm.故选项C正确14.图5615 质量为m的直升机以恒定速率v在空中水平回旋(如图5615所示)，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则此时空气对直升机的作用力大小为 ()Am BmgCm Dm答案C解析直升机在空中水平回旋时，在水平面内做匀速圆周运动，受到重力和空气的作用力两个力的作用，其合力供应向心力，Fnm.直升机受力状况如图所示，由几何关系得Fm，选项C正确15.图5616 冬奥会上，我国选手在双人花样滑冰运动中获得金牌图为赵宏博拉着申雪在空中做圆锥摆运动的精彩场面，已知申雪的体重为G，做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角为30，重力加速度为g，求申雪做圆周运动的向心加速度和受到的拉力答案g2G解析对申雪受力分析如图水平方向：Fcos ma竖直方向：Fsin mg由以上两式得：向心加速度agcot g拉力F2G.