2024-2025學(xué)年新教材高中物理第六章圓周運動2向心力課后提升訓(xùn)練含解析新人教版必修第二冊

PAGE7-向心力基礎(chǔ)鞏固1.(2024湖北宜昌期末)如圖所示,艦載機殲沿遼寧號甲板曲線MN向上爬升,速度漸漸增大。下圖中畫出表示該艦載機受到合力的四種方向,其中可能的是()解析艦載機從M點運動到N點做曲線運動,合力方向指向軌跡彎曲方向,又由于飛機做加速運動,則有沿切線方向與速度同向的分力,即合力方向與速度方向夾角為銳角,則B正確,A、C、D錯誤。答案B2.(2024河北承德期末)如圖,兩個相同的小球在內(nèi)表面光滑的漏斗形容器內(nèi),做水平的圓周運動,甲的位置高于乙的位置。關(guān)于它們受到的向心力大小和周期大小,下列關(guān)系正確的是()A.F甲=F乙T甲=T乙 B.F甲=F乙T甲>T乙C.F甲>F乙T甲=T乙 D.F甲<F乙T甲>T乙解析分析小球的受力,如圖所示:可知,彈力和重力合力供應(yīng)向心力,滿意mgtanθ=m4π2答案B3.如圖所示,有一個水平大圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動,小強站在距圓心為r處的P點不動。關(guān)于小強的受力,下列說法正確的是()A.小強在P點不動,因此不受摩擦力作用B.使圓盤以較小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時,小強在P點受到的摩擦力為零C.小強隨圓盤做勻速圓周運動,圓盤對他的摩擦力充當(dāng)向心力D.假如小強隨圓盤一起做變速圓周運動,那么其所受摩擦力仍指向圓心解析由于小強隨圓盤做勻速圓周運動,肯定須要向心力,該力肯定指向圓心方向,而重力和支持力在豎直方向上,它們不能充當(dāng)向心力,故他會受到摩擦力作用,且充當(dāng)向心力,A、B錯誤,C正確;當(dāng)小強隨圓盤一起做變速圓周運動時,合力不再指向圓心,則其所受的摩擦力不再指向圓心,D錯。答案C4.由上海飛往美國洛杉磯的飛機在飛越太平洋上空的過程中,假如保持飛行速度的大小和距離海平面的高度均不變,則以下說法中正確的是()A.飛機做的是勻速直線運動B.飛機上的乘客對座椅的壓力略大于地球?qū)Τ丝偷囊.飛機上的乘客對座椅的壓力略小于地球?qū)Τ丝偷囊.飛機上的乘客對座椅的壓力為零解析由于人同飛機一同做勻速圓周運動,地球?qū)θ说囊妥螌θ说闹С至Φ暮狭?yīng)人做勻速圓周運動所需的向心力,即F引-F支=mv2R。由此可以知道F引>F支,由牛頓第三定律得F支=F答案C5.如圖所示,將完全相同的兩小球A、B用長L=0.8m的細(xì)繩懸于以v=4m/s向右勻速運動的小車頂部,兩球分別與小車前后壁接觸。由于某種緣由,小車突然停止運動,此時懸線的拉力之比FB∶FA為(g取10m/s2)()A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4解析設(shè)兩小球A、B的質(zhì)量均為m。小車突然停止運動時,小球B由于受到小車前壁向左的彈力作用,相對于小車靜止,豎直方向上受力平衡,則有FB=mg;小球A繞懸點以速度v做圓周運動,此時有FA-mg=mv2L,得FA=mg+mv2L。故FB∶FA答案C6.一箱土豆在水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤以角速度ω做勻速圓周運動,其中一個處于中間位置的土豆質(zhì)量為m,它到轉(zhuǎn)軸的距離為R,重力加速度為g,則其他土豆對該土豆的作用力為()A.mg B.mω2RC.(mgD.(解析土豆做勻速圓周運動,所受的合力供應(yīng)向心力,即Fn=mω2R,除了重力外,該土豆只受到其他土豆對它的作用力,故F=(mg答案C7.(2024浙江高一聯(lián)考)一同學(xué)騎自行車在水平馬路上以5m/s的恒定速率轉(zhuǎn)彎,已知人和車的總質(zhì)量m=80kg,轉(zhuǎn)彎的路徑近似看成一段圓弧,圓弧半徑R=20m。(1)求人和車作為一個整體轉(zhuǎn)彎時須要的向心力。(2)若車胎和路面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,為平安轉(zhuǎn)彎,車速不能超過多少?(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2)解析(1)由向心力公式Fn=mv2R,可知Fn=mv2R=80×(2)為平安轉(zhuǎn)彎,向心力不應(yīng)大于滑動摩擦力Ff則:mv'2R≤μmg故車速不能超過10m/s。答案(1)100N(2)10m/s實力提升1.(多選)(2024浙江嘉興一中期末)如圖所示,一小球用細(xì)繩懸掛于O點,將其拉離豎直位置一個角度后釋放,則小球以O(shè)點為圓心做圓周運動,供應(yīng)運動中小球所需向心力的是()A.繩的拉力B.重力和繩拉力的合力C.重力和繩拉力的合力沿繩方向的分力D.繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力解析向心力始終指向圓心,依據(jù)題意可知,向心力始終沿細(xì)繩所在直線,故細(xì)繩的拉力和重力沿細(xì)繩方向的分力的合力或重力和繩拉力的合力沿細(xì)繩方向的分力為小球做圓周運動供應(yīng)向心力。答案CD2.如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動而未滑動。若圓筒和物體以更大的角速度做勻速轉(zhuǎn)動,下列說法正確的是()A.物體所受彈力增大,摩擦力也增大B.物體所受彈力增大,摩擦力減小C.物體所受彈力減小,摩擦力減小D.物體所受彈力增大,摩擦力不變解析物體在豎直方向上受重力G與摩擦力F,是一對平衡力,在向心力方向上受彈力FN,依據(jù)向心力公式,可知FN=mω2r,當(dāng)ω增大時,FN增大,所以應(yīng)選D。答案D3.(多選)甲、乙兩名溜冰運動員,m甲=80kg,m乙=40kg,面對面拉著彈簧測力計做圓周運動的溜冰表演,如圖所示,兩人相距0.9m,彈簧測力計的示數(shù)為9.2N,下列推斷正確的是()A.兩人的線速度相同,約為40m/sB.兩人的角速度相同,為2360C.兩人的運動半徑相同,都是0.45mD.兩人的運動半徑不同,甲為0.3m,乙為0.6m解析甲、乙兩人繞共同的圓心做勻速圓周運動,他們間的拉力互為向心力,他們的角速度相同,半徑之和為兩人的距離。設(shè)甲、乙兩人所需向心力為F向,角速度為ω,半徑分別為r甲、r乙,則F向=m甲ω2r甲=m乙ω2r乙=9.2N,r甲+r乙=0.9m,選項B、D正確。答案BD4.質(zhì)量分別為m0和m的兩個小球,分別用長2l和l的輕繩拴在同一轉(zhuǎn)軸上,當(dāng)轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時,質(zhì)量為m0和m的小球的懸線與豎直方向夾角分別為α和β,如圖所示,則()A.cosα=cosβ2 B.cosα=C.tanα=tanβ2 D.tanα=解析對于球m0,受重力和繩子拉力作用,由兩個力的合力供應(yīng)向心力,如圖所示。設(shè)它們轉(zhuǎn)動的角速度是ω,由m0gtanα=m0·2lsinα·ω2可得cosα=g2lω2。同理可得cosβ=g答案A5.(2024四川成都外國語學(xué)校期末)如圖所示,A、B兩個小球質(zhì)量相等,用一根輕繩相連,另有一根輕繩的兩端分別連接O點和B點,讓兩個小球繞O點在光滑水平桌面上以相同的角速度做勻速圓周運動,若OB繩上的拉力為F1,AB繩上的拉力為F2,OB=AB。則()A.A球所受向心力為F1,B球所受向心力為F2B.A球所受向心力為F2,B球所受向心力為F1C.A球所受向心力為F2,B球所受向心力為F1-F2D.F1∶F2=2∶3解析由題意可知,兩小球做圓周運動的加速度相同,勻速圓周運動過程中,合外力供應(yīng)向心力,可知AB繩上的拉力F2為A做圓周運動的向心力,OB繩上的拉力F1和AB繩上的拉力F2的合力為B球供應(yīng)向心力,依據(jù)Fn=mrω2可知F2=m2lω2,F1-F2=mlω2,聯(lián)立解得F1∶F2=3∶2。答案C6.(2024江蘇徐州高一期末)有一種雜技表演叫“飛車走壁”,由雜技演員駕駛摩托車沿光滑圓臺形表演臺的側(cè)壁高速行駛,在水平面內(nèi)做勻速圓周運動。圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡,軌跡離地面的高度為h。假如增大高度h,則下列關(guān)于摩托車的說法正確的是()A.對側(cè)壁的壓力FN增大B.做圓周運動的周期T不變C.做圓周運動的向心力Fn增大D.做圓周運動的線速度增大解析對摩托車受力分析,如圖所示,摩托車所受合力供應(yīng)向心力,當(dāng)h增大后,摩托車做圓周運動的軌道半徑增大,側(cè)壁對摩托車的支持力滿意F=mgsinθ,可知,隨著半徑的增大,對側(cè)壁壓力FN不變,A錯誤;依據(jù)mgtanθ=m4π2T2r答案D7.有一種叫“飛椅”的游樂項目,示意圖如圖所示。長為L的鋼繩一端系著座椅,另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,鋼繩與轉(zhuǎn)動軸在同一豎直平面內(nèi),與豎直方向的夾角為θ。不計鋼繩的重力。求: