【2019】高中物理5-6《向心力》課時(shí)作業(yè)新必修2

1、1 / 6 【2019 最新】高中物理 5-6向心力課時(shí)作業(yè) 新人教版必修 2 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo) 1. （多選）對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列判斷正確的是 （ ） A 合力的大小不變，方向一定指向圓心 B .合力的大小不變，方向也不變 C.合力產(chǎn)生的效果既改變速度的方向，又改變速度的大小 D .合力產(chǎn)生的效果只改變速度的方向，不改變速度的大小 【解析】 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力等于向心力，由于線速度 v 的大小不變，故 F 合只能時(shí)刻 與 v 的方向垂直，即指向圓心，故 A 正確；由于 F合時(shí)刻指向圓心，故其方向必須時(shí)刻改變 才能時(shí)刻指向圓心， 否則 F 就不能時(shí)刻指向圓心了， 故 B 錯(cuò)；由合力 F合的方

2、向時(shí)刻與速度 的方向垂直而沿切線方向無(wú)分力，故該力只改變速度的方向，不改變速度的大小， C 錯(cuò)、D 對(duì). 【答案】 AD 2. 在光滑的水平面上，用長(zhǎng)為I的細(xì)線拴一質(zhì)量為 m的小球，以角速度 3 做勻速圓周 運(yùn)動(dòng).下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A. I、3 不變，m越小線越易被拉斷 B. m 3 不變，I越小線越易被拉斷 C. m I不變，3 越大線越易被拉斷 D. m不變，I減半且角速度加倍時(shí)，線的拉力不變 【解析】 小球在光滑的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 線的拉力提供向心力， 由向心力公 2 式得F= m3 I，當(dāng)I、3 不變時(shí)，F(xiàn)與m成正比，A 錯(cuò)誤；m 3 不變時(shí)，F(xiàn)與I成正比，B 錯(cuò)誤；

3、當(dāng)m I不變時(shí)，F(xiàn)與 32成正比，C 正確；m不變，I減半，3 加倍時(shí)，線的拉力變 為原來(lái)的 2 倍，D 錯(cuò)誤. 【答案】 C 3. 游客乘坐過(guò)山車， 在圓弧軌道最低點(diǎn)處獲得的向心加速度達(dá)到 20 m/s2, g取 10 m/s2, 那么此位置座椅對(duì)游客的作用力是游客重力的 （ ） A. 1 倍 B . 2 倍 C. 3 倍 D . 4 倍 【解析】 游客在最低點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，座椅的支持力 FN和重力G的合力提供向心力， 則有 FN mg= ma.解得 FN= mg+ an） = 3mg C 正確. 【答案】 C 4. 如圖所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)， 且與圓盤相對(duì)靜止, 指向圓心

4、，a與c垂直，下列說(shuō)法正確的是 （ ） 圖中c沿半徑 A. 當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), B. 當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), C. 當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), D. 當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 【答案】 D P受摩擦力方向?yàn)閎方向 P受摩擦力方向可能為 c方向 P受摩擦力方向可能為 a方向 P受摩擦力方向可能為 d方向 5. 2 / 6 【解析】 P插入桌面上的小孔中，桿的另一端套有一個(gè)質(zhì)量為 R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且角速度為 （ ） 質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿 今使小球在水平面內(nèi)做半徑為 受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮?A. m 2R B . m/g2_ 3 4R m的小球, 3,如圖所示，則桿的上端 C. m/g2 + 3 4R D . 不

5、能確定 【g另一個(gè)是桿質(zhì)量為m的直升機(jī)以恒定速率 v在空中水平盤旋（如圖所示），其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 為R重力加速度為 2 A.硝B g,則此時(shí)空氣對(duì)直升機(jī)的作用力大小為 C. m D . m，g2 - R 直升機(jī)受到重力和空氣的作用力兩個(gè) 力的作用，其合力提供向心力, Fn= mR.直升機(jī)受力情況如圖所示，由幾何關(guān)系得 在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 2 3 / 6 2 mg + 【答案】 A、B 一起隨圓盤做勻速圓周運(yùn) 3，已知木塊 A B到圓盤中心 0的距離為rA和rB,則兩木塊的向心力 如圖所示，在水平轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上，兩個(gè)完全一樣的木塊 動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 之比為（ ） B A. rA :

6、r 1 C. ：1 rB 1 2 rA r A r B 【解析】 木塊 力，因兩木塊旋轉(zhuǎn)的角速度 r A 1 2 r B A B在繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，是木塊與圓盤間的靜摩擦力提供了向心 3 等大，質(zhì)量一樣，由向心力公式 F= mr 2得FA= mrA3, FB ，選項(xiàng) C 正確. D. 2 3 4 / 6 水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為 m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），連接物體和轉(zhuǎn)軸的繩子長(zhǎng)為 1 倍，轉(zhuǎn)盤的角速度由零逐漸增大，求： 當(dāng)角速度為寸爭(zhēng)時(shí)，繩子對(duì)物體拉力的大小. 【解析】 （1）當(dāng)恰由最大靜摩擦力提供向心力時(shí)，繩子拉力為零且轉(zhuǎn)速達(dá)到最大，設(shè)如圖所示是一游樂(lè)轉(zhuǎn)筒的模型圖，它是一個(gè)半徑約為 里面的乘客背

7、靠圓筒壁站立.當(dāng)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速達(dá)到至少每分鐘 落，要保證乘客的安全， 使人隨轉(zhuǎn)筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而不掉下來(lái), 2 2 至少多大？ （g取 10 m/s , n = 10） 【解析】 重力 mg筒壁對(duì)他的支持力 FN和靜摩擦力Ff，如圖 筒壁對(duì)他的最大靜摩擦力至少等于重力. 乘客做圓周 FN來(lái)提供.轉(zhuǎn)速n= 30 r/s = 0.5 r/s.轉(zhuǎn)筒的角速度為 60 =2 n n= n rad/s. =mB3，解得 【答案】 8. FA FB= r A r B. A 如圖所示， r,物體與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是其壓力的 （1）繩子對(duì)物體的拉力為零時(shí)的最大角速轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 3 0,則 3 i g , 時(shí), 2

8、r 此時(shí)，F(xiàn)+ i mg= mw 2r 陽(yáng) 31 g 即 F+ i mg= m 2廠廠 r, 3 3。，所以繩子的拉力 F和最大靜摩擦力共同提供向心力, 得 F=1 口 mg 【答案】（1）寸十g2 1 mg 9. 3 m 的直圓筒，可繞中間的軸轉(zhuǎn)動(dòng), 30 圈時(shí)，乘客腳下的踏板突然脫 則乘客與轉(zhuǎn)筒之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 乘客隨轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時(shí)受三個(gè)力作用: 所示.要使乘客隨筒壁旋轉(zhuǎn)不落下來(lái), 運(yùn)動(dòng)的向心力由筒壁對(duì)他的支持力 r 1 mg= m3 Or，得 3 o= 2 3 5 / 6 由牛頓第二定律可得 FN= mr3 2, Ff = 1 FN= mg 解得 i = 0.33 【答案】 0.33 能力提

9、升6 / 6 1. q A p O O 3 小球A和B用細(xì)線連接，可以在光滑的水平桿上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，已知它們的質(zhì)量之比 m 丨，當(dāng)這一裝置繞著豎直軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)且 A B兩球與水平桿達(dá)到相對(duì)靜止時(shí) （如 圖所示），A、B兩球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的（ ） A. 線速度大小相等 B. 角速度相等 C. 向心力的大小之比為 Fi : F2=：訂 1 D. 半徑之比為ri匚:2=3 : 1 【解析】 當(dāng)兩小球隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，把它們聯(lián)系在一起的同一根細(xì)線為 A、 B兩小球提供的向心力大小相等；同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等；兩小球的圓周軌道半徑之和為細(xì) 線的長(zhǎng)度；兩小球的線速度與各自的軌道半徑成正比. 【答案】

10、B 2. 如圖所示，A、B兩個(gè)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 0 點(diǎn)和B點(diǎn)，讓兩個(gè)小球繞 0點(diǎn)在光滑水平桌面上以相同的角速度做圓周運(yùn)動(dòng)，若 0B繩上的 拉力為Fi, AB繩上的拉力為 F2, 0B= AB則（ ） A. Fi : F2=2 : 3 B . F : F2=： : 2 C. Fi : F2=: 3 D . Fi : F2= 2 : 1 【解析】 小球在光滑水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)角速度為 3 ,在豎直方向上所 受重力與桌面支持力平衡，水平方向不受摩擦力，繩子的拉力提供向心力.由牛頓第二定律， 2 2 3 , 對(duì)A球有F2= mr23 ,對(duì)B球有Fi

11、F2= mri 3 ,已知r 2= 2r 1,各式聯(lián)立解得 Fi=F?.故 B 對(duì)， A、C、D 錯(cuò). 【答案】 B 3. 如圖所示，將完全相同的兩小球 A、B,用長(zhǎng)為L(zhǎng)= 0.8 m 的細(xì)繩懸于以v = 4 m/s向右 勻速運(yùn)動(dòng)的小車頂部，兩球與小車前后壁接觸.由于某種原因，小車突然停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)懸 線的拉力之比FB : 2 FA為(g 取 10 m/s )( ) A. 1 : 1 B .1 : 2 C. 1 3 D .1 : 4 【解析】 當(dāng)車突然停下時(shí)，B不動(dòng)，繩對(duì)B的拉力仍為小球的重力；A球向右擺動(dòng)做 圓周運(yùn)動(dòng)，則突然停止時(shí) A點(diǎn)所處的位置為圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得， FA

12、 2 v I mg=斤斤，從而FA= 3mg故FB : FA= 1 : 3,所以 C 正確.7 / 6 【答案】 C 4. 如圖所示，一根細(xì)線下端拴一個(gè)金屬小球 小孔的水平桌面上.小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 一些的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng) (圖上未畫出)，兩次金屬塊 種情況與原來(lái)相比較，下面的判斷中正確的是 ( ) Q受到桌面的支持力變大 Q受到桌面的靜摩擦力不變 小球P運(yùn)動(dòng)的角速度變大 小球P運(yùn)動(dòng)的周期變大 P,細(xì)線的上端固定在金屬塊 Q上，Q放在帶 (圓錐擺).現(xiàn)使小球改到一個(gè)更高 Q都保持在桌面上靜止.則后一 A. B. C. D. 8 / 6 【解析】根據(jù)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，設(shè)繩

13、與豎直方向的夾角為 受力分析，由平衡條件 f = FTSin 0 = mgan 0 , FN= FTCOS 0 Q受到的支持力不變，靜摩擦力變大， A B 選項(xiàng)錯(cuò)誤；由 mg 一 0，故FT= - ，對(duì)物體進(jìn)行 COS 0 + Mg= mg+ Mg故在 0 增大時(shí), mgan 0 = mlsin 0 3，得 w = 、 ，故角速度變大，周期變小，故 LCOS 0 【答案】C 5.一水平放置的圓盤，可以繞中心 為質(zhì)點(diǎn))，鐵塊與中間位置用輕質(zhì)彈簧連接， C 選項(xiàng)正確，D 選項(xiàng)錯(cuò)誤. 是 10 rad/s 時(shí)，鐵塊距中心 O點(diǎn) 30 cm，這時(shí)彈簧的拉力大小為 0點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，盤上放一個(gè)質(zhì)量是 0.4 k

14、g 的鐵塊(可視 如圖所示鐵塊隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度 2 11 N , g 取 10m/s，求： (1) 圓盤對(duì)鐵塊的摩擦力大小； (2) 在此情況下要使鐵塊不向外滑動(dòng)，鐵塊與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為多大？ 【解析】 鐵塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力為 F= mw 2r = 0.4 x 0.3 x 10 2 N= 12 N 彈簧拉力和摩擦力提供向心力 FN+ R = 12 N Ff = 12 N FN= 1 (2)鐵塊即將滑動(dòng)時(shí) 動(dòng)摩擦因數(shù)至少為 【答案】 (1)1 N 6. N Ff =卩 mg= 1 9 / 6 如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)， 當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)， 物塊 恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng)現(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑 R= 0.5 m，離水平地面的高度 H= 0.8 m , 物塊平拋落地過(guò)程水平位移的大小 s= 0.4 m 設(shè)物塊所受的最大靜摩擦