2022-2023学年人教版必修第二册第6章2第1课时向心力作业.docx

第六章2第1课时向心力合格考训练1 . (2021吉林松原市高一月考)关于向心力，下列说法正确的是(B)A.做圆周运动的物体所受的合力一定是向心力B.向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小C.物体除受其他的力外还要受到一个向心力的作用D.做匀速圆周运动的物体所受向心力不变解析：非匀速圆周运动，合外力指向圆心的分量提供向心力，故A错误；圆周运动的 向心力的方向始终指向圆心，与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故 B正确；向心力是做圆周运动需要的力，是效果力，受力分析时，不能说物体受到向心力作 用，故C错误；做匀速圆周运动物体，向心力大小不变，方向时刻改变，故D错误。2 .狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速率行驶，下列给出的四个关于雪橇受到 的牵引力尸及摩擦力a的示意图(图中。为圆心)正确的是C)解析：滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，雪橇做匀速圆周运动，合力应该指向圆 心，可知C正确，A、B、D错误。3 .如图所示，一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，一个小孩坐在距圆心为r 处的P点不动，关于小孩的受力，以下说法正确的是(C)A.小孩在2点不动，因此不受摩擦力的作用B.小孩随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力的合力充当向心力C.小孩随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力D.若使圆盘以较小的转速转动，小孩在P点受到的摩擦力不变解析：由于小孩随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心，而重力 和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此小孩会受到静摩擦力的作用，且充当向 心力，选项A、B错误，C正确；由于小孩随圆盘转动半径不变，当圆盘角速度变小，由尸 可知，所需向心力变小，选项D错误。4 . 一质量为，的物体，沿半径为R的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速 度为小物体与轨道间的动摩擦因数为“，重力加速度为g,则它在最低点时受到的摩擦力 大小为(C)C."机A. 4mgB. D.解析：在最低点由向心力公式得：八一 吆=*，得/N = ?g +吟，又由摩擦力公式 有片=尸n=吆+j+五y c选项正确。5 .（多选）（2021.广西玉林市博白高一月考）如图所示，一辆汽车正通过一段弯道公路， 视汽车做匀速圆周运动，则（BC）A.该汽车向心力恒定不变B.汽车左右两车灯的角速度大小相等C.若速率不变，则跟公路外道相比，汽车在内道行驶时所受的向心力较大D.若速率不变，则跟晴天相比，雨天路滑时汽车在同车道上行驶时所受的向心力较小 解析：向心力是矢量，方向时刻变化，A错误；汽车整体的角速度相等，左右两个灯的 角速度相同，B正确；若汽车以恒定的线速度大小转弯，根据耳=",，在内轨道时转弯半*径小，故在内轨道时向心力大，C正确；根据吊=7,知向心力不会因为天气而变化，只 是雨天路面较滑，最大静摩擦力减小，D错误。6 . 一根长为0.8 m的绳子，当受到7.84 N的拉力时会被拉断。若在此绳的一端拴一个 质量为0.4kg的物体，使物体以绳子的另一端为圆心在竖直面内做圆周运动，当物体运动到 最低点时绳子恰好断裂。求物体运动至最低点时的角速度大小和线速度大小（g取9.8 N/kg）,答案：3.5 rad/s2.8 in/s解析：当物体运动到最低点时，物体受重力陪、绳子拉力公，根据牛顿第二定律及向 心力公式得后一吆=，苏，又由牛顿第三定律可知，绳子受到的拉力和绳子拉物体的力大 小相等，绳子被拉断时受到的拉力为广r' =7.84 N,故尸r=7.84N。所以，绳子被拉断时物 体的角速度大小为P j9'rad/s=3.5 rad/s,物体的线速度大小为 71U.4 入 U.Oo=sr=3.5X0.8 m/s=2.8 m/s。7 .如图所示是一游乐转筒的模型图，它是一个半径约为2 m的直圆筒，可绕中间的竖 直轴转动，里面的乘客背靠圆筒壁站立。当转筒转速达到至少每分钟30圈时，乘客脚下的 踏板突然脱落，乘客随筒一起转动而不掉下来。要保证乘客的安全，乘客与转筒之间的动摩 擦因数至少为多大？（g取10 m/s2, ti2=10）答案:0.5解析：乘客随转筒旋转时受三个力：重力机g、筒壁对他的支持力尸n和静摩擦力a, 要使乘客随筒一起转动而不掉下来，筒壁对他的最大静摩擦力应至少等于重力，乘客做圆周 运动的向心力由筒壁对他的支持力/N来提供。转简的角速度为=2兀=兀rad/s,由牛顿第二定律可得，"一尺=/瓜=，吟 联等级考训练8 .如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心, 4方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是（A）A.当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为。8 .当转盘匀速转动时，P不受转盘的摩擦力C.当转盘加速转动时，尸受摩擦力方向可能为D.当转盘减速转动时，。受摩擦力方向可能为人解析：当转盘匀速转动时，P所受摩擦力提供向心力，方向指向圆心，A正确，B错误； 当转盘加速转动时，户沿。方向有加速度，沿c方向也有加速度，故P所受摩擦力方向可能 为，C错误；当转盘减速转动时，。沿4的反方向有加速度，沿。方向有加速度，故其所 受摩擦力方向可能为"，D错误。9 .（多选）质量为，的小球用长为L的轻质细线悬挂在。点，在。点的正下方3处有一 光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子 的瞬间（瞬时速度不变），设细线没有断裂，则下列说法正确的是（AC）A.小球的角速度突然增大10 小球的角速度突然减小C.小球对细线的拉力突然增大D.小球对细线的拉力保持不变解析：根据题意，细线碰到钉子的瞬间，小球的瞬时速度。不变，但其做圆周运动的半 径从L突变为由=,可知小球的角速度突然增大，选项A正确，B错误；根据Ft陪 =¥可知小球受到的拉力增大，由牛顿第三定律知，小球对细线的拉力增大，选项C正确， D错误。10. （2021福建福州高一下期中）将一平板折成如图所示形状，A8部分水平且粗糙，BC 部分光滑同与水平方向成。角，板绕竖直轴00'匀速转动，放在4B板E处和放在8c板产 处的物块均刚好不滑动,两物块到转动轴的距离相等,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力， 则物块与AB板的动摩擦因数为（A）A. =tan°B,"=春C. 4=sin。D. =cos。解析：设两物体到竖直轴的距离均为，平板转动的角速度为，对4c部分上 的物块受力分析，重力和支持力的合力提供向心力，且合力方向水平向左，有gian 0= morr,对4B部分上的物块受力分析，最大静摩擦力提供向心力，即阴吆大联立解 得E处的物块与A8板的动摩擦因数"=tan。，故A正确。11 .如图所示，质量机=50 kg的跳台滑雪运动员（视为质点）经过一段半径R=20 m的 圆弧加速滑行后，从。点(0点正好在圆弧对应圆心的正下方)水平飞出，落到斜坡上的A点， 已知斜坡与水平面的夹角0=37。,。点到A点的距离L=75 m,不计空气阻力(取sin 37°= 0.6, cos 37。=0.8, =10 m/s2)» 求：(I)运动员在空中运动的时间六(2)运动员刚到达O点时受到O点的支持力大小N。答案：(l)3s(2)l 500 N解析：(1)设。、4的竖直距离为，有力=%产，根据几何关系可知乙=磊，解得，=3So(2)设0、A的水平距离为x,运动员刚离开。点时的速度为如，有x=L-cos=60 m, Vo="=2O m/s,根据向心力公式，有 Nmg="硬,解得 N=1 500 No12 . (2022河北高一月考)无动力风帽又叫球形通风器，是屋顶常见的一种通风设备。一 风帽如图所示，它会在自然风的推动下绕其竖直中心轴旋转。在其边缘某处粘有一块质量为 加的橡皮泥，过橡皮泥所处的位置的一条切线竖直，橡皮泥到中心轴的距离为/。某段时间 内，风帆做匀速圆周运动，在时间/内发现风帽旋转了 圈。重力加速度大小为g。求：(1)橡皮泥线速度的大小；(2)风帽对橡皮泥作用力的大小。答案：(IW丁(2)尸一/ 6+.解析：(1)橡皮泥随风帽一起运动时的角速度为=羿，橡皮泥的线速度大小为。=3=驾；(2)橡皮泥运动时受到的向心力大小为句=Q2/=号辿，对橡皮泥受力分析可知，风帽对橡皮泥的作用力的大小为F = N(mg)2+理=I . , 167rb7)Z2"勺 ? 0