向心力达标练习- 高中物理人教版必修第二册.docx

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1、内装订线学校:_姓名：_班级：_考号：_外装订线 6.2向心力达标练习- 高中物理人教版必修第二册题号一二三四总分得分注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1物理方法是运用现有的物理知识对物理问题做深入的学习和研究，找到解决物理问题的基本思路与方法。在运用如图所示的向心力演示仪探究向心力的表达式时，所采用的研究方法是（）A控制变量法B比较法C理想模型法D等效法2向心力演示器中三层塔轮的尺寸关系如图甲所示。把两个质量相同的小钢球分别放在长槽和短槽内，皮带处于塔轮第一层如图乙所示。稳定地摇动手柄使它们做匀速圆周运动，由此可以探究（）A向心力的大小

2、与质量的关系B向心力的大小与轨道半径的关系C向心力的大小与角速度的关系D角速度与周期的关系3同学们要认真阅读课本，课本中对概念、规律的阐述深入浅出，思想方法丰富。下列关于课本中相关案例的说法正确的是（）A图1所示的演示实验中，若用玻璃球进行实验，同样可以看到小球靠近磁体做曲线运动B图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法C图3所示的演示实验中，敲击振片，A球做平抛运动而B球做自由落体，两球同时落地。该实验只需做一次，即可证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动D图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，这

3、说明“向心力与转速成正比”4如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动。下列关于汽车转弯时的说法正确的是（）A汽车处于平衡状态B汽车的向心力由重力和支持力提供C汽车的向心力由摩擦力提供D汽车的向心力由支持力提供5高空滑索是勇敢者的运动。如图所示一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动（设钢索是直的），下滑过程中到达图中A位置时轻绳与竖直线有夹角，到达图中B位置时轻绳竖直向下。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A在A位置时，人的加速度可能为零B在A位置时，钢索对轻绳的作用力大于人的重力C在B位置时，钢索对轻环的摩擦力为零D若轻环在B位置突然被卡住，则此时轻绳对人

4、的拉力大于人的重力6如图所示，一竖直圆盘上固定着一个质量为0.2kg的小球（可视为质点），小球与圆盘圆心O的距离为5cm。现使圆盘绕过圆心O的水平轴以大小为10rad/s的角速度匀速转动。当小球运动到O点正上方时圆盘对小球的作用力大小为F1。当小球运动到O点正下方时圆盘对小球的作用力大小为F2，重力加速度大小g= 10m/s2，则（）AF1=3N；F2=2NBF1=2N；F2=3NCF1=1N；F2=3NDF1=1N；F2=2N二、多选题7下列关于运动与力之间关系的描述，正确的是（）A做匀速直线运动的物体可能不受力B做匀速直线运动的物体突然受到恒定外力，若合外力不为零，一定做曲线运动C做曲线运

5、动的物体所受的合外力方向一定和速度方向不共线D做匀速圆周运动的物体所受合力为变力8如图所示，质量为m的小球置于内表面光滑的正方体盒子中，盒子的棱长略大于球的直径。某同学拿着这个盒子在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，盒子在运动过程中不发生转动，已知重力加速度为g，盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力。以下说法正确的是（）A该盒子做匀速圆周运动的线速度为B该盒子做匀速圆周运动的周期为C盒子经过最低点C时与小球之间的作用力大小为2mgD盒子经过与圆心O等高处的B点时，小球对盒子左壁的压力大小为mg9用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。通过本实验可以得到的

6、结论是（）A在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比B在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比C在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比D在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比10山崖边的公路常常称为最险公路。如图所示，外圈临悬崖，一辆汽车欲安全下坡通过此弯道公路，下列说法 正确的是（） A若汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈较为安全B若汽车以大小恒定的线速度转弯，选择外圈较为安全C汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用D汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用三、实验题11用如图所示的装置来验证向心力的表达式。用手指搓动竖

7、直轴顶端的滚花部分，使重锤A在水平面内做匀速圆周运动。实验步骤如下：A先称出重锤的质量m，把它用线悬挂在横杆的一端。调整横杆的平衡体B的位置，使横杆两边平衡。量出重锤到轴的距离r，移动指示器p的位置，使它处于重锤的正下方；B在重锤和转轴之间挂上水平弹簧，这时重锤将被拉向转轴。用手指搓动转轴，尽量使重锤做匀速转动，并从指示器的正上方通过；C记下重锤转动n圈经过指示器正上方的时间t，测出周期以及弹簧的原长L和劲度系数k。回答下列问题：（1）重锤A运动时要保持重锤的悬线 ；（2）重锤A的周期T= ，弹簧的拉力F= （用k、r、L来表示）；（3）重锤A的向心力Fn= （用m、r、n、t来表示），当 成

8、立时，向心力的表达式得到验证（用k、r、L、m、n、t来表达）四、解答题12做匀速圆周运动的物体，质量为1kg，10s内沿半径为20m的圆周运动100m，试求物体做匀速圆周运动时；（1）线速度的大小；（2）向心力的大小；13如图（a）所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，小球C用细绳拴在铁钉B上（细绳能承受足够大的拉力），A、B、C在同一直线上。时，给小球一个垂直于绳的速度，使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。在时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图（b）所示，则：（1）两钉子间的距离为绳长的几分之几？（2）时细绳的拉力大小？（3）时细绳的拉力大小？14如图所示，长为L的细线拴一质量为

9、m的小球，细线另一端固定于O点，让小球在水平面内做匀速圆周运动，这种运动通常称为圆锥摆运动。已知运动中细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，求（1）小球在水平面内做匀速圆周运动的向心力大小；（2）细线对小球的拉力F的大小；（3）小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小。15如图所示，“”形框架的水平细杆OM和竖直细杆ON均光滑，质量分别为m、3m金属环a、b用长为l的轻质细线连接，分别套在水平细杆和竖直细杆上，水平细杆离地高度为2.5l，a环在水平外力作用下，静止在水平杆末端M处，且=37，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8。（1）求线上的张力T；（2）若撤去a环上的水平

10、拉力，让整个装置绕ON匀速转动，使细线与水平杆间夹角仍为37，求此时装置转动的角速度；（3）在第2问的情景下，突然线断开，求当a环落地时，a、b环之间的距离s（两环落地后不反弹）。试卷第7页，共7页学科网（北京）股份有限公司参考答案：1A【详解】在探究向心力的表达式时，由于要研究向心力与质量、圆周运动的半径和线速度（或角速度）多个变量之间的关系，所以采用的方法是控制变量法。故选A。2B【详解】ABC把两个质量相同的小钢球分别放在长槽和短槽内，表明两个小球的质量相同，做圆周运动的半径不同；皮带处于塔轮第一层，线速度相同，塔轮的半径相同，根据 ，两个小球的角速度相同；根据 ，两个小球的质量和角速度

11、相同，由此可以探究向心力大小与轨道半径的关系，AC错误，B正确；D根据 ，两个小球的角速度相同，则两个小球的周期也相同，即两个小球的角速度和周期都相同，无法探究角速度与周期的关系，D错误。故选B。3B【详解】A图1所示的演示实验中，若用玻璃球进行实验，磁体对玻璃球没有吸引作用，不会出现小球靠近磁体做曲线运动，故A错误；B图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法，故B正确；C图3所示的演示实验中，应改变装置的高度和敲击振片的力度，进行多次实验，若两球同时落地，则证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动，故C错误；D图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周

12、运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，只能说拉力随着转速增大而增大，并不能证明向心力与转速成正比，故D错误。故选B。4C【详解】A汽车转弯时存在向心加速度，运动状态不断变化，所以不是处于平衡状态，故A错误；BCD汽车在水平面内做匀速圆周运动，重力和支持力都沿竖直方向，不可能提供向心力，所以提供向心力的一定是在水平方向的摩擦力，故BD错误，C正确。故选C。5D【详解】AB在A位置时，人受到重力和线的拉力，合力沿斜面向下，不为零，则加速度不可能为零；由矢量三角形可知此时人所受的拉力小于重力，由牛顿第三定律可知，钢索对轻绳的作用力等于人所受的拉力，所以钢索对轻绳的作用力小于人的重力，AB

13、错误；C在B位置时，细绳的拉力竖直，则人匀速下滑，此时钢索对轻环的摩擦力等于重力沿钢索方向的分力，C错误；D若轻环在B位置突然被卡住，则此时人将做圆周运动，根据可知，轻绳对人的拉力大于人的重力，D正确。故选D。6C【详解】小球做匀速圆周运动所需的向心力大小为当小球运动到O点正上方时，F1的方向与重力方向相反，则根据牛顿第二定律可得解得F1=1N。当小球运动到O点正下方时，F2的方向与重力方向相反，同理可得解得F2=3N。故选C。7ACD【详解】A根据牛顿第一定律可知，物体不受外力或所受的合外力是零时，物体做匀速直线运动或者保持静止状态，因此做匀速直线运动的物体，可能不受力，也可能受平衡力，A

14、项正确；B做匀速直线运动的物体突然受外力，若受外力方向与速度共线，则做直线运动；若受外力方向与速度不共线，则做曲线运动，B项错误；C物体做曲线运动的条件是物体所受合外力方向和速度方向不共线，C项正确；D匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力，合力大小不变，方向与速度方向始终垂直，因此合力是变力，D项正确。故选ACD。8CD【详解】A盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力，此时对球，重力提供向心力，有则该盒子做匀速圆周运动的线速度为所以A错误；B盒子做匀速圆周运动的周期为所以B错误；C盒子经过最低点C时，对球，支持力与重力的合力提供向心力，有解得所以C正确；D盒子经过与圆心O等高处的B点时，球受

15、到盒子左壁的水平向右的压力Fx提供向心力，有根据牛顿第三定律，小球对盒子左壁的压力大小为所以D正确。故选CD。9AC【详解】AB在质量和半径一定的情况下，根据向心力的大小与角速度的平方成正比，与线速度的平方成正比，故A正确，B错误；C根据在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故C正确；D根据在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故D错误。故选AC。10ABC【详解】A汽车转弯时是做圆周运动，由侧向静摩擦里提供向心力，根据向心力公式可知，当角速度不变时，半径越小，向心力越小，因此在内圈时向心力小，静摩擦力小，不容易打滑，较为安全，故A正确；B根据向心力公式可知，当

16、线速度大小不变时，半径越大，向心力越小，因此在外圈时向心力小，静摩擦力小，不容易打滑，较为安全，故B正确；CD汽车转弯是做圆周运动，由侧向静摩擦里提供向心力，重力和支持力平衡，汽车在转弯时只受到重力、支持力和摩擦力作用，向心力是效果力，由其它力来提供，不是物理实际受到的力，故C正确，D错误。故选ABC。11 竖直 【详解】（1）1为了保证水平弹簧的拉力充当向心力，重锤A运动时要保持重锤的悬线竖直；（2）2重锤A的周期为3根据胡克定律可得弹簧的拉力（3）4重锤A的向心力为联立可得5当成立时，向心力的公式得到验证，即成立时向心力的公式得到验证。12（1）10m/s；（2）5N【详解】（1）线速度大

17、小为（2）向心力的大小为13（1）；（2）6N；（3）7.5N【详解】（1）设细绳长为L，由图b可知，在06s时间内细绳拉力大小不变，可知610s时间内细绳拉力大小不变，则有因为可得即两钉子间的距离为绳长的。（2）由图b可知，小球在第一个半圈经历时间为6s，则有小球在第二个半圈经历时间为在时，小球在转第二个半圈，则有细绳的拉力大小为6N。（3）小球转第三个半圈的时间在时，小球转动的半径为解得细绳的拉力大小为14（1）mgtan；（2）；（3）【详解】（1）由受力分析可知，重力与细线拉力的合力提供向心力，如图：有Fn=mgtan（2）建立如图所示的坐标系，竖直方向上有Fcos=mg解得（3）小球做圆周运动的半径为r=Lsin向心力即解得15（1）5mg；（2）；（3）【详解】（1）对b环根据平衡条件可得解得（2）使细线与水平杆间夹角仍为37，说明此时线上张力不变，对a根据牛顿第二定律有解得（3）在（2）情境下，a环的线速度大小为线断开后，a环沿线速度方向飞出做平抛运动，下落时间为水平位移大小为当a环落地时，a、b环之间的距离为答案第7页，共7页学科网（北京）股份有限公司