【基础练习】《向心力》（物理人教必修2）.docx

向心力基础练习蚌埠第二中学 渠雷雷老师一、单选题1. 一质量为m的物体做匀速圆周运动，轨道半径为r，线速度的大小为v.则物体做圆周运动所需要的向心力大小为()A. mv2rB. mvrC. mv2rD. mmvr2. 已知某天体的第一宇宙速度为8km/s，该星球半径为R，则在距离该星球表面高度为3R的轨道上做匀速圆周运动的宇宙飞船的运行速度为()A. 22km/sB. 42km/sC. 4km/sD. 8km/s3. 如图所示，A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对一圆盘静止.已知两物块的质量mAB， 则下列关系一定正确的是()A. 角速度ABB. 线速度vAaBD. 向心力FAFB4. 质量为m的物体被绳经过光滑小孔而牵引在光滑的水平面上做匀速圆周运动.当绳子拉力为某个值F时，转动半径为R，当拉力逐渐减小到F4时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则此过程中物体克服外力所做的功为()A. 0B. 3FRC. 5FR4D. FR45. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥面，轴线OO是竖直的，顶点O在下方，锥角为2，若有两个相同的小球A与B(均视为质点)在圆锥的内壁上沿不同的轨道做匀速圆周运动，则有()A. A与B的速度相同B. A与B的运动的周期相同C. 锥壁对A与B的支持力大小相等D. A与B两球的向心加速度aArB，则vAvB，故B错误；向心力F=m2r，相等，rArB，mArB，则aAaB，故C正确。故选C。本题属于同轴转动角速度相同的情况，所以从角速度相同入手讨论。4. 解：根据牛顿第二定律得，F=mv12R，解得EK1=12mv12=12FRF4=mv222R，解得EK2=12mv22=14FR根据动能定理得，W=EK2-EK1=-14FR.则克服外力做功为14FR，故D正确，A、B、C错误故选D根据拉力提供向心力，通过牛顿第二定律求出初末动能，再根据动能定理求出物体克服外力做的功解决本题的关键知道向心力的来源，运用牛顿第二定律和动能定理联合求解5. 解：对小球受力分析，受重力和支持力，如图：由几何知识知：F=mgcot，两小球质量相同，则合力F相同。A、根据牛顿第二定律，有F=mgcot=mv2r得：v=grcotA的半径较大，则v较大，即动能较大，故A错误；B、根据F=m42T2r，A的半径r较大，则周期T较大，故B错误；C、由图中几何关系：N=mgsin，相同，故N相同，故C正确；D、向心加速度a=mgcotm=gcot，相同，故a相同，故D错误；故选：C。对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可本题关键是对小球受力分析，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析6. 解：A、由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，由于细线的拉力和重力都与速度方向垂直，不改变速度大小，所以小球的速度大小不变，故A错误。B、由公式a=v2r，可知因为摆长变短，导致向心加速度变大，故B正确。C、由F=ma知，向心力也变大，故C正确。D、根据牛顿第二定律得：F-mg=mv2r，F=mg+mv2r，v不变，r变小，则F变大，故D正确。本题选错误的，故选：A当细线碰到钉子瞬间，小球的速度大小不变，而摆长变化，小球碰到钉子后仍做圆周运动，由向心力公式可得出绳子的拉力与小球转动半径的关系；由圆周运动的性质可知其线速度、角速度及向心加速度的大小关系解决关键要抓住细线碰到钉子的瞬间，小球的速度大小不变，并要注意细绳碰到钉子前后半径的变化，再由向心力公式分析绳子上的拉力变化7. 解：CD、汽车做的是匀速圆周运动，故是侧向静摩擦力提供向心力，重力和支持力平衡，向心力是合力提供，不是重复受力，故C正确，D错误；A、如果汽车以恒定的角速度转弯，根据Fn=m2r，在内圈时转弯半径小，故在内圈时向心力小，故静摩擦力小，不容易打滑，安全，故A正确；B、若汽车以恒定的线速度大小转弯，根据Fn=mv2r，在外圈是转弯半径大，故在外圈时向心力小，故静摩擦力小，不容易打滑，安全，故B正确；故选：ABC汽车做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向圆心，结合公式Fn=m2r=mv2r分析即可。本题关键是明确汽车的运动性质是匀速圆周运动，找到向心力来源，结合向心力公式列式分析，基础题目。8. 解：A、在最高点时，加速度向下，故乘客处于失重状态，乘客重力大于座椅对他的支持力，故A正确；BC、在最低点，乘客合外力向上，故重力小于他所受到的支持力，故BC错误；D、调节摩天轮转速，在最高点，根据牛顿第二定律可知mg-FN=mv2r，解得FN=mg-mv2r，当速度增大时，乘客对他座椅的压力可能为零，故D正确故选：AD。做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律判断出最高点和最低点的相互作用力；本题主要考查了匀速圆周运动，明确在最高点和最低点的受力，利用牛顿第二定律即可判断9. 解：重力不变，支持力方向相同，根据力的合成，知在A、B两处两支持力大小、合力大小相等。根据F合=mv2r=mr2得，知半径越大，线速度越大，角速度越小。所以A处的线速度大于B处的线速度，A处的角速度小于B处的角速度。故A、B、C正确，D错误。故选：ABC。演员和摩托车受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据合力提供向心力比较线速度、角速度的大小，根据平行四边形定则比较支持力的大小和合力的大小。解决本题的关键知道向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。注意两种模型都是固定不动的，不要和同轴转动的混淆。10. 解：当物体M在此平面绕中心轴线以角速度转动时，当M恰好要向里滑动时，取得最小值为min，此时M所受的静摩擦力达到最大为Fmax，方向沿半径向外，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供所需要的向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式有：mg-Fmax=Mmin2r，代入数据解得min=1rad/s；当M恰好要向外滑动时，取得最大值为max，此时M所受的静摩擦力达到最大为Fmax，方向沿半径向里，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供所需要的向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式有：mg+Fmax=Mmax2r，代入数据解得max=3rad/s；所以角速度范围是：1rad/s3rad/s，故BC正确，AD错误；故选：BC。当此平面绕中心轴线以角速度转动时，若M恰好要向里滑动时，取得最小值，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向外，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供M所需要的向心力。若M恰好要向外滑动时，取得最大值，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向里，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供M所需要的向心力。根据牛顿第二定律分别求出的最小值和最大值，即可得到的取值范围本题是圆周运动中临界问题，抓住当M恰好相对此平面滑动时静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律求解角速度的取值范围11. 解：以小球为研究对象，可能受到重力、支持力和失重拉力作用，受力情况如图所示：A、如果细绳对小球的拉力为零，则小球受到的重力与支持力的合力不可能提供向心力，故A错误；B、细绳和金属圆环对小球的作用力大小如果相等.二者在水平方向的合力为零，则向心力为零，故B错误；C、将拉力F和支持力N进行正交分解，如图所示，根据平衡条件可得：竖直方向：Fcos60+Ncos60=mg，水平方向：Fsin60-Nsin60=mR2，其中R=rsin60=32r 联立解得：F=mg+33mR2=mg+12mr2，N=mg-12mr2，所以细绳对小球拉力与小球的重力大小不可能相等，故C正确；D、当=2gr时，N=mg-12mr2=0，所以此时金属圆环对小球的作用力为零，故D正确故选：CD以小球为研究对象进行受力分析，根据共点力的平衡条件和向心力的来源结合牛顿第二定律进行分析本题主要是考查了向心力的概念；知道做匀速圆周运动的物体受到的合力提供向心力，且向心力的方向一定指向圆心，知道向心力的来源12. 汽车在水平路面上拐弯，靠静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求出车速的最大值解决本题的关键知道汽车拐弯向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解13. (1)当过最低点时的速度为6m/s时，重力和细线拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出细线的拉力(2)当小球在最高点速度为4m/s时，重力和细线拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出细线的拉力(3)过最高点时绳的拉力刚好为零，重力提供圆周运动的向心力.根据牛顿第二定律求出最高点的临界速度解决本题的关键知道小球在竖直面内做圆周运动，靠沿半径方向的合力提供向心力14. (1)小球向下运动的过程中，绳子拉力不做功，只有重力做功，满足机械能守恒的条件，即可根据机械能守恒定律列式求解v；小球经过最低点时，由细绳的拉力F和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求F(2)根据机械能守恒定律求解即可本题是机械能守恒与向心力知识的综合，对于本题的结论要理解记忆，其中第1小题F的大小与绳长无关的特点要特别关注15. (1)当小球转到最高点A时，人突然撒手后小球做平抛运动，由时间求出高度(2)由水平方向小球做匀速直线运动，由水平位移BC求解小球离开最高点时的线速度(3)人撒手前小球运动到A点时，小球由重力和拉力的合力提供向