【精准解析】高中物理必修第二册：6.2 向心力

第六章

圆周运动2

向心力【基础巩固】1.下列关于圆周运动的说法错误的是

(

)A.向心力只改变物体运动的方向,不能改变物体的速度大小B.向心力是指向圆心方向的力,是根据力的作用效果命名的C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中一种力或一种力的分力D.物体可以做加速圆周运动说明向心力可以改变物体速度的大小答案:D2.质量为1kg的小球做匀速圆周运动,10s内沿半径为20m的圆周运动了100m.小球做匀速圆周运动时,下列选项正确的是

(

)A.线速度的大小为5m/sB.向心力的大小为5NC.角速度大小为5rad/sD.周期大小为4s答案:B3.用长短不同、材料和粗细均相同的两根绳子各拴着一个质量相同的小球,使其在光滑的水平面上做匀速圆周运动,则

(

)A.两个小球以相同的角速度运动时,短绳容易断B.两个小球以相同的线速度运动时,长绳容易断C.两个小球以相同的角速度运动时,长绳容易断D.不管怎样都是短绳容易断答案:C4.在光滑杆上穿着两个小球,质量分别为m1、m2,且m1=2m2,用细线把两球连起来,当光滑杆匀速转动时,两小球刚好能与杆保持无相对滑动,如图所示,此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为(

)A.1∶2

B.1∶

C.2∶1

D.1∶1答案:A5.摆式列车是集电脑、自动控制等技术于一体的高速列车,如图所示.当列车转弯时,在电脑控制下,车厢会自动倾斜.行走在平直路上时,车厢又恢复原状,就像玩具“不倒翁”一样.假设有一超高速列车在水平面内行驶,以100m/s的速度拐弯,拐弯半径为500m,g取10m/s2,则质量为50kg的乘客,在拐弯过程中受到的火车给他的作用力为

(

)A.500N

B.500N

C.1000N

D.0答案:A6.如图所示,长0.4m的细绳,一端拴一质量为0.2kg的小球,另一端固定于O点,小球在光滑水平面上绕O点做匀速圆周运动.若运动的角速度为5rad/s,求绳对小球施加的拉力的大小.解析:小球沿半径等于绳长的圆周做匀速圆周运动,根据向心力公式,所需向心力的大小Fn=mω2r=2N.因此,绳对小球施加拉力的大小FT=Fn=2N.答案:2N【拓展提高】7.鹰在高空中盘旋时,垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力.如图所示,当翼面与水平面成θ角且鹰以速率v匀速水平盘旋时,半径为

(

)A.R=

B.R=C.R=

D.R=解析:鹰做匀速圆周运动,合力提供向心力,则有mgtanθ=m,解得半径为R=,故选项B正确.答案:B8.如图所示,一轨道由圆弧和水平部分组成,且连接处光滑.质量为m的滑块与轨道间的动摩擦因数为μ.在滑块从A滑到B的过程中,受到的滑动摩擦力的最大值为Ff,则

(

)A.Ff=μmg

B.Ff<μmgC.Ff>μmg

D.无法确定Ff的值解析:当滑块刚要滑到水平轨道部分时,轨道对滑块的支持力FN=+mg,FN>mg,滑块在此位置受到摩擦力大于μmg,所以Ff>μmg,选项C正确.答案:C9.(多选)甲、乙两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧测力计做匀速圆周运动.已知m甲=80kg,m乙=40kg,两人相距0.9m,弹簧测力计的示数为96N,下列判断中正确的是

(

)A.两人的线速度相同,约为40m/sB.两人的角速度相同,为2rad/sC.两人的运动半径相同,都是0.45mD.两人的运动半径不同,甲为0.3m,乙为0.6m解析:两人旋转一周的时间相同,故两人的角速度相同,两人做圆周运动所需的向心力相同,由Fn=mω2r可知,旋转半径满足r甲∶r乙=m乙∶m甲=1∶2,又r甲+r乙=0.9m,则r甲=0.3m,r乙=0.6m.两人的角速度相同,则v甲∶v乙=1∶2.由Fn=m甲ω2r甲可得ω=2rad/s.故选项B、D正确.答案:BD【挑战创新】10.如图所示,长为l的细线一端悬于O点,另一端连接一个质量为m的小球,小球从A点由静止开始摆下,当摆到A点与最低点之间的某一位置C点时,其速度大小为v,此时悬线与竖直方向夹角为θ.求小球在经过C点时悬线对小