向心力增分训练word版含答案

向心力一、选择题1．洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附着在筒壁上,如图所示,则此时()A.衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的C.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而减小D.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大2．如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动,下列说法正确的是()A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大B.物体所受弹力增大,摩擦力减小C.物体所受弹力减小,摩擦力减小D.物体所受弹力增大,摩擦力不变3．如图所示，两根长度不同的细绳，一端固定于O点，另一端各系一个相同的小球，两小球恰好在同一水平面内做匀速圆周运动，则()A．A球受细绳的拉力较大B．它们做圆周运动的角速度不相等C．它们所需的向心力跟轨道半径成反比D．它们做圆周运动的线速度大小相等4．质量为m的飞机，以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，空气对飞机作用力的大小等于()\r(g2＋\f(v4,R2)) \f(v2,R)\r(\f(v4,R2)－g2) 5．用材料和粗细相同、长短不同的两段绳子,各拴一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,那么()。A.两个球以相同的线速度运动时,长绳易断B.两个球以相同的角速度运动时,长绳易断C.两个球以相同的角速度运动时,短绳易断D.不管怎样,都是短绳易断6．荡秋千是儿童喜爱的游戏,秋千从P点向Q点荡的过程中,经过E点时小孩所受合力方向可能是图中的()。A.竖直向下的1方向B.沿切线的2方向方向D.指向圆心的4方向7．如图所示,一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动,其中一个处于中间位置的土豆质量为m(可视为质点),它到转轴的距离为R,则其他土豆对该土豆的作用力为()。ω2RC. D.8．飞机俯冲拉起时,飞行员处于超重状态,此时座位对飞行员的支持力大于飞行员所受的重力,这种现象叫过荷。过荷过重会造成飞行员大脑贫血,四肢沉重,暂时失明,甚至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的支持力影响。取g=10m/s2,则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度为100m/s时,圆弧轨道的最小半径为()。m mm m二、多选题9．(多选)如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是()A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向可能为a方向B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为b方向C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为c方向D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为d方向10．(多选)在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，使小球以角速度ω做匀速圆周运动.下列说法中正确的是()、ω不变，m越大线越易被拉断、ω不变，l越小线越易被拉断、l不变，ω越大线越易被拉断不变，l减半且角速度加倍时，线的拉力不变三、计算题11．图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋.若将人和座椅看成一个质点，则可简化为如图乙所示的物理模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设绳长l＝10m，质点的质量m＝60kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d＝m，转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角θ＝37°，不计空气阻力及绳重，且绳不可伸长，sin37°＝，cos37°＝，g＝10m/s2，求质点与转盘一起做匀速圆周运动时：(1)绳子拉力的大小；(2)转盘角速度的大小.12．有一种叫“飞椅”的游乐项目,如图所示。长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动,当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转动轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ,不计钢绳的重力,求:(1)转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系。(2)此时钢绳的拉力大小。参考答案一、选择题1．A【解析】衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力三个力的作用,其中筒壁的弹力提供其做圆周运动的向心力,A正确,B错误;由于重力与静摩擦力保持平衡,所以摩擦力不随转速的变化而变化,C、D错误。2．D【解析】物体在竖直方向上受重力G与摩擦力F,是一对平衡力,在向心力方向上受弹力FN,根据向心力公式,可知FN=mω2r,当ω增大时,FN增大,所以应选D。3．A【解析】设细绳与竖直方向之间的夹角为θ，对小球进行受力分析，在竖直方向上的合力等于零，有mg＝Fcosθ，解得F＝eq\f(mg,cosθ)，可知A球受细绳的拉力较大，A正确；在水平方向上的合力提供向心力，有mgtanθ＝mω2lsinθ，两球距O点的竖直高度相同，即lcosθ相同，则ω相等，B错误；线速度v＝ωlsinθ，角速度相等，运动半径lsinθ不同，则线速度不相等，D错误；小球做匀速圆周运动所需的向心力等于合力，即F向＝mgtanθ＝mgeq\f(r,h)＝mgeq\f(r,lcosθ)，则F向与r成正比，C错误。4．A【解析】空气对飞机的作用力有两个作用效果.其一：竖直方向的作用力使飞机克服重力作用而升空.其二：水平方向的作用力提供给飞机做圆周运动的向心力，使飞机可在水平面内做匀速圆周运动.对飞机的受力情况进行分析，如图所示.飞机受到重力mg、空气对飞机的作用力F，两力的合力为F向，方向沿水平方向指向圆心.由题意可知，重力mg与F向垂直，故F＝eq\r(m2g2＋F向2)，又F向＝meq\f(v2,R)，联立解得F＝meq\r(g2＋\f(v4,R2)).5．B【解析】绳子对物体的拉力FT充当向心力。由FT=m=mω2r分析,得知B项正确。6．C【解析】荡秋千时秋千做变速圆周运动,绳的拉力和重力沿半径方向的分力的合力沿半径方向,用来改变线速度的方向;沿着切线方向的重力分力,用来改变线速度的大小,根据矢量合成法则知,半径方向和切线方向的合力方向沿3方向,C项正确。7．C【解析】土豆做匀速圆周运动,受重力和其他土豆对该土豆的作用力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律和向心力公式可知,其他土豆对该土豆在水平方向上有Fx=mω2R,在竖直方向上有Fy=mg,故其他土豆对该土豆的作用力F==,C项正确,A、B、D三项错误。8．C【解析】在飞机过最低点时,对飞行员受力分析,由牛顿第二定律有FN-mg=m,FN=9mg,联立解得R==125m,C项正确。二、多选题9．BD解析：BD物块随圆盘转动时，轨迹平面在水平面内，而物体在水平方向上只受到一个摩擦力的作用，摩擦力便是物体所受合力．当圆盘匀速转动时，向心力就是合力，故此时摩擦力方向一定沿c方向，A错误．当圆盘加速转动时，合力即摩擦力除了一个分力提供转动所需向心力外，另一个分力提供使物块加速所需的切向作用力，此分力方向与速度同向即沿a方向，故此时摩擦力的方向可能是沿b方向的，B正确，C错误．同理当圆盘减速转动时，摩擦力的方向可能沿d方向，D正确．10．AC【解析】在光滑的水平面上细线对小球的拉力提供小球做圆周运动的向心力.由Fn＝mω2r知，在角速度ω不变时，Fn与小球的质量m、半径l都成正比，故A项正确，B项错误；质量m不变时，Fn又与l和ω2成正比，故C项正确，D项错误.三、计算题11．(1)如图所示，对人和座椅进行受力分析，图中F为绳子的拉力，在竖直方向：Fcos37°－mg＝0解得F＝eq\f(mg,cos37°)＝750N.(2)人和座椅在水平面内做匀速圆周运动，重力和绳子拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有mgtan37°＝mω2RR＝d＋lsin37°联立解得ω＝eq