2020春物理必修2(粤教版)分层训练第二章第二节向心力Word版含解析

A级抓基础1．以下对于向心加快度的说法正确的选项是()A．向心加快度越大，物体速率变化越快B．向心加快度越大，物体转动得越快C．向心加快度方向一直与速度方向垂直D．在匀速圆周运动中，向心加快度是恒定的分析：向心加快度描绘的是圆周运动速度方向变化的快慢，而非速度大小变化的快慢，A、B错误；向心加快度方向指向圆心，与速度方向垂直，C正确；在匀速圆周运动中，向心加快度大小不变，方向时刻改变，D错误．答案：C2．一个在水平面上做匀速圆周运动的物体，假如半径不变，而速率增添为本来速率的3倍时，其向心力是36N，则物体本来遇到的向心力的大小是()A．2NB．4NC．6ND．8Nv2分析：依据向心力公式得：F1＝mr；当速率为本来的3倍时有：3v）2FmBr4N答案：B3.(多项选择)物体相对静止在匀速旋转的水平圆盘上，如下图，则物体所需的向心力是物体所受的()A．合外力B．支持力C．均衡力D．静摩擦力分析：物体做匀速圆周运动，受重力、支持力和摩擦力三个力作用，这三个力的协力等于向心力．因为重力和支持力互相抵消，故三个力的协力等于摩擦力，物体的向心力也等于摩擦力．因此A、D正确，B、C错误．答案：AD4．(多项选择)对于做匀速圆周运动的物体，对于其向心力的说法，以下正确的选项是()A．向心力老是沿半径指向圆心，且大小不变B．向心力是依据力的作用成效命名的C．向心力能够是重力、弹力、摩擦力等各样力的协力，也能够是此中某个力的分力D．向心力实质上是拉力分析：物体做匀速圆周运动需要的向心力，老是沿半径指向圆心，且大小不变，A正确；做匀速圆周运动的物体向心力是以成效命名的．它能够是几个力的协力，也能够是某个力的分力，故B、C正确，错误．答案：ABC5．质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，假如摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，如下图，那么()A．因为速率不变，因此石块的加快度为零B．石块下滑过程中受的合外力愈来愈大C．石块下滑过程中，加快度大小不变，方向在变化D．石块下滑过程中，摩擦力大小不变，方向时刻在变化分析：石块的速率不变，做匀速圆周运动，依据a＝v2r可知，加速度大小恒定，方向时刻变化，A错误，C正确；石块做匀速圆周运v2动，协力F合＝mr，可知合外力大小不变，B错误；物块在运动过程中受重力、支持力及摩擦力作用，支持力与重力沿半径方向的分力，一同充任向心力，在物块下滑过程中，速度大小不变，则在切向上摩擦力与重力沿切线方向的分力大小相等，方向相反，因重力沿切线方向的分力变小，故摩擦力也会愈来愈小，D错误．答案：C6．如下图，长为0.5m的轻质细杆，一端固定一个质量为2kg的小球，使杆绕O点在竖直平面内做圆周运动，小球经过最高点的速率为2m/s，g取10m/s2.对于球在不一样地点所受杆的作使劲，以下判断正确的选项是()A．小球经过最高点时，杆对小球向下的拉力大小是16NB．小球经过最高点时，杆对小球向上的支持力大小是4NC．小球经过最低点时，杆对小球向上的拉力大小是32ND．小球经过最低点时，杆对小球向上的拉力大小是30N分析：设小球在最高点时，重力恰好能供给向心力时，小球的速v2度为v.依据牛顿第二定律，有mg＝mL，解得v＝5m/s，因为v1＝m/s<v，因此杆在最高点对小球产生支持力，方向向上，设其大小为2v1FN，由牛顿第二定律，有mg－FN＝mL，代入数据可得FN＝4N，B正确，A错误．设小球运动到最低点的速度为v2，由动能定理有·mg2L1212＝2mv2－2mv1，设杆对小球的拉力为F，依据牛顿第二定律有：F－2＝v2，联立可得F＝116N，C、D错误．mgmL答案：B7．如下图，有一质量为m1的小球A与质量为m2的物块B通过轻绳相连，轻绳穿过圆滑水平板中央的小孔O.当小球A在水平板上绕O点做半径为r的圆周运动时，物块B恰好保持静止．求：(1)轻绳的拉力；(2)小球A运动的线速度大小．分析：(1)物块B受力均衡，故轻绳拉力FT＝2mg.(2)小球A做匀速圆周运动的向心力等于轻绳拉力FT，v2依据牛顿第二定律，得m2g＝m1r，解得v＝m2grm1.答案：(1)m2g(2)m2grm1B级提能力8.如下图为质点P、Q做匀速圆周运动时向心加快度随半径变化的图线，表示质点P的图线是双曲线，表示质点Q的图线是过原点的一条直线．由图线可知()A．质点P的线速度不变B．质点P的角速度不变C．质点Q的角速度不变D．质点Q的线速度不变分析：质点P的a-r图线是双曲线的一支，即

a与

r成反比，由

a＝vr2

知质点

P的线速度

v的大小是定值，但方向变化，

A错误；依据vω＝r知角速度ω是变量，因此B错误；质点Q的ar图线是一条直线，表示a∝r，由a＝rω2知角速度ω是定值，C正确；依据v＝ωr，线速度v是变量，因此D错误．答案：C9．(多项选择)如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力的大小为N，小球在最高点的速度大小为v，N-v2图象如图乙所示．则()aA．小球的质量为bRB．当v<b时，球对杆有向下的压力C．当v<b时，球对杆有向上的拉力D．若c＝2b，则此时杆对小球的弹力大小为a分析：由题意可知，在最高点时，若v2<b，则杆对球的作使劲为mv2mv2支持力，依据牛顿第二定律得mg－N＝R，解得N＝mg－R，斜率的绝对值k＝a＝m，因此小球的质量为m＝a，A正确．2时，bRbRv<b杆对球的作使劲为支持力，依据牛顿第三定律可知，球对杆有向下的压力，B正确，C错误．当v2＝0时，有N＝mg＝a；当v2＝b时，有＝mb；当v2＝c＝2b时，有mg＋N＝2mb；联立可解得N＝mg＝a，mgRR正确．答案：ABD10．(多项选择)两个质量相等的小球a、b分别用细线连结，悬挂于同一点O.现给两小球必定的初速度，使两小球在同一水平面内做匀速圆周运动，这样就组成两圆锥摆，如下图．若a、b两球做匀速圆周运动的半径之比为ra∶rb＝2∶1，则以下对于描绘a、b两球运动的物理量之比，正确的选项是()A．速度之比va∶vb＝2∶1B．角速度之比ωa∶ωb＝2∶1C．加快度之比aa∶ab＝2∶1D．周期之比Ta∶Tb＝2∶1分析：对此中一个小球受力剖析，如图，受重力、绳索的拉力，因为小球做匀速圆周运动，故协力供给向心力．将重力与拉力合成，协力指向圆心，由几何关系，得细线的拉力FT＝mg，因此向心力F＝mgtanθ＝m(htanθ)ω2，因此角速度ω＝cosθgh，故两球同样；依据v＝ωr可知，线速度之比为半径比，即2∶1，A正确．依据以上剖析，可知角速度之比为1∶1，B错误．由加快度a＝ω2r，可知加快度之比为半径比，即2∶1，C正确．2π周期T＝ω可知，周期之比为1∶1，D错误．答案：AC11．有一种叫“飞椅”的游玩项目，表示图如下图，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边沿．转盘可绕穿过此中心的竖直轴转动，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，求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系．分析：设转盘角速度为ω，钢绳与竖直方向夹角为θ，座椅到中心轴的距离为R＝r＋Lsinθ，对座椅，有Fn＝mgtanθ＝mRω2，联立两式，得ω＝gtanθ.r＋Lsinθ答案：ω＝

gtanθr＋Lsinθ12．如下图，水平转盘上放有一质量为m的物体(可视为质点)，连结物体和转轴的绳索长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，转盘的角速度由零渐渐增大，求：(1)绳索对物体的拉力为零时的最大角速度；(2)当角速度为3μg2r时，绳索对物体拉力的大小