物理鲁科版必修第二册第2节 科学探究：向心力课时作业

【优选】第2节科学探究：向心力课时练习

一.单项选择

1.在杯子内有质量不同的46两个光滑小球，它们分别在如图所示的水平面内做匀速

圆周运动，则（）

A.A物体的线速度必定小于B物体的线速度

B.力物体角速度必定小于6物体角速度

C.A物体运动所需的向心力必定小于B物体运动的向心力

D.A物体对筒壁的压力必定大于B物体对筒壁的压力

2.如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止跟着圆盘一起做匀速圆周运动，下列说法

正确的是（）

A.物体A受到重力.支持力.摩擦力和向心力的作用

B.摩擦力为物体A提供向心力

C.物体A受到的摩擦力是恒力

D.物体A受到的摩擦力是滑动摩擦力

3.某变速箱中有甲.乙.丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r2.r3,若甲轮匀

速转动的角速度为。，三个轮相互不打滑，则丙轮边缘上各点的向心加速度大小为（）

2

22

A.4B.不C.不D.%

4.一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的

小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）

A.球A的线速度必定等于球B的线速度

B.球A的角速度必定小于球B的角速度

C.球A的运动周期必定小于球B的运动周期

D.球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力

5.在飞机飞越太平洋上空的过程中，如果保持飞行速度的大小和距离海平面的高度均

不变，则下列说法中正确的是（）

A.飞机做的是匀速直线运动

B.飞机做的是匀变速曲线运动

C.飞机上的乘客对座椅的压力略大于地球对乘客的引力

D.飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引力

6.如图所示，线段勿=24?,A.B两球质量相等，当它们绕。点在光滑的水平面上以相

同的角速度转动时，两线段拉力之比打8为（）

A.2：3B.3：2C.5：3D.2：1

7.如图所示，电风扇正常转动时，扇叶上。点绕轴做匀速圆周运动，则P点的（）

A.线速度保持不变

B.角速度保持不变

C.向心加速度不变

D.向心加速度为0

8.有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形大容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站

立，当圆筒开始转动，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下

去，此后有关游客的下列判断正确的是（）

o

C-5

O'

A.游客受三个力，分别是重力.摩擦力.离心力

B.转速增大，游客受到的弹力必增大

C.转速增大，游客受到的摩擦力也增大

D.随着转速的增大，由离心现象可知，游客有沿壁向上滑动的趋势

9.如图所示，放在粗糙水平圆盘上的物块随圆盘一起做匀速圆周运动。则该物块（）

A.可能受两个力B.可能受四个力

C.所受合力大小不变D.所受合力可能为零

10.高速公路某弯道处，该段公路宽度为16m,内外侧的高度差为2m,某车道设计安全

时速为108km/h（无侧滑趋势）。已知角度较小时，角的正切值可近似等于正弦值，若g

取lOm/s%该车道的转弯半径为（）

A.500mB.720m

C.700mD.520m

11.如图所示，A.B.C三个物体放在水平旋转圆台上，用细线连接并固定在转轴上。

已知物体与圆台间的动摩擦因数均为〃，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力；细线能承受

1

的最大拉力为2,A的质量为2m,B.c的质量均为加，A.B离轴的距离为R,

C离轴的距离为2R,重力加速度取g,当慢慢增加圆台转速，最先滑动的是（)

A.AB.BC.CD.三个物体同时滑动

12.下列说法中正确的是（）

A.静止在水平地面上的物体受到重力与地面对它的支持力是一对相互作用力

B.伽利略用理想实验法说明没有力的作用，物体将保持原来的速度运动下去

C.牛顿发现了万有引力定律并利用卡文迪许扭秤装置测出了万有引力常量数值

D.摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，

通过调控人和车的惯性达到转弯的目的

13.2021年3月24日，江油中学高一同学参加了九皇山游学研活动。同学们乘坐景区

观光车以恒定的速率经过了许多外高内低的盘山公路，最终到达了西羌酒店外的平坝。

下列说法正确的是（）

A.观光车转弯时受到了重力.支持力.摩擦力和向心力的作用

B.观光车以较大速度转弯时，仅由摩擦力提供所需要的向心力

C.观光车以较大速度转弯时，由重力和支持力的合力提供所需要的向心力

D.盘山公路修建得外高内低是为了避免观光车向外侧滑

14.雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉

重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后

轮飞速转动，泥巴就被甩下来，如图所示，图中a.b.c.d为后轮轮胎边缘上的四

个特殊位置，则（）

A.泥巴在图中a.c位置的向心加速度大于b.d位置的向心加速度

B.泥巴在图中的b.d位置时最容易被甩下来

C.泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来

D.泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来

15.某同学骑自行车在水平地面转弯时发现，自行车与竖直方向有一定的夹角才不会倾

倒。查阅有关资料得知，只有当水平地面对自行车的支持力和摩擦力的合力方向与自行

车的倾斜方向相同时自行车才不会倾倒。若该同学某次骑自行车时的速率为8m/s,转

弯的半径为l°m,取重力加速度大小g=l°m/s2。则自行车与竖直方向的夹角的正切

值为（）

3164

A.4B.25C.5D.1

参考答案与试题解析

1.【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】对小球受力分析如图:

小球在竖直方向上受力平衡：

mg=Nsin0

水平方向上小球做匀速圆周运动:

AB.根据向心力公式有:

'"g=m—=mrco2

tan0r

由图可知

心〉心

所以可知

乙〉乙

%＜以

故A正确，B错误；

C.由前面分析可知：

因为4的质量与6的质量关系不确定,故45所需的向心力关系不确定，故C错误;

D.因为：

mg=Nsin。

因为4的质量与6的质量关系不确定,故48物体对筒壁的压力关系不能确定，故D错

、口

质。

故选Ao

2.【答案】B

【解析】

AB.物体A受到重力.支持力和摩擦力作用，而摩擦力提供物体做匀速圆周运动的向心

力,A错误，B正确；

CD.物体相对圆盘静止，物体A受到的摩擦力是静摩擦力，由于提供物体做匀速圆周运

动的向心力，因此方向时刻指向圆心，是变力，CD错误。

故选B。

3.【答案】A

【解析】

【详解】甲.丙的线速度大小相等，根据

a-'

知甲.丙的向心加速度之比为煦：刀，甲的向心加速度

a单=力

则

片疗

a丙=’3

故选Ao

4.【答案】B

【解析】

【分析】小球受重力和支持力两个力作用，靠两个力的合力提供向心力，结合牛顿第二

定律求出线速度.角速度的表达式，从而比较大小，根据角速度的大小比较周期的大小。

根据平行四边形定则得出支持力的表达式，从而比较大小。

【详解】A.设圆锥筒的底角大小为2。，匀速圆周运动中重力和支持力的合力

=_mg_

合tan。

提供向心力，由

mg_mv2

tan®r

和

rA>rB

知

>Vfi

故A错误。

B.由

tan0

知

3A2

9

故B正确。

C.由

mg_

tan。F

知

TA>TH

故c错误。

D.由

sin”螫

FNf

得支持力大小方向都相同，故D错误。

故选B。

5.【答案】D

【解析】

AB.地球是圆形的，在飞机飞越太平洋上空的过程中，做匀速圆周运动，故AB错误；

CD.对人受力分析

2

V

G-N=m—

r

乘客对座椅的压力大小等于座椅对乘客的支持力大小

2

N'=N=G-m—

r

由于向心力比较小，所以飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引力（重力），

故D正确；C错误。

故选Do

6.【答案】C

【解析】

【详解】设3=2-，则°3=3「，角速度为3,每个小球的质量为底则根据牛顿第

二定律，对B球

2

FAIi=met）-3r

对力球

FOA~FAB=m^2

联立以上两式得

%＞：尸"=5：3

故选C

7.【答案】B

【解析】

【详解】做匀速圆周运动的物体角速度不变，线速度.向心加速度大小不变，方向改变，

所以ACD错误；B正确。

故选Bo

8.【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.游客受三个力，分别是重力.静摩擦力以及弹力的作用，选项A错误；

B.弹力提供向心力，转速增大，所需要的向心力增大，则游客受到的弹力必增大，选项

B正确；

C.游客受到的静摩擦力与重力平衡，虽然转速增大，摩擦力不变，选项C错误；

D.转速增大，弹力增大，但静摩擦力不变，游客没有向上滑动的趋势，选项D错误。

故选B。

9.【答案】C

【解析】

ABD.由于物块随圆盘一起做匀速圆周运动，则物快合力的方向指向圆心.提供向心力，

对物块受力分析有，支持力.重力和摩擦力，这里摩擦力指向圆心，提供向心力，ABD错

、口

吠；

C.由于物块随圆盘一起做匀速圆周运动，则有

尸今=

由于加r.。均不变，则物块所受合力大小不变，C正确。

故选Co

10.【答案】B

【解析】

由题目可知

21

tan8之sin8——=—

168

汽车转弯时，刚好由重力和路面对汽车的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可

知

V2

mgtanm—

代入解得

R=720m

故选B。

11.【答案】C

【解析】

【详解】当圆台转速较小时，三者都由静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律

f=mceTr

A.C需要的向心力相等，当转速增大到幼时，由于加人=2町3=2相©,（；受静摩擦力先

达到最大值；

口再增大，B.C间细线开始有拉力，对C,由牛顿第二定律

T^c+4mg-Imco1r

对B

2

fB-TRC=mcor

对A

7A=2marr

_/Limgjurng4〃mg

当徐永时，小-丁〈亏，人=丁＜2〃?

°再增大，庞间拉力出现，对'A

A=2加。2r

对B

2

Tm+^img-TBC=mMr

对C

"c+4mg-2mco2r

1

小T=»叫

当B.C间细线拉力达到最大值时，即2时

T="燃严zg,3"mg

OB-42A=-y-<2〃mg

则°再增大，B.C间细线将断裂，故C最先滑动。ABD错误，C正确。

故选Co

12.【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.静止在水平地面上的物体受到重力与地面对它的支持力是一对平衡力，所

以A错误；

B.伽利略用理想实验法说明没有力的作用，物体将保持原来的速度运动下去，所以B正

确；

C.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用卡文迪许扭秤装置测出了万有引力常量数

值，所以C错误；

D.摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通

过调控人和车的向心力达到转弯的目的，所