2024-2025学年新教材高中物理课时作业五向心力含解析新人教版必修2

PAGE4-课时作业(五)向心力素养落实练1．如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，且与转盘相对静止，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受摩擦力方向为b方向B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为c方向C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为a方向D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为d方向2．两个质量相同的小球A和B，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A运动的半径比B的大，则()A．A所需的向心力比B的大B．B所需的向心力比A的大C．A的角速度比B的大D．B的角速度比A的大3．如图所示，在验证向心力公式的试验中，质量相同的钢球①、②分别放在转盘A、B上，它们到所在转盘转轴的距离之比为2:1.a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮．a、b的轮半径之比为1:2，用皮带连接a、b两轮转动时，钢球①、②所受的向心力之比为()A．8:1B．4:1C．2:1D．1:24．(多选)上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8000m，如图所示，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1300m，一个质量为50kg的乘客坐在以360km/h的不变速率行驶的车里，随车驶过半径为2500m的弯道，下列说法正确的是()A．乘客受到的向心力大小约为200NB．乘客受到的向心力大小约为539NC．乘客受到的向心力大小约为300ND．弯道半径设计特殊大可以使乘客在转弯时更舒适5．如图所示，把一个长为20cm，劲度系数为360N/m的弹簧一端固定，作为圆心，弹簧的另一端连接一个质量为0.50kg的小球，当小球以eq\f(360,π)r/min的转速在光滑水平面上做匀速圆周运动时，弹簧的伸长应为()A．5.2cmB．5.3cmC．5.0cmD．5.4cm素养提升练6．如图所示，质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点，当轻杆在光滑的水平面上绕O点匀速转动时，轻杆的OA段对A球的拉力FT1与轻杆的AB段对B球的拉力FT2之比为()A．1:1B．2:1C．3:2D．2:37.在一个水平转台上放有质量相等的A、B两个物体，用一轻杆相连，AB连线沿半径方向．A与平台间有摩擦，B与平台间的摩擦可忽视不计，A、B到平台转轴的距离分别为L、2L.某时刻一起随平台以ω的角速度绕OO′轴做匀速圆周运动．A与平台间的摩擦力大小为FfA，杆的弹力大小为F.现把转动角速度提高至2ω.A、B仍各自由原位置随平台一起绕OOA．FfA、F均增加为原来的4倍B．FfA、F均增加为原来的2倍C．FfA大于原来的4倍，F等于原来的2倍D．FfA、F增加后，均小于原来的4倍8．如图所示，一根长为L＝2.5m的轻绳两端分别固定在一根竖直棒上的A、B两点，一个质量为m＝0.6kg的光滑小圆环C套在绳子上，当竖直棒以肯定的角速度转动时，圆环C以B为圆心在水平面上做匀速圆周运动，(θ＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)则：(1)此时轻绳上的拉力大小等于多少？(2)竖直棒转动的角速度为多大？课时作业(五)向心力1．解析：物块随转盘转动时，其向心力由静摩擦力供应，当它匀速转动时其方向指向圆心，当它加速转动时其方向斜向前方，当它减速转动时，其方向斜向后方．故选项D正确．答案：D2．解析：小球的重力和悬线的拉力的合力充当向心力，设悬线与竖直方向的夹角为θ，悬点到轨迹圆心的距离为h，则Fn＝mgtanθ＝mω2htanθ，θ越大，向心力Fn越大，A正确，B错误；而ω＝eq\r(\f(g,h))，则两者的角速度相同，C、D错误．答案：A3．解析：皮带传动，边缘上的点线速度大小相等，所以va＝vb，a轮、b轮半径之比为1:2，所以由v＝rω得：eq\f(ωa,ωb)＝eq\f(rb,ra)＝eq\f(2,1)，共轴的点角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮的角速度相等，则eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(2,1).依据向心力F＝mω2r，则知eq\f(F1,F2)＝eq\f(8,1).所以A正确，B、C、D错误．答案：A4．解析：由Fn＝meq\f(v2,r)，可得Fn＝200N，选项A正确．设计半径越大，转弯时乘客所须要的向心力越小，转弯时就越舒适，D正确．答案：AD5．解析：小球转动的角速度ω＝2nπ＝(2×eq\f(6,π)×π)rad/s＝12rad/s，由向心力公式得kx＝mω2(x0＋x)，解得x＝eq\f(mω2x0,k－mω2)＝eq\f(0.5×122×0.2,360－0.5×122)m＝0.05m＝5.0cm.答案：C6．解析：由题可知A、B两球的角速度ω相同．对A、B分别进行受力分析，如图所示，其中FT1是杆的OA段对A球的拉力，F′T2是杆的AB段对A球的拉力，FT2是杆的AB段对B球的拉力．对A球，有FT1－F′T2＝mAω2r1对B球，有FT2＝mBω2r2因mA＝mB，r2＝2r1，FT2＝F′T2联立以上各式解得FT1:FT2＝3:2.答案：C7．解析：依据牛顿其次定律，对A：FfA－F＝mω2rA①，对B：F＝mω2rB②.当ω增大到2ω时，由②式知，F增加到原来的4倍；由①式知：FfA＝F＋mω2rA，FfA增加为原来的4倍．故选A.答案：A8.解析：(1)环受力如图所示．圆环在竖直方向所受合外力为零，即Fsinθ＝mg所以F＝eq\f(mg,sinθ)＝10N，即绳子的拉力为10N.(2)圆环在水平面内做匀速圆周运动，由于圆环光滑，所以圆环两端绳的拉力大小相等．