【金榜名师】2014-2021学年高中物理人教必修二-课时提升作业(五)-5.6第五章-曲线运动

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调整合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提升作业(五)向心力一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出)1.(2022·凯里高一检测)对于做匀速圆周运动的物体,以下说法正确的是()A.速度不变B.受到平衡力作用C.除受到重力、弹力、摩擦力之外,还受到向心力的作用D.所受合力大小不变,方向始终与线速度垂直并指向圆心【解析】选D。做匀速圆周运动的物体速度方向不断变化,A错误。又由于做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,所以所受合力不为零,B错误。向心力是效果力,受力分析时不考虑,C错误。做匀速圆周运动的物体,合力充当向心力,所以其大小不变,方向始终与线速度垂直并指向圆心,D正确。2.如图所示,一只老鹰在水平面内回旋做匀速圆周运动,则关于老鹰受力的说法正确的是()A.老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用B.老鹰受重力和空气对它的作用力C.老鹰受重力和向心力的作用D.老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用【解析】选B。老鹰在空中做圆周运动,受重力和空气对它的作用力两个力的作用,两个力的合力充当它做圆周运动的向心力。但不能说老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力三个力的作用。选项B正确。3.汽车甲和汽车乙质量相等,以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在乙车的外侧。两车沿半径方向受到的摩擦力分别为Ff甲和Ff乙,以下说法正确的是()A.Ff甲小于Ff乙 B.Ff甲等于Ff乙C.Ff甲大于Ff乙 D.Ff甲和Ff乙大小均与汽车速率无关【解析】选A。两车做圆周运动的向心力均由摩擦力供应,由于甲车在乙车外侧,故r甲>r乙,而两者质量和速率均相等,据Ff=mQUOTE可得选项A正确。4.(2022·西宁高一检测)甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同的时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们的向心力之比为()A.1∶4B.2∶3C.4∶9D.9∶16【解析】选C。由匀速圆周运动的向心力公式得,Fn=mω2R=m(QUOTE)2R,所以QUOTE=QUOTE。5.如图所示,天车下吊着两个质量都是m的工件A和B,系A的吊绳较短,系B的吊绳较长。若天车运动到P处突然停止,则两吊绳所受的拉力FA和FB的大小关系为()A.FA>FB B.FA<FBC.FA=FB=mg D.FA=FB>mg【解题指南】解答本题应留意以下两点:(1)天车突然停止时,A、B两工件开头做圆周运动。(2)吊绳的拉力和重力的合力供应向心力。【解析】选A。设天车原来的速度大小为v,天车突然停止运动,A、B工件都处于圆周运动的最低点,线速度均为v。由于F-mg=mQUOTE,故拉力F=mg+mQUOTE,又由于rA<rB,所以FA>FB,A正确。二、非选择题(15分)6.(2022·成都高一检测)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。【解析】对座椅受力分析,如图所示y轴上,Fcosθ=mgx轴上,Fsinθ=mω2(r+Lsinθ)则由以上两式得tanθ=QUOTE因此ω=QUOTE答案:ω=QUOTE【总结提升】处理匀速圆周运动问题的基本原则(1)明白向心力的来源,即什么力来供应向心力,大小等于多少;(2)精确     确定圆周运动的圆心位置、半径大小;(3)熟记向心力公式的各种表达式,在不同的状况下选用不同的表达式解题。【变式训练】一位链球运动员在水平面内旋转质量为4kg的链球,链球每1s转一圈,转动半径为1.5m,求:(1)链球的线速度;(2)链球做圆周运动需要的向心力。【解析】(1)链球的角速度ω=QUOTE,故线速度v=rω=QUOTE=3πm/s=9.42m/s(2)依据向心力公式F=QUOTE可得F=QUOTEN=236.6N答案:(1)9.42m/s(2)236.6N一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。多选题已在题号后标出)1.(2022·崇文高一检测)关于向心力的说法中错误的是()A.向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,向心力是一个恒力B.向心力是沿着半径指向圆心方向的合力,是依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,也可以是其中某个力的分力D.向心力只转变物体线速度的方向,不行能转变物体线速度的大小【解析】选A。向心力是依据力的作用效果命名的,可以是某个力或几个力的合力,也可以是某个力的分力,B、C正确;向心力跟线速度方向垂直,只转变线速度的方向,不行能转变线速度的大小,D正确;向心力是变力,A错误。2.(2021·上海高考)秋千的吊绳有些磨损。在摇摆过程中,吊绳最简洁断裂的时候是秋千()A.在下摆过程中 B.在上摆过程中C.摆到最高点时 D.摆到最低点时【解题指南】解答本题时应留意理解以下两点:(1)重力和吊绳的拉力供应向心力;(2)拉力最大时,吊绳最简洁断裂。【解析】选D。当秋千摆到最低点时速度最大,由F-mg=m知,吊绳中拉力F最大,吊绳最简洁断裂,选项D正确。3.(2022·徐州高一检测)如图所示,在双人花样滑冰运动中,有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面,目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时与水平冰面的夹角约为30°,重力加速度为g,估算知该女运动员()A.受到的拉力为G B.受到的拉力为2GC.向心加速度为3g D.向心加速度为2g【解析】选B。如图所示,F1=Fcos30°,F2=Fsin30°,F2=G,F1=ma,所以a=QUOTEg,F=2G。选项B正确。4.质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上,杆端套有一个质量为m的小球,今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动,角速度为ω,如图所示,则杆的上端受到的作用力大小为()A.mω2R B.QUOTEC.QUOTE D.不能确定【解析】选C。小球在重力和杆的作用力下做匀速圆周运动。这两个力的合力充当向心力必指向圆心,如图所示。用力的合成法可得杆的作用力:F=QUOTE=QUOTE,依据牛顿第三定律,小球对杆的上端的反作用力F'=F,C正确。二、非选择题(本题共2小题,共22分)5.(10分)如图所示,旋转木马被水平杠杆拴住,绕转台的中心轴做匀速圆周运动。若相对两个木马间的杆长为6m,木马的质量为30kg,骑木马的儿童质量为40kg,当木马旋转的速度为6m/s时,试问:(1)此时木马和儿童的向心力由哪个物体供应?(2)此时儿童受到的向心力是多大?【解析】(1)木马受骑在木马上的儿童对它的压力、重力和杠杆对它的作用力做匀速圆周运动。木马受到的向心力由杠杆供应;儿童受到木马对他的作用力和重力作用,向心力由木马供应。(2)儿童所受向心力由木马供应且指向圆心,由Fn=mQUOTE,得Fn=40×QUOTEN=480N答案:(1)杠杆木马(2)480N6.(12分)如图所示,两根长度相同的轻绳,连接着相同的两个小球,让它们穿过光滑的杆在水平面内做匀速圆周运动,其中O为圆心,两段细绳在同始终线上,此时,两段绳子受到的拉力之比为多少?【解析】设每段绳子长为l,对球2有F2=2mlω2对球1有:F1-F2=ml