【中学教材全解】2020-2021学年人教版高中物理必修2课时练案-第五章-第6节-向心力

第6节向心力题组1向心力（时间：8分钟分值：16分）1.［4分］（多选）下列关于向心力的说法中正确的是（）A.物体受到向心力的作用才能做圆周运动B.向心力是指向弧形轨道圆心方向的力，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，也可以是某一种力或某一种力的分力D.向心力只转变物体运动的方向，不行能转变运动的快慢图5-6-12.［4分］（单选）如图5-6-1所示，一圆盘可绕过圆盘的中心QUOTE且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块QUOTE，它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动，则关于木块QUOTE的受力，下列说法中正确的是（）图5-6-1A.木块QUOTE受重力、支持力和向心力B.木块QUOTE受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反C.木块QUOTE受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心D.木块QUOTE受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同图5-6-23.［4分］（单选）如图5-6-2所示，小物块从半球形碗边的QUOTE点下滑到QUOTE点，碗内壁粗糙。物块下滑过程中速率不变，下列说法中正确的是（）图5-6-2A.物块下滑过程中，所受的合力为0B.物块下滑过程中，所受的合力越来越大C.物块下滑过程中，加速度的大小不变，方向时刻在变D.物块下滑过程中，摩擦力大小不变4.［4分］（单选）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题组2解决匀速圆周运动问题的方法步骤（时间：12分钟分值：20分）图5-6-35.［4分］（单选）质量不计的轻质弹性杆QUOTE插入桌面的小孔中，杆的另一端套有一个质量为QUOTE的小球。今使小球在水平面内做半径为QUOTE的匀速圆周运动，且角速度为QUOTE，如图5-6-3所示。则杆的上端受到球对其作用力的大小为（）图5-6-3QUOTEB.QUOTEC.QUOTE D.不能确定图5-6-46.［4分］（单选）甲、乙两名溜冰运动员，QUOTE＝80kg，QUOTE＝40kg，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演，如图5-6-4所示，两人相距0.9m，弹簧测力计的示数为9.2N,下列推断中正确的是（）图5-6-4A.两人的线速度相同，约为40m/sB.两人的角速度相同，为6rad/sC.两人的运动半径相同，都是0.45mD.两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6m图5-6-57.［4分］（单选）如图5-6-5所示，半径为QUOTE的圆柱形转筒，绕其竖直中心轴QUOTE′转动，小物体QUOTE靠在圆筒的内壁上，它与圆筒间的动摩擦因数为QUOTE，要使小物体不下落，圆筒转动的角速度至少为（）图5-6-5A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.QUOTE8.［8分］（多选）上海锦江乐园的“摩天转轮”的直径达98m，游人乘坐时，转轮始终不停地匀速转动，每转一周用时25min，每个厢轿共有6个座位。试推断下列说法中正确的是（）A.每时每刻，每个人受到的合力都不等于0B.每个乘客都在做加速度为0的匀速运动C.乘客在乘坐过程中对座位的压力始终不变D.质量为50kg的乘客在运动中所受合力大小约为0.043N图5-6-69.［4分］（单选）如图5-6-6所示，轻质且不行伸长的细绳一端系一质量为QUOTE的小球，另一端固定在天花板上的QUOTE点。则小球在竖直平面内摇摆的过程中，以下说法正确的是（）图5-6-6A.小球在摇摆过程中受到的外力的合力即为向心力B.在最高点QUOTE，因小球的速度为0，所以小球受到的合力为0C.小球在最低点QUOTE所受的合力，即为向心力D.小球在摇摆过程中使其速率发生变化的力为绳子的拉力图5-6-710.［4分］（单选）如图5-6-7所示，质量为QUOTE的滑块与轨道间的动摩擦因数为QUOTE。当滑块从QUOTE滑到QUOTE的过程中，受到的摩擦力的最大值为QUOTE，则（）图5-6-7A.QUOTE B.QUOTEC.QUOTE D.无法确定QUOTE的值题组4综合拓展提升（时间：15分钟分值：22分）图5-6-811.［10分］如图5-6-8所示，在光滑的水平桌面上有一光滑小孔QUOTE，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为QUOTE1kg的小球QUOTE，另一端连接质量为QUOTE4kg的重物QUOTE。求：图5-6-8（1）当QUOTE球沿半径为QUOTE0.1m的圆做匀速圆周运动，其角速度为QUOTE10rad/s时，QUOTE对地面的压力为多少？（2）要使QUOTE物体对地面恰好无压力，QUOTE球的角速度应为多大？（QUOTE取10QUOTE）图5-6-912.［12分］(广东高考)如图5-6-9所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴QUOTE′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为QUOTE和QUOTE，筒内壁QUOTE点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量为QUOTE的小物块。求：图5-6-9（1）当筒不转动时，物块静止在筒壁QUOTE点受到的摩擦力和支持力的大小；（2）当物块在QUOTE点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为0时，筒转动的角速度。参考答案1.BCD解析：向心力是使物体做圆周运动的缘由，它可由各种实际力的合力、某一个力或某一个力的分力供应，始终从做圆周运动的物体的所在位置指向圆心，是依据效果命名的，其作用是只转变线速度的方向，不转变线速度的大小。2.C解析：由于圆盘上的木块QUOTE在竖直方向上没有加速度，所以，它在竖直方向上受重力和支持力的作用而平衡。而木块在水平面内做匀速圆周运动，其所需向心力由静摩擦力供应，且静摩擦力的方向指向圆心。3.C解析：由题意知小物块做匀速圆周运动，合力大小不变，方向时刻转变，总是沿半径方向指向圆心。4.C解析：由匀速圆周运动的向心力公式得QUOTE，所以QUOTE。图5-6-105.C解析：对小球进行受力分析，如图5-6-10所示。小球受两个力：一个是重力QUOTE，另一个是杆对小球的作用力QUOTE，两个力的合力供应向心力。由平行四边形定则可得QUOTE，再依据牛顿第三定律可知，杆受到球对其作用力的大小QUOTE′=QUOTE。故选项C正确。图5-6-106.D解析：弹簧测力计的拉力供应了两人做圆周运动所需的向心力，其角速度相同，则QUOTE。联立解得QUOTE＝0.3m，QUOTE＝0.6m。由于QUOTE＝QUOTE＝9.2N，解得QUOTE≈0.6rad/s。7.C解析：当圆筒的角速度为QUOTE时，其内壁对物体QUOTE的弹力为QUOTE，要使物体QUOTE不下落，应满足QUOTE≥QUOTE，又由于物体在水平面内做匀速圆周运动，则QUOTE，联立两式解得QUOTE，则圆筒转动的角速度至少为QUOTE。8.AD解析：转轮匀速转动，位于其厢轿中的人亦做匀速圆周运动，而匀速圆周运动属于变速运动，有加速度（向心加速度），故人所受合力不为0。同时，人在竖直平面内做匀速圆周运动，向心力的方向随时转变，因此，座位对人的压力必定要发生变化（最高点与最低点明显不同）。另外，乘客随转轮做匀速圆周运动，QUOTE50×QUOTE×QUOTEN≈0.043N。故选项A、D正确。9.C解析：小球以悬点QUOTE为圆心做变速圆周运动，在摇摆过程中，其所受外力的合力并不指向圆心。沿半径方向的合力供应向心力，重力沿圆弧切向的分力供应切向加速度，转变小球运动速度的大小。在QUOTE、QUOTE两点，小球的速度虽然为0，但有切向加速度，故其所受合力不为0；在最低点QUOTE，小球只受重力和绳的拉力，其合力供应向心力。由以上分析可知，选项C正确。10.C解析：滑块下滑，到达水平面之前做圆周运动，在圆轨道的最低点，弹力大于重力QUOTE，故摩擦力的最大值QUOTE。11.（1）30N，方向竖直向下（2）20rad/s解析：（1）对小球QUOTE来说，小球受到的重力和支持力平衡，因此绳子的拉力供应向心力，则QUOTE＝QUOTENQUOTE10N。对物体QUOTE来说，物体受到三个力的作用：重力QUOTE、绳子的拉力QUOTE、地面的支持力QUOTE，由力的平衡条件可得QUOTE,所以QUOTE＝QUOTE。将QUOTE＝10N代入上式，可得QUOTE＝4×10N-10N＝30N。由牛顿第三定律可知，QUOTE对地面的压力为30N，方向竖直向下。（2）当B对地面恰好无压力时，有QUOTE,拉力QUOTE供应小球QUOTE做圆周运动所需的向心力，则QUOTE,解得ω′＝QUOTErad/sQUOTE20rad/s。即当QUOTE对地面恰好无压力时，QUOTE球的角速度应为20rad/s。12.见解析。解析：（1）当筒不转动时，物块静止在筒壁QUOTE点时受到重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡（如图5-6-11所示），由平衡条件得