第2节-向心力(2)-高一物理课后培优练

姓名：班级第3节向心力（2）本课重点向心力的方向和大小本课难点向心力的提供问题一、单选题1．如图所示，V形细杆AOB能绕其竖直对称轴转动，两质量相等的小环分别套在V形杆的两臂上，并用一定长度的轻质细线连接，两环与臂间的动摩擦因数相同。若保持细线始终处于水平状态，杆转动的角速度最小值为，则（）A．角速度为时，环受到4个力的作用B．角速度大于时，细线上一定有拉力C．角速度大于时，环受到的摩擦力可能为0D．角速度大于时，环受到的摩擦力方向一定沿杆向下2．如图，“┌”形框架的水平细杆OM和竖直细杆ON均光滑，金属环用长为L的轻质细线连接，分别套在水平细杆和竖直细杆上，当整个装置绕ON以的角速度匀速转动时，细线与水平杆间夹角。重力加速度为g，则金属环的质量应满足的条件为（）A． B． C． D．3．如图所示，一辆汽车在水平路面上行驶，正在通过环形路段。汽车的运动轨迹可以认为是某个圆的一段圆弧。若汽车以恒定的速率通过该环形路段，下列说法正确的是（）A．汽车所受合外力为零B．汽车所受合外力沿汽车运动方向C．汽车所受合外力背离环形路段的圆心D．汽车所受合外力指向环形路段的圆心4．如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（）A．绳的张力可能为零B．桶对物块的弹力可能为零C．随着转动的角速度增大，绳的张力一定减小D．随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大5．一水平放置的木板上放有砝码，砝码与木板间的动摩擦因数为，如果让木板在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，假如运动中木板始终保持水平，砝码始终没有离开木板，且砝码与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）A．在通过轨道最高点时，木板给砝码的支持力大于砝码的重力B．在经过轨道最低点时，砝码对木板的压力最大，所以砝码所受摩擦力最大C．匀速圆周运动的速率不能超过D．在通过轨道最低点时，木板给砝码的支持力小于砝码的重力6．如图所示，小物块紧贴在圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起绕竖直中心轴做匀速圆周运动。提供小物块做圆周运动的向心力的是（）A．小物块所受的重力 B．小物块所受的弹力C．小物块所受的摩擦力 D．小物块所受的重力和摩擦力的合力二、多选题7．如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质置为的小球上，，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形始终在竖直平面内，若转动过程中两绳始终处于拉直状态，重力加速度为，则下列说法正确的是（）A．当绳的拉力是绳拉力的两倍时，小球的角速度为B．当杆转动时，与两绳上拉力大小可能相等C．绳上拉力的最大值为D．小球相对竖直杆角速度的最大值为8．关于做圆周运动的物体所受的向心力和向心加速度，下列说法正确的是（）A．因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力B．因加速度指向圆心，且与线速度的方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的D．在变速圆周运动中，速度的大小不断变化9．关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动B．物体做圆周运动时所受合力一定指向圆心C．做平抛运动的物体在任意相同时间内速度的变化量相等D．一物体同时参与两个相互垂直的匀变速直线运动，其合运动可能是曲线运动10．如图，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过PQ杆，金属框绕MN轴分别以角速度和匀速转动时，小球均相对PQ杆静止，若，则与以匀速转动时相比，以匀速转动时（）A．小球的高度一定降低 B．弹簧弹力的大小一定不变C．小球对杆压力的大小一定变大 D．小球所受合外力的大小一定变小三、解答题11．如图所示，半径的圆环内侧的P点处粘有一块质量为的油灰，圆环在竖直平面内以角速度绕通过环心的水平轴开始匀速转动的同时，环心处有一小球自由下落，到底端时恰与油灰相碰，求：（1）小球落到底端与油灰相碰所用的时间。（2）圆环角速度的大小。（3）油灰运动的向心加速度和向心力的大小。

参考答案1．C【详解】AB．角速度最小时，细线无拉力，fmax沿杆向上，环受到重力、支持力和摩擦力作用，水平合力提供向心力，故AB错误。

CD．角速度大于ω0时，细线上有拉力，此时环受到摩擦力可能为零，也可能沿杆向下，水平分量来提供向心力，故D错误，C正确。

故选C。2．A【详解】对物体b受力分析如图正交分解后，根据受力平衡得对物体受力分析如图，正交分解后，根据向心力方程得联立以上方程得故选A。3．D【详解】汽车以恒定的速率通过该环形路段，即汽车做匀速圆周运动，则汽车所受的合外力指向圆心，即合外力不为零，方向指向环形路段的圆心。故选D。4．B【详解】ACD．当物块随圆桶做圆周运动时，绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平衡，因此绳的张力为一定值，且不可能为零，故ACD错误；B．当绳的水平分力提供向心力的时候，桶对物块的弹力恰好为零，故B正确。故选B。5．C【详解】A．在通过轨道最高点时，向心加速度竖直向下，砝码处于失重状态，木板对砝码的支持力小于砝码的重力，故A错误；B．在最低点，向心加速度竖直向上，砝码对木板的压力最大，此时水平方向上没有力，所以摩擦力为零，故B错误；C．木板和砝码在竖直平面内做匀速圆周运动，则所受合外力提供向心力，砝码受到重力mg、木板支持力FN和静摩擦力Ff作用，重力mg和支持力FN在竖直方向上，因此只有当砝码所需向心力在水平方向上时静摩擦力才可能有最大值，此时木板和砝码运动到与圆心在同一水平面上，最大静摩擦力必须大于或等于砝码所需的向心力，即解得故C正确；D．在通过轨道最低点时，向心加速度向上，砝码处于超重状态，所以木板给砝码的支持力大于砝码的重力，故D错误。故选C。6．B【详解】小物块紧贴在圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起绕竖直中心轴做匀速圆周运动，所以提供小物块做圆周运动的向心力的是小物体所受的弹力，ACD错误，B正确。故选B。7．AD【详解】A．转动过程中两绳始终处于拉直状态，当绳的拉力是绳拉力的两倍时解得A正确；B．当杆转动时，假如与两绳上拉力大小相等，则小球在圆心方向上合力为零，即小球没有提供做圆周运动的向心力，故当杆转动时，与两绳上拉力大小不可能相等，B错误；C．增大转动的角速度，两绳始终没有弯曲，所以当AB绳的拉力刚好为零时，OB绳的拉力最大，则解得此时小球相对竖直杆角速度最大，则解得C错误D正确。故选AD。8．BD【详解】A．物体做匀速圆周运动需要向心力，它始终指向圆心，因此方向不断改变，向心力不是恒力，故A错误；B．由于向心力指向圆心，与线速度方向始终垂直，所以它的效果只是改变线速度方向，不会改变线速度大小。故B正确；C．在匀速圆周运动中，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心即方向时刻变化，则向心加速度是变化的，故C错误；D．在变速圆周运动中，速度方向沿着切线方向，故在变速圆周运动中，速度的大小和方向都是变化的，故D正确。故选BD。9．CD【详解】A．物体在恒力作用下也可能做曲线运动，例如平抛运动，选项A错误；B．当物体做匀速圆周运动时所受合力指向圆心，选项B错误；C．做平抛运动的物体因加速度恒定为g，根据∆v=gT可知，在任意相同时间内速度的变化量相等，选项C正确；D．一物体同时参与两个相互垂直的匀变速直线运动，若合初速度和合加速度不共线，则其合运动是曲线运动，选项D正确。故选CD。10．BD【详解】AB．对小球受力分析，设弹力为T，弹簧与水平方向的夹角为θ，对小球竖直方向，有而可知θ为定值，T不变，则当角速度减小后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变，故A错误，B正确；C．当转速较小时，杆对小球的弹力FN背离转轴，则即当转速较大时，FN指向转轴即因，根据牛顿第三定律可知，以匀速转动时小球对杆的压力不一定变大，故C错误；D．根据可知，因角速度变小，则小球受合外力一定变小，故D正确。故选BD。11.（1）；（2）（n=0、1、2…）（3）（n=0、1、