5.6 向心力 同步练习(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 5.6 向心力 同步练习(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 292.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 07:24:39 | ||
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文档简介
必修二 5.6 向心力 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示，小物块 与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动。下列关于 的受力情况说法正确的是
A. 受重力、支持力
B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C. 受重力、支持力、与运动方向的摩擦力和向心力
D. 受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力
2. 一个可以看作质点的小球沿半径 的圆周做匀速圆周运动，小球质量为 ，角速度大小为 ，则小球所受向心力 大小为
A. B. C. D.
3. 在长为 的细线下端栓一个质量为 的小球，细线不可伸长且小球质量远大于细线的质量。小球在细线的牵引下绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，以下说法正确的是
A. 小球受重力、支持力、拉力和向心力
B. 小球受支持力、拉力和向心力
C. 小球受重力、拉力和向心力
D. 小球受重力、支持力和拉力
4. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力由以下哪个力提供
A. 重力 B. 支持力
C. 重力和支持力的合力 D. 重力、支持力和摩擦力的合力
5. 下列关于向心力的说法中正确的是
A. 物体由于做圆周运动而产生向心力
B. 向心力不改变做圆周运动物体的速度大小
C. 做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
D. 做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力
6. 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
7. 用图示的向心力演示器可以探究向心力 和物体质量 、角速度 以及半径 的关系。实验时，匀速转动手柄，使变速塔轮、长槽、短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由挡板对小球的弹力提供。球对挡板的反作用力使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。长槽上的挡板 到转轴的距离是挡板 的 倍，长槽上的挡板 和短槽上的挡板 到各自转轴的距离相等。下列说法不正确的是
A. 本实验采用的科学方法是控制变量法
B. 将传动皮带套在两塔轮的不同轮盘上，可以改变两个槽内的小球做圆周运动的半径
C. 探究向心力 和质量 的关系时，需将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处
D. 探究向心力 和角速度 的关系时，需将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板 和挡板 处
8. 一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动。现将小车用轻绳系在水平桌面上 点，如图所示的轻绳的长为 ，小车转一圈的时间为 。根据题目所提供的信息，某同学判定小车做的是匀速圆周运动，可进一步推断小车所受的合力
A. 保持不变 B. 大小和方向都变化
C. 大小改变，方向不变 D. 大小不变，方向改变
9. “天津之眼”是世界上唯一一个桥上瞰景的摩天轮，是天津的地标之一。如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。已知座舱的质量为 ，运动半径为 ，角速度大小为 ，重力加速度为 ，则座舱
A. 运动周期为 B. 加速度的大小为
C. 所受合力的大小始终为 D. 所受合力的大小始终为
10. 我们可以用如图所示的实验装置来探究向心力大小与质量、线速度和半径关系。长槽横臂的挡板 到转轴的距离是挡板 到转轴的距离的 倍，长槽横臂的挡板 和短槽横臂的挡板 到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。将传动皮带套在两塔轮半径相等的轮盘上，若探究线速度、半径一定时，向心力与质量的关系时，下列说法正确的是
A. 应将质量相同的小球分别放在挡板 和挡板 处
B. 应将质量相同的小球分别放在挡板 和挡板 处
C. 应将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处
D. 应将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处
二、填空题（共5小题；共20分）
11. 做匀速圆周运动物体受到的合外力充当向心力，向心力的方向总是指向 ，向心力不能改变线速度的大小，只能改变线速度的 。
12. 如图所示的光滑水平面.上，质量为 的小球在轻绳的拉力作用下做匀速圆周运动，小球在轻绳的拉力作用下做匀速圆周运动，小球运动 圈所用时间为 ，圆周的半径为 。则小球线速度的大小是 ；小球所受拉力的大小是 。
13. 汽车以 的速率转过一环形车道，车上某同学发现水平手机上“指南针”在 内匀速转过了约 ，则环形车道半径约为 ；为估算汽车受到的向心力大小还需知道的物理量是 。
14. 系在水平绳子末端的物体在光滑水平面上绕绳子另一端点做匀速圆周运动，其向心力的来源是 。
15. 在“探究向心力的大小 与质量 、角速度 和半径之间的关系”的实验中，借助专用实验中，借助专用实验装置，保持 、 、 任意两个量不变，研究小球做圆运动所需的向心力 与其中一个量之间的关系，这种实验方法叫做 法。要研究向心力与半径的关系，应采用下列三个图中的图 ；要研究向心力与角速度之间的关系，应采用下列三个图中的图 。
三、解答题（共4小题；共52分）
16. 如图所示，在光滑水平面上，质量 的小球，以半径 绕 点做匀速圆周运动，小球做匀速圆周运动的线速度 ，求：
（1）小球做匀速圆周运动的角速度 ；
（2）小球的向心力 。
17. 回答下列问题：
（1）定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向 ，这个指向 的力叫作向心力。
（2）方向：始终沿着 指向 。
（3）作用：只改变速度的 ，不改变速度的 。
（4）向心力是根据力的 命名的，它由 提供。
（5）表达式：
（）；
（） 。
18. 变速圆周运动的合力：变速圆周运动的合力产生两个方向的效果，如图所示。
（1）跟圆周相切的分力 ：改变线速度的 。
（2）指向圆心的分力 ：改变线速度的 。
19. 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 为圆心，两段细绳在同一直线上，此时，两段绳子受到的拉力之比为多少
答案
第一部分
1. B
【解析】物块 随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故B正确，ACD错误。
2. C
【解析】根据向心力公式 。
3. D
【解析】小球竖直方向受重力、支持力作用，水平方向受细绳的拉力作用，其中拉力充当球做圆周运动的向心力。
4. C
【解析】小球受到重力和支持力，由于小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供，故C正确。
5. B
【解析】力是改变物体运动状态的原因，因为有向心力物体才做圆周运动，而不是因为做圆周运动才产生向心力，故选项A错误。
向心力只改变物体运动的方向，不改变物体速度的大小，故选项B正确。
物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时刻改变，故选项C错误。
只有匀速圆周运动中，合力提供向心力，而非匀速圆周运动中向心力并非物体所受的合力，而是合力指向圆心的分力提供向心力，故选项D错误。
6. D
7. B
8. D
【解析】小车做匀速圆周运动，则合力大小不变，方向总是指向圆心，即方向不断变化。
9. A
【解析】根据周期与角速度的关系可知，运动的周期为 ，故A正确；
根据匀速圆周运动的向心加速度的公式可知，座舱的加速度大小为 ，故B错误；
由于做匀速圆周运动，则合力一直等于向心力，始终为 ，故CD错误。
10. C
【解析】若探究线速度、半径一定时，向心力与质量的关系时，必须使得两球的线速度和转动半径相等，两球的质量不等；
AB.两选项中两球质量相等，选项AB不符合要求；
应将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处，两位置的转动半径相等，线速度相等，选项C符合要求；
应将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处，两处的转动半径不相等，选项D不符合要求。
第二部分
11. 圆心；方向
12. ；
【解析】小球运动的周期 ，小球的线速度的大小 ；
根据牛顿第二定律可得小球所受拉力的大小 。
13. ；汽车的质量
14. 水平绳子对物体的拉力
15. 控制变量；丙；乙
【解析】保持 、 、 任意两个量不变，研究小球做圆运动所需的向心力 与其中一个量之间的关系，这种实验方法叫做控制变量法。
要研究向心力与半径的关系，要保持小球的质量和角速度不变，改变半径，可知采用图丙。
要研究向心力与角速度之间的关系，要保持半径和小球的质量不变，改变角速度，可知采用图乙。
第三部分
16. （1）
【解析】小球做匀速圆周运动的角速度 。
（2）
【解析】小球的向心力 。
17. （1） 圆心；圆心
（2） 半径；圆心
（3） 方向；大小
（4） 作用效果；某个力或者几个力的合力
（5）
18. （1） 大小
（2） 方向
19.
【解析】两小球水平方向受力如图，设每段绳子长为 ，对球 有
对球 有：
由以上两式得：
故 。
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示，小物块 与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动。下列关于 的受力情况说法正确的是
A. 受重力、支持力
B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C. 受重力、支持力、与运动方向的摩擦力和向心力
D. 受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力
2. 一个可以看作质点的小球沿半径 的圆周做匀速圆周运动，小球质量为 ，角速度大小为 ，则小球所受向心力 大小为
A. B. C. D.
3. 在长为 的细线下端栓一个质量为 的小球，细线不可伸长且小球质量远大于细线的质量。小球在细线的牵引下绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，以下说法正确的是
A. 小球受重力、支持力、拉力和向心力
B. 小球受支持力、拉力和向心力
C. 小球受重力、拉力和向心力
D. 小球受重力、支持力和拉力
4. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力由以下哪个力提供
A. 重力 B. 支持力
C. 重力和支持力的合力 D. 重力、支持力和摩擦力的合力
5. 下列关于向心力的说法中正确的是
A. 物体由于做圆周运动而产生向心力
B. 向心力不改变做圆周运动物体的速度大小
C. 做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
D. 做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力
6. 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
7. 用图示的向心力演示器可以探究向心力 和物体质量 、角速度 以及半径 的关系。实验时，匀速转动手柄，使变速塔轮、长槽、短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由挡板对小球的弹力提供。球对挡板的反作用力使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。长槽上的挡板 到转轴的距离是挡板 的 倍，长槽上的挡板 和短槽上的挡板 到各自转轴的距离相等。下列说法不正确的是
A. 本实验采用的科学方法是控制变量法
B. 将传动皮带套在两塔轮的不同轮盘上，可以改变两个槽内的小球做圆周运动的半径
C. 探究向心力 和质量 的关系时，需将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处
D. 探究向心力 和角速度 的关系时，需将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板 和挡板 处
8. 一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动。现将小车用轻绳系在水平桌面上 点，如图所示的轻绳的长为 ，小车转一圈的时间为 。根据题目所提供的信息，某同学判定小车做的是匀速圆周运动，可进一步推断小车所受的合力
A. 保持不变 B. 大小和方向都变化
C. 大小改变，方向不变 D. 大小不变，方向改变
9. “天津之眼”是世界上唯一一个桥上瞰景的摩天轮，是天津的地标之一。如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。已知座舱的质量为 ，运动半径为 ，角速度大小为 ，重力加速度为 ，则座舱
A. 运动周期为 B. 加速度的大小为
C. 所受合力的大小始终为 D. 所受合力的大小始终为
10. 我们可以用如图所示的实验装置来探究向心力大小与质量、线速度和半径关系。长槽横臂的挡板 到转轴的距离是挡板 到转轴的距离的 倍，长槽横臂的挡板 和短槽横臂的挡板 到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。将传动皮带套在两塔轮半径相等的轮盘上，若探究线速度、半径一定时，向心力与质量的关系时，下列说法正确的是
A. 应将质量相同的小球分别放在挡板 和挡板 处
B. 应将质量相同的小球分别放在挡板 和挡板 处
C. 应将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处
D. 应将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处
二、填空题（共5小题；共20分）
11. 做匀速圆周运动物体受到的合外力充当向心力，向心力的方向总是指向 ，向心力不能改变线速度的大小，只能改变线速度的 。
12. 如图所示的光滑水平面.上，质量为 的小球在轻绳的拉力作用下做匀速圆周运动，小球在轻绳的拉力作用下做匀速圆周运动，小球运动 圈所用时间为 ，圆周的半径为 。则小球线速度的大小是 ；小球所受拉力的大小是 。
13. 汽车以 的速率转过一环形车道，车上某同学发现水平手机上“指南针”在 内匀速转过了约 ，则环形车道半径约为 ；为估算汽车受到的向心力大小还需知道的物理量是 。
14. 系在水平绳子末端的物体在光滑水平面上绕绳子另一端点做匀速圆周运动，其向心力的来源是 。
15. 在“探究向心力的大小 与质量 、角速度 和半径之间的关系”的实验中，借助专用实验中，借助专用实验装置，保持 、 、 任意两个量不变，研究小球做圆运动所需的向心力 与其中一个量之间的关系，这种实验方法叫做 法。要研究向心力与半径的关系，应采用下列三个图中的图 ；要研究向心力与角速度之间的关系，应采用下列三个图中的图 。
三、解答题（共4小题；共52分）
16. 如图所示，在光滑水平面上，质量 的小球，以半径 绕 点做匀速圆周运动，小球做匀速圆周运动的线速度 ，求：
（1）小球做匀速圆周运动的角速度 ；
（2）小球的向心力 。
17. 回答下列问题：
（1）定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向 ，这个指向 的力叫作向心力。
（2）方向：始终沿着 指向 。
（3）作用：只改变速度的 ，不改变速度的 。
（4）向心力是根据力的 命名的，它由 提供。
（5）表达式：
（）；
（） 。
18. 变速圆周运动的合力：变速圆周运动的合力产生两个方向的效果，如图所示。
（1）跟圆周相切的分力 ：改变线速度的 。
（2）指向圆心的分力 ：改变线速度的 。
19. 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 为圆心，两段细绳在同一直线上，此时，两段绳子受到的拉力之比为多少
答案
第一部分
1. B
【解析】物块 随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故B正确，ACD错误。
2. C
【解析】根据向心力公式 。
3. D
【解析】小球竖直方向受重力、支持力作用，水平方向受细绳的拉力作用，其中拉力充当球做圆周运动的向心力。
4. C
【解析】小球受到重力和支持力，由于小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供，故C正确。
5. B
【解析】力是改变物体运动状态的原因，因为有向心力物体才做圆周运动，而不是因为做圆周运动才产生向心力，故选项A错误。
向心力只改变物体运动的方向，不改变物体速度的大小，故选项B正确。
物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时刻改变，故选项C错误。
只有匀速圆周运动中，合力提供向心力，而非匀速圆周运动中向心力并非物体所受的合力，而是合力指向圆心的分力提供向心力，故选项D错误。
6. D
7. B
8. D
【解析】小车做匀速圆周运动，则合力大小不变，方向总是指向圆心，即方向不断变化。
9. A
【解析】根据周期与角速度的关系可知，运动的周期为 ，故A正确；
根据匀速圆周运动的向心加速度的公式可知，座舱的加速度大小为 ，故B错误；
由于做匀速圆周运动，则合力一直等于向心力，始终为 ，故CD错误。
10. C
【解析】若探究线速度、半径一定时，向心力与质量的关系时，必须使得两球的线速度和转动半径相等，两球的质量不等；
AB.两选项中两球质量相等，选项AB不符合要求；
应将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处，两位置的转动半径相等，线速度相等，选项C符合要求；
应将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处，两处的转动半径不相等，选项D不符合要求。
第二部分
11. 圆心；方向
12. ；
【解析】小球运动的周期 ，小球的线速度的大小 ；
根据牛顿第二定律可得小球所受拉力的大小 。
13. ；汽车的质量
14. 水平绳子对物体的拉力
15. 控制变量；丙；乙
【解析】保持 、 、 任意两个量不变，研究小球做圆运动所需的向心力 与其中一个量之间的关系，这种实验方法叫做控制变量法。
要研究向心力与半径的关系，要保持小球的质量和角速度不变，改变半径，可知采用图丙。
要研究向心力与角速度之间的关系，要保持半径和小球的质量不变，改变角速度，可知采用图乙。
第三部分
16. （1）
【解析】小球做匀速圆周运动的角速度 。
（2）
【解析】小球的向心力 。
17. （1） 圆心；圆心
（2） 半径；圆心
（3） 方向；大小
（4） 作用效果；某个力或者几个力的合力
（5）
18. （1） 大小
（2） 方向
19.
【解析】两小球水平方向受力如图，设每段绳子长为 ，对球 有
对球 有：
由以上两式得：
故 。
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