6.2向心力 课时提升练（word版含答案）

6.2向心力 课时提升练（解析版）
一、选择题
1．下面关于向心力的论述中不正确的是（　　）
A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力
B．做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定要受到一个向心力的作用
C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某一个力，也可以是这些力中某几个力的合力
D．向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢
2．物理的学习除了知识外，更重要的是领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，下列关于思想与方法的说法中不正确的是（　　）
A．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想
B．利用蜡块和玻璃管研究合运动和分运动时应用了等效的思想
C．在“探究平抛运动的在竖直方向上的分运动”的实验中，应用了比较研究法
D．在“探究向心力大小的表达式的实验中”应用了微元法
3．两根长度不同的细线下面分别悬挂着小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中的相对位置关系示意图正确的是（　　）
A． B． C．D．
4．向心力演示器如图所示。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，根据标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，下列做法正确的是（　　）
A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
5．在使用向心力演示器探究向心力大小与哪些因素相关的实验中，通过本实验可以得到的结果有（　　）
A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
6．高空滑索是勇敢者的运动。如图所示一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动（设钢索是直的），下滑过程中到达图中A位置时轻绳与竖直线有夹角，到达图中B位置时轻绳竖直向下。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在A位置时，人的加速度可能为零
B．在A位置时，钢索对轻绳的作用力大于人的重力
C．在B位置时，钢索对轻环的摩擦力为零
D．若轻环在B位置突然被卡住，则此时轻绳对人的拉力大于人的重力
7．下列说法正确的是（　　）
A．物体做圆周运动，它所受的合力方向一定指向圆心
B．物体做匀速圆周运动所需的向心力大小必定与线速度的平方成正比
C．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动
D．物体做匀速圆周运动的速度方向在时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动
8．如图所示，一竖直圆盘上固定着一个质量为0.2kg的小球（可视为质点），小球与圆盘圆心O的距离为5cm。现使圆盘绕过圆心O的水平轴以大小为10rad/s的角速度匀速转动。当小球运动到O点正上方时圆盘对小球的作用力大小为F1。当小球运动到O点正下方时圆盘对小球的作用力大小为F2，重力加速度大小g= 10m/s2，则（　　）
A．F1=3N；F2=2N B．F1=2N；F2=3N
C．F1=1N；F2=3N D．F1=1N；F2=2N
9．如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（　　）
A．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡
B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心
C．此时手转动塑料管的角速度
D．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动
10．如图是向心力演示仪的示意图，匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由长槽及短槽上的挡板6对小球的弹力提供，该力的大小通过挡板的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，因此标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。长槽上A1挡板距左转轴的距离与短槽上B挡板距右转轴的距离相等。A2挡板距左转轴的距离是A1挡板距左转轴距离的两倍。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可改变两个塔轮的转速比，以探究物体做圆周运动向心力大小的影响因素。两个塔轮为传动皮带提供了三个档位：转速比分别是1：1、1：2和1：3.现在要用控制变量法探究向心力与质量的关系，需要把质量比为1：2的两个球分别放在演示仪上合适的位置并选取适当的传动档位，下列正确的是（　　）
A．球分别放在位置A1、B，传动选1：3档位
B．球分别放在位置A1、A2，传动选1：1档位
C．球分别放在位置A1、A2，传动选1：2档位
D．球分别放在位置A1、B，传动选1：1档位
11．关于向心力，下列说法正确的是（　　）
A．做圆周运动的物体所受的合力一定是向心力
B．向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小
C．物体除受其他的力外还要受到一个向心力的作用
D．做匀速圆周运动的物体所受向心力不变
12．物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　）
A．所受合力全部用来提供向心力 B．是匀变速曲线运动
C．速度的大小和方向都改变 D．向心加速度不变
13．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．座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（　　）
A．运动周期为
B．转速的大小为
C．受摩天轮作用力的大小始终为mg
D．所受合力的大小始终为0
14．小球质量为m，用长L的轻悬线固定于O点，在O点的正下方处钉有一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直，如图所示。若无初速度释放小球，当悬线碰到钉子后的瞬间（设线没有断）（　　）
A．小球的角速度突然增大 B．小球的线速度突然减小到零
C．小球的向心加速度突然增大 D．小球的线速度突然增大
15．如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　）
A．b一定比a先开始滑动
B．a、b所受的摩擦力始终相等
C．是b开始滑动的临界角速度
D．当时，a所受摩擦力的大小为kmg
二、解答题
16．用绳子拴一个物体，在竖直平面内做圆周运动，当物体到达最高点时，有人说：
（1）这时物体受到三个力作用：重力、绳子拉力以及向心力；
（2）因为上述三个力的方向都是向下的，但物体不下落，可见物体还受到一个方向向上的力和这些力平衡着。
以上说法正确吗？为什么？
17．质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点，当棒在光滑的水平面上绕O点匀速转动时，如图．求棒的OA段及AB段的拉力之比．
参考答案
1．B
【详解】
A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，方向时刻都在变化，所以是一个变力，故A正确；
B．做匀速圆周运动的物体，受到别的物体对它的作用力，这个作用力提供向心力，在受力分析时不能认为物体同时受作用力和向心力，故B错误；
C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某一个力，也可以是这些力中某几个力的合力，故C正确；
D．向心力方向始终垂直于线速度方向，所以只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢，故D正确。
故选B。
2．D
【详解】
A．根据速度定义式
非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想，A正确；
B．通过红蜡块的运动探究合运动和分运动之间的关系，体现了等效的思想， B正确；
C．在“探究平抛运动的在竖直方向上的分运动”的实验中，判断竖直方向上的运动是否是自由落体运动，运用了类比法，即比较研究法，C正确；
D．在“探究向心力大小的表达式的实验中”应用了控制变量法，D错误。
故选D。
3．B
【详解】
对小球受力分析，如图
小球做匀速圆周运动，有
整理，得
即两球处于同一高度。
故选B
4．A
【详解】
根据
可知，要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．A
【详解】
A．在半径和角速度一定的情况下， ，向心力的大小与质量成正比，故A正确；
B．在质量和半径一定的情况下，，向心力的大小与角速度平方成正比，故B错误；
C．在质量和半径一定的情况下，，向心力的大小与角速度平方成正比，故C错误；
D．在质量和角速度一定的情况下，，向心力的大小与半径成正比，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】
AB．在A位置时，人受到重力和线的拉力，合力沿斜面向下，不为零，则加速度不可能为零；由矢量三角形可知此时人所受的拉力小于重力，由牛顿第三定律可知，钢索对轻绳的作用力等于人所受的拉力，所以钢索对轻绳的作用力小于人的重力，AB错误；
C．在B位置时，细绳的拉力竖直，则人匀速下滑，此时钢索对轻环的摩擦力等于重力沿钢索方向的分力，C错误；
D．若轻环在B位置突然被卡住，则此时人将做圆周运动，根据
可知，轻绳对人的拉力大于人的重力，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．物体做匀速圆周运动，所受合力一定指向圆心，当做变速圆周运动时，合力不指向圆心，A错误；
B．根据
可知，当半径一定时，向心力与线速度的平方成正比，B错误；
C．物体做匀速圆周运动时由合外力提供向心力，合外力的大小不变，方向时刻改变，所以在恒力作用下，物体不可能做匀速圆周运动，C错误；
D．无论是物体速度的大小变了，还是速度的方向变了，都说明速度是变化的，都是变速运动，做匀速圆周运动的速度方向在时刻改变，所以匀速圆周运动是变速运动，D正确。
故选D。
8．C
【详解】
小球做匀速圆周运动所需的向心力大小为
当小球运动到O点正上方时，F1的方向与重力方向相反，则根据牛顿第二定律可得
解得F1=1N。
当小球运动到O点正下方时，F2的方向与重力方向相反，同理可得
解得F2=3N。
故选C。
9．A
【详解】
A．螺丝帽恰好不下滑，知螺丝帽受到重力和最大静摩擦力平衡，故A正确；
B．螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，所以弹力方向水平向里，指向圆心，故B错误；
C．根据牛顿第二定律得
又，联立解得
故C错误；
D．若杆的转动加快，角速度ω增大，螺丝帽受到的弹力N增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对杆发生运动，故D错误。
故选A。
10．D
【详解】
控制变量法探究向心力与质量的关系，需要控制半径和转动的角速度一定，长槽上A1挡板距左转轴的距离与短槽上B挡板距右转轴的距离相等，则球分别放在位置A1、B，转速比应该是1：1，即传动选1：1档位。
故选D。
11．B
【详解】
A．非匀速圆周运动，合外力指向圆心的分量提供向心力，故A错误；
B．圆周运动的向心力的方向始终指向圆心，与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故B正确；
C．向心力是做圆周运动需要的力，是效果力，受力分析时，不能说物体受到向心力作用，故C错误；
D．做匀速圆周运动物体，向心力大小不变，方向时刻改变，故D错误。
故选B。
12．A
【详解】
A．物体做匀速圆周运动，合外力完全提供向心力，A正确；
B．物体所受合外力始终与速度垂直，速度大小始终不变，合外力方向始终指向圆心，一直改变，不是匀变速曲线运动，BC错误；
D．向心加速度大小不变，方向一直改变，D错误。
故选A。
13．AB
【详解】
A．根据周期和角速度的关系可知，周期，选项A正确；
B．根据转速和角速度的关系可知，，选项B正确；
C．由于座舱受到的重力和摩天轮对座舱的作用力的合力充当向心力，向心力不等于0，摩天轮对座舱的作用力不等于mg，选项C错误；
D．座舱做匀速圆周运动，受到的合力充当向心力，向心力不等于0，合力也不等于0，选项C错误。
故选AB。
14．AC
【详解】
BD．由题意知，当悬线运动到与钉子相碰时，悬线仍然竖直，小球在竖直方向仍然只受重力和悬线的拉力，故其运动方向不受力，线速度大小不变，选项BD错误；
AC．又，r减小，所以ω增大；，r减小，则a增大，故AC正确。
故选AC。
15．AC
【详解】
B．小木块都随水平转盘做匀速圆周运动时，在发生相对滑动之前，角速度相等，静摩擦力提供向心力即
由于木块b的半径大，所以发生相对滑动前木块b的静摩擦力大，选项B错。
C．随着角速度的增大，当静摩擦力等于滑动摩擦力时木块开始滑动，则有
代入两个木块的半径，小木块a开始滑动时的角速度
木块b开始滑动时的角速度
选项C正确。
A．根据，所以木块b先开始滑动，选项A正确。
D．当角速度，木块b已经滑动，但是
所以木块a达到临界状态，摩擦力还没有达到最大静摩擦力，所以选项D错误。
故选AC。
16．不正确，理由见解析
【详解】
（1）说法不正确，这时物体可能受到重力和绳子拉力的作用，此时重力和绳子拉力的合力提供向心力；也可能只受到重力的作用，即重力恰好能够提供物体在最高点的向心力。向心力是根据作用效果命名的力，它是由其它力（或其它力的合力）所提供的，受力分析时不能把向心力单独作为一个力来分析。
（2）说法不正确，物体在最高点时并不处于平衡状态，因此没有受到一个竖直向上的力，之所以不下落是因为物体具有惯性，在运动过程中有沿切线方向飞出的离心趋势，在通过最高点后物体在向心力的作用下仍不断改变速度方向。
17．
【详解】
设，小球运动的角速度为，杆OA段与AB段对球的拉力分别为．
根据牛顿第二定律得：对B球①；
对A球：②；
由①：②得，，解得．