6.2向心力基础过关练（word版含答案）

2022版高中同步人教版必修第二册 6.2　向心力 基础过关练
一、多选题
1．如图所示，两轮靠摩擦传动，且不打滑，两轮的边缘上有A、B两点，它们到各自转轴O1、O2的距离分别为rA、rB，且rA>rB。当两轮匀速转动时，A、B两点的线速度大小分别为vA和vB，角速度大小分别为ωA和ωB，向心加速度大小分别为aA和aB，周期分别为TA和TB，则（　　）
A．vA2．图示为肩关节、手关节训练器，是中老年喜爱的户外健身器材。当健身爱好者用手转动把手时，某时刻圆盘上P、Q两点绕中心O点匀速转动的角速度大小分别为、（，周期分别为TP、TQ，线速度大小分别为切、，向心加速度大小分别为、。则（　　）
A．< B．TP=TQ C．> D．<
3．如图所示，质量分别为m和M（M>m）的小球P和Q固定在轻杆的两端，杆上的O点用铰链固定．现将杆从水平位置由静止释放，当杆由水平状态转到竖直状态的过程中（ ）
A．杆转到竖直位置时Q的速率大于P的速率
B．杆对小球Q做负功
C．小球Q的机械能增加
D．杆对小球Q的作用力方向始终沿着杆
二、单选题
4．如图所示，游乐场的旋转盘上，开始时有的人离转轴近一些，有的人离转轴远一些。当旋转盘加速转动时，哪些人更容易发生滑动（　　）
A．离轴近的 B．离轴远的 C．质量大的 D．质量小的
5．通过物理学习，判断下列说法正确的是（　　）
A．重力做功与路径无关，做正功时物体的重力势能必增大
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力等于向心力，保持恒定
C．做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度和加速度均为零
D．火车拐弯时的轨道外高内低
6．洗衣机的脱水筒如图所示，设其半径为R并绕竖直中心轴线OO′以角速度ω匀速转动。质量不同的小物件A、B随脱水筒转动且相对筒壁静止。则（　　）
A．两物件的加速度大小不相等
B．筒壁对两物件的压力大小不相等
C．筒壁对两物件的摩擦力相等
D．当脱水筒以不同角速度匀速转动，A物件所受摩擦力发生变化
7．如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上距圆盘中心一定距离处有一小木块随圆盘一起转动，则下列说法正确是（　　）
A．木块受到重力、支持力、摩擦力与向心力
B．圆盘对木块的摩擦力对木块做了功
C．由圆盘对木块的静摩擦力提供向心力
D．由于木块做匀速圆周运动，所以木块处于平衡状态
8．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，是根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．向心力只改变物体线速度的方向，不可能改变物体线速度的大小
9．如图所示，长l＝1m的轻质细杆，一端固定有一个质量为m＝2kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，（电动机在O点处），小球的速率为v＝2m/s。取g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．小球通过最高点时，它对杆的向下的压力大小是8N
B．小球通过最高点时，它对杆的向下的压力大小是12N
C．小球通过最低点时，它对杆的向上的拉力大小是8N
D．小球通过最低点时，它对杆的向上的拉力大小是28N
10．如图所示，用一根质量不计不可伸长的细线，一端系一可视为质点的小球，另一端固定在O点。当小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为时，悬点O到轨迹圆心高度h，细绳拉力大小为F，小球的向心加速度大小为a，线速度大小为v，下列描述各物理量与角速度的关系图像正确的是(　　)
A． B．
C． D．
三、实验题
11．如图所示是“用圆锥摆验证向心力的表达式”的实验，细线下悬挂了一个质量为m的小钢球，细线上端固定在O点。将画有几个同心圆的白纸至于水平桌面上，使小钢球静止时（细线张紧）位于同心圆。用手带动小钢球，使小钢球在水平面内做匀速圆周运动，随即手与球分离。（当地的重力加速度为g）。
(1)用秒表记录小钢球运动n圈的时间t，从而测出此时钢球做匀速圆周运动的周期T=_________；
(2)再通过纸上的圆，测出小钢球的做匀速圆周运动的半径R，可算出小钢球做匀速圆周运动的向心加速度an=____________；小钢球做匀速圆周运动时所受的合力F合=____________（小钢球的直径与绳长相比可忽略）。
四、解答题
12．如图所示，一条不可伸长的轻绳长为 L 为 4m，一端用手握住，另一端系一质量为 1kg 的小球．今使手握的一端在水平桌面上做半径 R 为 3m，角速度为 1rad/s 的匀速圆周运动， 且使绳始终与半径为 R 的圆相切，小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动，求：
（1）小球做匀速圆周运动的线速度大小；
（2）小球在运动过程中受到的摩擦阻力的大小．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．轮子边缘上的点，靠皮带传动，两点的线速度相等。故A错误；
B．A、B两点的线速度相等，由于rA＞rB．根据v=ωr可知，B点的角速度大。故B正确；
C．根据，可知A点的周期大，故C错误；
D．根据，可知A的加速度小，故D正确。
故选BD。
2．BD
【解析】
【详解】
P、Q两点同轴转动，角速度ω和周期T都相同，且
rP根据v=ωr可知
vP根据a=ω2r可知
aP故选BD。
3．AB
【解析】
【详解】
A．转动过程中P转动的半径小于Q转动的半径，杆转到竖直位置时，两球的角速度相等，由可知，Q的速率大于P的速率，A正确；
BC．两球组成的系统，只有重力做功，系统的机械能守恒，P球的动能和重力势能都增大，则P球的机械能增加，由系统的机械能守恒知，小球Q的机械能减少，说明杆对小球Q做负功，B正确C错误；
D．由于杆对小球Q做负功，所以杆对小球Q的作用力方向与速度方向不是始终垂直，即杆对小球Q的作用力方向不始终沿着杆，只有转到竖直位置时杆对小球Q的作用力方向沿着杆，其他位置不沿着杆，D错误．
4．B
【解析】
【详解】
游乐场的旋转盘上，人的角速度相等，且此时由静摩擦力提供向心力，当转盘角速度过大，则静摩擦力近似等于滑动摩擦力，滑动摩擦力提供向心力，设人的质量为m，根据牛顿第二定律
μmg =mω2r
由此可知，离轴越远，临界角速度越小，越容易滑动，与质量无关，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．重力做功与路径无关，做正功时物体的重力势能必减小。故A错误；
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力等于向心力，保持大小恒定。故B错误；
C．做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度为零加速度不为零。故C错误；
D．火车拐弯时的轨道外高内低，以保证火车转弯所需的向心力由火车本身的重力与支持力的合力提供。故D正确。
故选D。
6．B
【解析】
【详解】
A．衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动，转速n相同，由可知，两物件的向心加速度大小相等，故A错误；
B．物块受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力作用，靠弹力提供向心力，有
因质量不同，则筒壁对两物件的压力不同，故B正确；
C．竖直方向的静摩擦力等于重力，因两物件重力不等，则所受的静摩擦力不相等，故C错误；
D．当脱水桶以不同的角速度做匀速圆周运动时，物件依然贴着筒壁相对静止，则竖直方向的静摩擦力依然等于重力而平衡，故A物件所受的摩擦力不变，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
A．木块受到重力、支持力、摩擦力作用，选项A错误；
B．圆盘对木块的摩擦力方向与速度方向垂直，则摩擦力对木块不做功，选项B错误；
C．由圆盘对木块的静摩擦力提供向心力，选项C正确；
D．木块虽然做匀速圆周运动，但是加速度不为零，所以木块不是处于平衡状态，选项D错误。
故选C。
8．A
【解析】
【详解】
A、向心力的方向始终指向圆心，是变力，A错误；
B、向心力是沿着半径指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的，故B正确；
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，故C正确；
D、向心力只改变物体线速度的方向，不可能改变物体线速度的大小，故D正确；
故说法中错误的选A．
9．B
【解析】
【详解】
AB．设小球在最高点时受杆的弹力向上，则
得
可知杆对小球的力向上，则小球对杆表现为压力，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力大小是12N，故A错误，B正确；
CD．小球通过最低点时，杆对小球一定具有向上的拉力，根据牛顿第二定律得
得
根据牛顿第三定律可知，小球对杆向下的拉力大小是28N，故CD错误。
故选B。
10．A
【解析】
【详解】
A．设细绳长度为，小球质量为m，小球做匀速圆周运动时细绳与竖直方向的夹角为θ，细绳拉力为F，有
得
A正确；
B．由
得
B错误；
C．由
可得
小球的向心加速度
C错误；
D．由
得小球的线速度
D错误。
故选A。
11．
【解析】
【详解】
(1)[1]．钢球做匀速圆周运动的周期
(2) [2][3]．小钢球做匀速圆周运动的向心加速度
小钢球做匀速圆周运动时所受的合力
12．（1）5m/s（2）3.75N
【解析】
【详解】
（1）由题意可设小球做圆周运动的半径为r则：
设小球做匀速圆周运动的线速度为v则有：
（2）小球在水平面上受绳子拉力F和摩擦力f其合力充当向心力，由几何关系知：
那么
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