3.2科学探究：向心力同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册（word版含答案）

3.2科学探究：向心力同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册
一、选择题（共14题）
1．在水平路面上转弯的汽车，向心力来源于（ ）
A．重力与支持力的合力 B．滑动摩擦力
C．重力与摩擦力的合力 D．静摩擦力
2．如图所示，一辆质量的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶。汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。已知轮胎与路面间的最大静摩擦力为，当汽车经过半径为80m的弯道时，汽车的行驶速度最大不能超过（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，一个水平圆盘绕中心竖直轴匀速转动，角速度是5rad/s，盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体，与圆盘相对静止随圆盘一起转动．小物体与圆盘间的动摩擦因数为0.3，小物体所受摩擦力大小是（　　）
A．0.04N B．0.16N C．0.25N D．1.0N
4．如图所示，叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（　　）
A．B对A的摩擦力一定为3μmg B．C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力
C．转台的角速度一定满足： D．转台的角速度一定满足：
5．某拱桥可以看成是一段圆弧，当汽车以的速度通过桥顶时，对桥顶的压力为车重的倍，要使汽车对桥顶恰好没有压力，汽车的速度应为（　　）（）
A． B． C． D．
6．一个做匀速圆周运动的物体，如果半径不变，而速率增加到原来速率的3倍，其向心力增加了64 N，则物体原来受到的向心力的大小是
A．16 N B．12 N C．8 N D．6 N
7．如图所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道．质量为m的游客随过山车一起运动，当游客以速度v经过圆轨道的最高点时（ ）
A．处于超重状态
B．速度v的大小一定为
C．向心加速度方向竖直向下
D．座位对游客的作用力为
8．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，物体所受向心力由（　 ）提供．
A．重力 B．弹力 C．摩擦力 D．弹力和重力的合力
9．下列有关运动的说法正确的是（ ）
A．图甲中撤掉挡板A的瞬间，小球的加速度方向竖直向下
B．图乙中质量为m的小球到达最高点时对管壁的压力大小为，则此时小球的速度大小为
C．图丙中（不打滑）皮带轮上b点的加速度小于a点的加速度
D．在图丁用铁锤水平打击弹簧片的实验中，能证明A在水平方向上是匀速运动
10．如图所示，某人正在用开瓶器开啤酒盖。在手柄处施力，使开瓶器绕O点转动一定的角度就可以将瓶盖打开。A为开瓶器的施力点，B为手柄上的某一点，则在开瓶器绕O点匀速转动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．A点线速度不变
B．A、B两点的角速度相同
C．A、B两点的线速度大小相同
D．A、B两点的向心加速度大小之比
11．如图，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道内侧作圆周运动，半径为R。小球经过圆环最高点时恰好不脱离圆环，则通过最高点时，下列说法正确的是（　　）
A．小球的线速度大小等于0
B．小球的向心加速度等于0
C．小球的向心力等于0
D．小球对圆环的压力等于0
12．火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力。若火车在该弯道实际运行速度为45m/s，则下列说法中正确的是（　　）
A．仅内轨对车轮有侧压力
B．仅外轨对车轮有侧压力
C．内、外轨对车轮都有侧压力
D．内、外轨对车轮均无侧压力
13．如图，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动．质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止．A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，α＞β，则下列说法正确的是（　　）
A．A的向心力等于B的向心力
B．A、B受到的摩擦力可能同时为0
C．若ω缓慢增大，则A、B受到的摩擦力一定都增大
D．若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下的摩擦力
14．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．
二、填空题（共4题）
15．飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径r=180m的圆周运动，如图所示。如果飞行员的质量m=70kg，飞机经过最低点时的速度=360km/h，这时飞行员对座位的压力为__________，方向为________。
16．一起重机用长4m的钢丝绳吊一重为2000kg的重物，以2m/s的速度在水平方向上匀速行驶，当起重机突然停住的瞬间，钢丝绳受到的拉力是___________N．（取g=10）
17．（1）如图所示，两根细线把两个相同的小球悬于同一点，并使两球在 同一水平面内做匀速圆周运动，其中小球1的转动半径较大，则两小球转动的角速度大小关系为ω1__________ω2，两根线中拉力大小关系为T1_________T2，（填“＞”“＜”或“=”)
（2）如图所示，从高为H的地方A平抛一物体，其水平射程为2s．在A点正上方高度为2H的地方B点，以同方向平抛另一物体，其水平射程为s，两物体在空中的轨道在同一竖直平面内，且都是从同一屏M的顶端擦过，求屏M的高度是_____________；
（3） A、B是两块竖直放置的薄纸片,子弹ｍ以水平初速度穿过A后再穿过B,在两块纸片上穿的两个洞高度差为h,A、B间距离为ｌ,则子弹的初速度是_________．
18．在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图（a）所示。图（b）是演示器部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图（a）中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球Ⅰ和球Ⅱ，质量为m的球Ⅲ。
（1）为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮______相连，同时应选择球Ⅰ和球______作为实验球；
（2）若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，这是要探究向心力与______（填物理量的名称）的关系，此时轮②和轮⑤的这个物理量之比为______，应将两个实验球分别置于短臂C和长臂______处；
（3）本实验采用的实验方法是______，下列实验也采用此方法的是______；
A．探究平抛运动的特点 B．验证机械能守恒定律
C．探究加速度与力和质量的关系 D．探究两个互成角度的力的合成规律
三、综合题（共4题）
19．在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求小球做圆周运动的线速度。
20．如图所示，光滑管道AB部分平直，BC部分为竖直半圆环，圆环半径为现有一个质量为m半径为的小球，以水平速度从管口A端射入管道小球通过最高点C点时，小球对轨道的压力大小为，求小球落回水平管道AB上距离B点多远？
21．如图所示，杆长为L，杆的一端固定一质量为m的小球，杆的质量忽略不计，整个系统绕杆的另一端O在竖直平面内做圆周运动，求：
(1)小球在最高点A时速度vA为多大时，才能使杆对小球的作用力为零？
(2)如m=0.5kg，L=0.5m，vA=0.4m/s，g=10m/s2，则在最高点A时，杆对小球的作用力是多大？是推力还是拉力？
22．如图所示为一皮带传动装置，、分别为大轮和小轮的圆心。请在图上标出点的线速度方向和质点的向心力方向___________。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．C
5．B
6．C
7．C
8．B
9．C
10．B
11．D
12．B
13．D
14．A
15． 4589N 竖直向下
16．
17． = >
18． ④ Ⅱ 角速度 1∶4 A 控制变量法 C
19．
20．或者
21．(1)；(2)4.84N，推力
22．
答案第1页，共2页