3.2 科学探究：向心力 课时强化训练（word版含答案）

第3章第2节 科学探究：向心力-课时强化训练
一、选择题
1、（多选）对于做匀速圆周运动的物体，下列判断正确的是(　　)
A．合力的大小不变，方向一定指向圆心
B．合力的大小不变，方向也不变
C．合力产生的效果既改变速度的方向，又改变速度的大小
D．合力产生的效果只改变速度的方向，不改变速度的大小
2、一辆汽车在水平公路上转弯，沿圆弧由M向N行驶，速度逐渐减小．如图所示，分别画出汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是（ ）
3、如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（ ）

A、摆球A受重力、拉力和向心力的作用 B、摆球A受拉力和向心力的作用
C、摆球A受拉力和重力的作用 D、摆球A受重力和向心力的作用
4、（多选）火车在铁轨上转弯可以看做是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损．为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题，你认为理论上可行的措施是（ ）
A．减小弯道半径 B．增大弯道半径
C．适当减小内外轨道的高度差 D．适当增加内外轨道的高度差
5、铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ (如图)，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于 ，则（ ）
A、内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B、外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C、轨道与轮缘无挤压 D、无法确定轨道与轮缘是否有挤压
6、如图所示，在某次军事演习中，一辆战车以恒定的速度在起伏不平的路面上行进，则战车对路面的压力最大和最小的位置分别是（ ）
A．A点，B点　　　　B．B点，C点 C．B点，A点 D．D点，C点
7、如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是（ ）
A、车通过最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人一定就会掉下来
B、人在最高点时对座位仍可能产生压力
C、人在最低点时对座位的压力等于mg
D、人在最低点时对座位的压力大于mg
8、（多选）用细绳拴着小球做圆锥摆运动，如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B．小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力
C．向心力的大小可以表示为F＝mrω2，也可以表示为F＝mgtan θ
D．以上说法都正确
9、（多选）在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，使小球以角速度ω做匀速圆周运动。下列说法中正确的是(　　)
A．l、ω不变，m越大线越易被拉断
B．m、ω不变，l越小线越易被拉断
C．m、l不变，ω越大线越易被拉断
D．m不变，l减半且角速度加倍时，线的拉力不变
10、如图为A、B两物体做匀速圆周运动的向心加速度a的大小随半径r变化的图象，其中A为双曲线的一个分支，由图可知(　　)
A．A物体运动的线速度大小不变
B．A物体运动的角速度不变
C．B物体运动的角速度不变
D．B物体运动的线速度大小不变
11、（多选）如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是（ ）
A、绳的拉力
B、重力和绳拉力的合力
C、重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力
D、绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
12、质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为ω，如图2 2 10所示，则杆的上端受到球对其作用力的大小为(　　)
A．mω2R　　　　
B．m
C．m
D．不能确定
13、如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是(　　)
A．线速度vA＞vB
B．运动周期TA＞TB
C．它们受到的摩擦力FfA＞FfB
D．筒壁对它们的弹力FNA＞FNB
14、如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止．物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2。则ω的最大值是(　　)
A. rad/s B． rad/s
C．1.0 rad/s D．0.5 rad/s
15、（多选）球A和球B可在光滑杆上无摩擦滑动，两球用一根细绳连接如图2 2 14所示，球A的质量是球B的两倍，当杆以角速度ω匀速转动时，两球刚好保持与杆无相对滑动，那么(　　)
A．球A受到的向心力大于球B受到的向心力
B．球A转动的半径是球B转动半径的一半
C．当A球质量增大时，球A向外运动
D．当ω增大时，球B向外运动
二、解答题
16、在高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108 km/ h.汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍（取g＝10 m/ s2）。
（1）如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？
（2）如果高速公路上设计了圆弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少？
17、如图所示，水平转盘的中心有个竖直小圆筒，质量为m的物体A放在转盘上,A到竖直筒中心的距离为r，物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连，B与A质量相同，物体A与转盘间的最大静摩擦力是正压力的μ倍，则转盘转动的角速度在什么范围内，物体A才能随盘转动。
18、如图所示，两绳系一质量为m=0.1kg的小球，上面绳长L=2m，两端都拉直时与轴的夹角分别为30°与45°，问：
（1）球的角速度在什么范围内，两绳始终张紧？
（2）当角速度为3rad/s时，上、下两绳拉力分别为多大？
19、如图所示，小球质量m=0.8kg，用两根长L=0.5m长的细绳拴住并系在竖直杆上的A、B两点，AB=0.8m，直杆转动带动小球在水平面内做圆周运动，当绕杆以ω=40rad/s的角速度匀速转动时，求上、下两根绳上的张力（g=10m/s2）。
20、有一种叫“飞椅”的游乐项目，如图所示。长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ。不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度与夹角的关系。
21、如图所示，半径R=1m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，其圆心角θ=106°，两端点A、B连线水平，质量为1kg的小球自左侧平台上平抛后恰能无碰撞地从A点进入圆形轨道并沿轨道下滑。已知平台与AB连线高度差为h=0.8m（sin53°=0.8）。
求：
（1）小球平抛的初速度v0；
（2）小球运动到圆弧最低点O时对轨道的压力。
22、如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳中张力为零），物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍，求：
（1）转盘的角速度为ω1＝时绳中的张力T1。
（2）转盘的角速度为ω2＝时绳中的张力T2。
23、如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R＝0.5 m，离水平地面的高度H＝0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小s＝0.4 m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2.求：
（1）)物块做平抛运动的初速度大小v0；
（2）物块与转台间的动摩擦因数μ。
【参考答案】
1、AD。
2、C。
3、C。
4、BD。
5、A。
6、C。
7、D。
8、BC。
9、AC。
10、AC。
11、CD。
12、C。
13、AD。
14、C。
15、BC。
16、（1）150m；（2）90m。
17、。
18、（1）2.4rad/s<ω<3.16rad/s；（2）AC拉力为0.27N，BC拉力为1.09N。
19、325N；315N。
20、。
21、（1）3m/s；（2）43N。
22、（1）0；（2）kmg。
23、（1）1 m/s；（2）0.2。