6.2 向心力 训练题（word版含答案）

6.2 向心力
一、选择题
1．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产生了一个向心力
B．做匀速圆周运动的物体，其向心力是由其他性质力提供的
C．做匀速圆周运动的物体，其向心力不变
D．做圆周运动的物体，其所受外力的合力的方向一定指向圆心
2．关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（　　）
A．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的性质命名的
B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力，但不可能是一个力的分力
C．向心力整个过程中始终不变
D．向心力的效果不能改变质点的线速度大小，只能改变质点的线速度方向
3．如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A的受力情况是（ ）
A．受重力、支持力 B．重力、支持力、向心力、摩擦力
C．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 D．以上都不正确
4．向心力演示器如图所示。把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们做圆周运动的半径相同，依次调整塔轮上的皮带的位置，匀速转动手柄，可以探究（　　）
A．向心力的大小与质量的关系
B．向心力的大小与半径的关系
C．向心力的大小与角速度的关系
D．向心力的大小与手柄转速的关系
5．一段内径均匀内表面光滑的弧形水管置于水平面，当管道中通有流量稳定的水流，水流方向a流向b，则关于水流对管道的作用力方向正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，质量为m的物块随水平转盘绕竖直固定轴做匀速圆周运动，角速度为ω，物块到轴心的距离为r。则物块受到的向心力大小为（　　）
A． B． C． D．
7．小易同学假期去游玩看到了一条弯曲的河流，图中A、B、C、D为四处河岸，他想根据所学知识分析一下河水对河岸的冲刷程度，你认为冲刷最严重最有可能的是（　　）
A．A处 B．B处 C．C处 D．D处
8．质量为20kg的小朋友在荡秋千，若小朋友重心到圆心的距离为2.5m，运动到最低点时速度大小为4m/s，则此时他所需要的向心力大小为 （　　）
A．32N B．64N C．72N D．128N
9．如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是（　　）
A．若m1>m2，则θ1>θ2
B．若m1θ2
C．θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关
D．以上说法均错误
10．滚筒洗衣机静止于水平地面上，衣物随着滚筒一起在竖直平面内做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．衣物运动的过程中洗衣机对地面的压力不变
B．衣物运动到最低点B点时处于失重状态
C．衣物运动的过程中洗衣机对地而的摩擦力始终为0
D．衣物运动到最低点B点时受到滚筒的作用力最大，脱水效果更好
11．如图所示，在粗糙水平板上放一个物体，使水平板和物体一起在竖直平面内做完整匀速圆周运动，为水平直径，为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则（　　）
A．物块始终受到三个力作用
B．在、两点，水平板对物块的作用力指向圆心
C．物体全程所受的摩擦力大小不变
D．物体全程所受合力大小不变
12．小明拿着一个正方体的光滑盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，盒子中有一个质量为m的小球（盒子的边长略大于球的直径），如图所示，在最高点时小球对盒子有向上大小为的压力，已知重力加速度为g，空气阻力不计，则（　　）
A．因为小球做匀速圆周运动，所以向心力恒定
B．该盒子做匀速圆周运动的周期等于
C．盒子运动到最低点时，对小球的作用力大小等于
D．盒子运动到O点等高的右侧位置时，小球受到的合力等于
13．一物体做匀速圆周运动，其它条件不变，线速度大小变为原来的2倍，则所需向心力大小变为原来的倍数是（　　）
A．2倍 B．4倍 C．6倍 D．8倍
14．如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．若给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆．设细绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）
A．小球受重力、绳的拉力和向心力作用 B．小球的线速度
C．小球的角速度 D．小球的向心加速度
15．（多选）木块随圆桶绕轴线做匀速圆周运动（　　）
A．木块受重力、筒壁的弹力和摩擦力、离心力的作用
B．圆桶做匀速圆周运动的转速越大桶壁对木块的摩擦力越大
C．木块随筒壁做匀速圆周运动时的向心力由桶壁的弹力提供
D．桶壁对木块的弹力随着转速的增大而增大
16．（多选）“荡秋千”是小孩常玩的游戏之一、小孩在荡秋千的过程中，若空气阻力忽略不计，小孩的质量为25kg，重心距悬点的距离为2.5m，小孩运动到最低点的速度为2m/s，（g取10m/s2）则下列说法正确的是（　　）
A．小孩所受合外力不是始终指向其做圆周运动的圆心
B．小孩运动到最高点时加速度为零
C．小孩运动过最低点时秋千对小孩的作用力为290N
D．小孩运动过最低点时秋千对小孩的作用力为210N
17．（多选）如图所示，细绳的一端固定于点，另一端系一个小球，在点的正下方钉一个钉子，让小球从一定高度摆下，当细绳与钉子相碰时（　　）
A．小球的角速度发生突变
B．小球的线速度发生突变
C．如果钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断
D．如果钉子的位置越靠近小球，绳就越不容易断
18．（多选）某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离后落地。已知握绳的手离地面高度为，手与球之间的绳长为，重力加速度，忽略空气阻力。则（　　）
A．从绳断到小球落地的时间为0.3s
B．小球落地时的速度大小为4m/s
C．绳子的最大拉力为16N
D．绳子的最大拉力为21.5N
19．（多选）如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为和，有、两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．、球受到的支持力之比为 B．、球的向心力之比为
C．、球运动的角速度之比为 D．、球运动的线速度之比为
二、填空题
20．如图，一水平圆盘以恒定的角速度ω绕竖直转轴匀速转动，在离转轴距离为r的位置上，有一质量为m的小物块随圆盘一起转动且相对圆盘静止。则小物块做匀速圆周运动时所需的向心力由_______力提供，此力的大小为_______。
21．某同学用圆锥摆验证向心力公式，先在一张白纸上以为圆心画一组同心圆，再将白纸铺在水平桌面上，在点正上方距桌面某一高度处的处的铁架台（图中未画出）上用长度为的细线悬挂一质量为的小球，设法使小球沿着半径为的圆周运动但恰不与纸面接触。
（1）现用刻度尺测得、，用天平测得，重力加速度，则小球所受的合力__________。
（2）为了测出小球圆周运动的角速度，先用秒表测得小球完成次圆周运动共用时，则由向心力公式求得小球做圆周运动的向心力__________，代入数值，验证是否成立。
（3）实验结果显示比稍大些，其原因可能是下述中的( )
A．小球质量测量结果偏大
B．半径测量结果偏大
C．秒表测量时间时，完成圆周运动的次数少记录一次
22．航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量。某同学设计了如图所示的装置（图中为光滑小孔）来间接测量物体的质量；给待测物体一个初速度，使它在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有以下基本测量工具：天平、秒表、刻度尺、弹簧测力计。

（1）实验时除了弹簧测力计示数外，还需要测量的物理量是___________。
（2）待测物体质量的表达式为___________。
23．某学校新进了一批传感器，小明在老师指导下，在实验室利用传感器探究物体做圆周运动的向心力与物体质量、轨道半径及转速的关系。实验装置如图甲所示。带孔的小清块套在光滑的水平细杆上。通过细杆与固定在转轴上的拉力传感器相连。小滑块上固定有转速传感器。细杆可绕转轴做匀速圆周运动小明先保持滑块质量和轨道半径不变来探究向心力与转速的关系。
（1）小明采用的实验方法主要是________。（填正确答案标号）
A．理想模型法 B．控制变量法 C．等效替代法
（2）若拉力传感器的示数为F，转速传感器的示数为n，小明通过改变转速测量出多组数据，作出了如图乙所示的图像，则小明选取的横坐标可能是______________________。
A．n B． C． D．
（3）小明测得滑块做圆周运动的半径为r，若F、r、n均取国际单位，图乙中图线的斜率为k，则滑块的质量可表示为m=_________。
三、解答题
24．分析图中物体的受力情况，并说明它们做匀速圆周运动时向心力的来源。
（1）如图（a）所示，小球A挂在细线下端，并在水平面内做匀速圆周运动。
（2）如图（b）所示，小球B在内壁光滑的固定倒立圆锥内表面做匀速圆周运动。
（3）如图（c）所示，小物块C在直立圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动。
25．歼-20是我国自主研制的第五代战斗机，具有包括隐身在内的一系列世界领先的性能。某次演习中，歼-20战斗机需要完成一次战术拉升动作。已知战斗机此时水平飞行且速度大小为500 m/s，取重力加速度大小g=10 m/s2，出于对飞行员安全的考虑，要求飞行员所受支持力应该控制在自身重力的10倍以内，否则很可能会出现“黑视”情况，严重威胁飞行员和战斗机的安全。分析飞机飞行时，尽管各个位置轨迹的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条轨迹分割为许多很短的小段，飞机在每小段的运动都可以看作是圆周运动的一部分。通过以上信息求战斗机在拉升时的最小圆周运动的半径。
26．如图所示，一根长0.1 m、能承受的最大拉力为45N的细线，一端系着一个质量为0.18 kg的小球，拉住细线的另一端使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。当小球的角速度增大到原来的3倍时，细线恰好断裂。已知桌面高出地面h＝0.8 m求：（g取10 m/s2）
（1）细线断裂的瞬间，小球运动的线速度大小；
（2）细线断裂后小球垂直于桌面边缘飞出去的落地点离桌面边缘的水平距离s。
参考答案：
1．B 2．D 3．C 4．C 5．A 6．D 7．C 8．D 9．C 10．D 11．D 12．C 13．B 14．D
15．CD 16．AC 17．AC 18．AD 19．BD
20． 静摩擦（或合）
21． BC
22． 物体做圆周运动的周期，以及圆周运动的半径
23． B D
24．（1）小球重力和细线拉力的合力；（2）小球重力和圆锥内表面的支持力的合力；（3）圆筒的支持力
25．2778 m
26．（1）5m/s；（2）2m
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