6.2向心力 练习题(word版含答案)

文档属性

名称 6.2向心力 练习题(word版含答案)
格式 doc
文件大小 711.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-06 06:51:37

图片预览

文档简介

6.2向心力专题复习2021—2022学年高中物理人教版(2019)必修第二册
一、选择题(共15题)
1.如图所示,汽车在一水平公路上转弯时,汽车的运动可视为匀速圆周运动。下列关于汽车转弯时的说法正确的是(  )
A.汽车处于平衡状态 B.汽车的向心力由重力和支持力提供
C.汽车的向心力由摩擦力提供 D.汽车的向心力由支持力提供
2.如图所示,在光滑水平面上,质量为m的小球在细线的拉力作用下,以速度v做半径为r的匀速圆周运动。小球所受向心力的大小为(  )
A. B. C.mυ2r D.mυr
3.某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关,做了一个小实验:绳的一端拴一小球,手牵着在空中甩动,使小球在水平面内作圆周运动(如图所示),则下列说法中正确的是(  )
A.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将不变
B.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将增大
C.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变
D.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将减小
4.一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
5.如图所示,在粗糙水平木板上放一个物块,使水平板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,ab为水平直径,cd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.物块始终受到两个力作用
B.只有在a、b、c、d四点,物块受到的合外力才指向圆心
C.从a到b,物块所受的摩擦力先增大后减小
D.从b到a,物块处于超重状态
6.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
7.如图所示,M能在水平光滑杆上自由滑动,滑杆连架装在转盘上.M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连.当转盘以角速度ω转动时,M离轴距离为r,且恰能保持稳定转动.当转盘转速增至原来的2倍,调整r使之达到新的稳定转动状态,则滑块M(  )
A.所受向心力变为原来的4倍
B.线速度变为原来的
C.半径r变为原来的
D.M的角速度变为原来的
8.如图所示,两个质量均为0.1kg 的小木块a和b(均可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO'的距离为0.5m,b与转轴OO'的距离为1.5m。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的0.8倍,取重力加速度g=10 m/s2,圆盘绕转轴以2rad/s的角速度匀速转动。下列说法正确的是(  )
A.a受到的摩擦力大小为0.1N
B.b正在远离转轴
C.改变圆盘绕转轴转动的角速度,b可能向转轴靠近
D.若要使a相对圆盘运动,则圆盘绕转轴转动的角速度应大于4rad/s
9.如图所示,长均为L的两根轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动,若小球在最高点速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点速率为2v时,每根绳的拉力大小为(  )
A. B. C. D.
10.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
11.在光滑的圆锥漏斗的内壁,两个质量相同的小球A和B,分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动,其中小球A的位置在小球B的上方,如图所示。下列判断正确的是(  )
A.A球的速率小于B球的速率
B.A球的角速度大于B球的角速度
C.A球对漏斗壁的压力大于B球对漏斗壁的压力
D.A球的转动周期大于B球的转动周期
12.甲、乙两名溜冰运动员,m甲=80 kg,m乙=40 kg,面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演,如图所示.两人相距0.9 m,弹簧测力计的示数为9.2 N,下列判断中正确的是(  )
A.两人的线速度相同,约为40 m/s
B.两人的角速度相同,为5 rad/s
C.两人的运动半径相同,都是0.45 m
D.两人的运动半径不同,甲为0.3 m,乙为0.6 m
13.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,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,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。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的向心力大小跟哪些因素有关、具体关系怎样。现将小球A和B分别放在两边的槽内,小球A和B的质量分别为mA和mB,做圆周运动的半径分别为rA和rB。皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上,实验现象显示标尺8上左边露出的格子多于右边,则下列说法正确的是(  )
A.若rA>rB,mA=mB,说明物体的质量和角速度相同时,半径越大向心力越大
B.若rA>rB,mA=mB,说明物体的质量和线速度相同时,半径越大向心力越大
C.若rA=rB,mA≠mB,说明物体运动的半径和线速度相同时,质量越小向心力越大
D.若rA=rB,mA≠mB,说明物体运动的半径和角速度相同时,质量越大向心力越小
14.如图所示,内壁光滑的竖直圆桶,绕中心轴做匀速圆周运动,一物块用细绳系着,绳的另一端系于圆桶上表面圆心,且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动,则(  )
A.绳的张力可能为零
B.桶对物块的弹力不可能为零
C.随着转动的角速度增大,绳的张力保持不变
D.随着转动的角速度增大,绳的张力一定增大
15.如图所示,光滑杆偏离竖直方向的夹角为,杆以O为支点绕竖直线旋转,质量为m的小球套在杆上可沿杆滑动。当杆角速度为ω1时,小球的旋转平面在A处,线速度为v1,球对杆的压力为N1;当杆角速度为ω2时,小球的旋转平面在B处,线速度为v2,球对杆的压力为N2,则有(  )
A.N1=N2 B.N1v2 D.ω1<ω2
二、填空题(共4题)
16.变速圆周运动的合力:变速圆周运动的合力产生两个方向的效果,如图所示。
(1)跟圆周相切的分力Fτ:改变线速度的_____。
(2)指向圆心的分力Fn:改变线速度的_____。
17.一个做匀速圆周运动的物体,若半径保持不变,当它的转速变为原来的4倍时,它的线速度将变为原来的_______倍,它所受到的向心力将变为原来的_______倍,若线速度不变,当它的角速度变为原来的4倍,它的轨道半径将变为原来的_______倍.
18.为验证向心力与物体所受合力的关系,某学习小组设计了如图所示的实验装置。一轻质细线上端固定在力传感器上,下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门中央。主要实验步骤如下:
①用游标卡尺测得钢球直径为d;
②将钢球静止悬挂,此时力传感器的示数为F1,用毫米刻度尺量得细线长为L;
③将钢球拉到适当的高度处由静止释放,光电门计时器测得钢球的遮光时间为t,力传感器示数的最大值为F2;已知当地的重力加速度大小为g,钢球遮光长度近似为d。回答下列问题。
(1)钢球的质量m=____。
(2)钢球经过光电门时的线速度大小v=_____。
(3)若满足F2-F1=____,则说明钢球的向心力与钢球受到的合力相等。
19.用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1,回答以下问题:
(1)在该实验中,主要利用了____________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系;
A.理想实验法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法
(2)探究向心力与角速度之间的关系时,选择半径____________(填“相同”或“不同”)的两个塔轮;同时应将质量相同的小球分别放在____________处;
A.挡板A与挡板B B.挡板A与挡板C C.挡板B与挡板C
(3)探究向心力与角速度之间的关系时,若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1:9,运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为____________;
A.1:9 B.3:1 C.1:3 D.1:1
(4)如图甲所示是某同学用DIS实验装置研究向心力与哪些因素有关的示意图,其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m,放置在未画出的圆盘上,圆周轨道的半径为r,力传感器测定的是圆柱体所受的向心力,光电传感器测定的是圆柱体的线速度,表格中记录了向心力与线速度对应的数据,为了简单明了地观察出向心力与线速度的关系,最好是选择图中的哪个图____________。
v/(ms-1) 1 1.5 2 2.5 3
F/N 0.88 2 3.5 5.5 7.9
A. B. C.
三、综合题(共4题)
20.如图是小型电动打夯机的结构示意图,电动机带动质量为m=50 kg的重锤(重锤可视为质点)绕转轴O匀速运动,重锤转动半径为R=0.5 m。电动机连同打夯机底座的质量为M=25 kg,重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计,重力加速度g取10 m/s2.。求:
(1)重锤转动的角速度为多大时,才能使重锤通过最高点时打夯机底座刚好离开地面?
(2)若重锤以上述的角速度转动,当打夯机的重锤通过最低位置时,打夯机对地面的压力为多大?
21.用图所示的装置可以测量弹簧枪发射子弹的速度。在一根水平轴MN上相隔L安装两个平行的薄圆盘,两圆盘可以绕水平轴MN一起匀速转动。弹簧枪紧贴左盘沿水平方向在水平轴MN的正上方射出一颗子弹,子弹穿过两个薄圆盘(穿过圆盘时速度不变),并在圆盘上留下两个小孔A和B(设子弹穿过B时还没有运动到转轴的下方)。若测得两个小孔距水平轴MN的距离分别为RA和RB,它们所在的半径按转动方向由B到A的夹角为φ(φ为锐角)。求:
(1)弹簧枪发射子弹的速度;
(2)圆盘绕MN轴匀速转动的角速度;
(3)若用一橡皮泥将A孔堵上,则橡皮泥的向心加速度的大小是多少?
22.如图所示,一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做特技表演,若摩托车运动的速率恒为,人和车的总质量为,摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的k倍,且。摩托车通过与圆心O在同一水平面上的B点向下运动时牵引力恰好为零,摩托车车身的长度不计,g取,试求:
(1)运动员完成一次圆周运动所需的时间;(取3.14)
(2)摩托车通过最低点A时牵引力的大小;
(3)摩托车通过最高点C时牵引力的大小。
23.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.C
2.A
3.B
4.C
5.D
6.A
7.B
8.D
9.A
10.D
11.D
12.D
13.A
14.C
15.A
16. 大小 方向
17. 4 16
18.
19. C 不同 B B B
20.(1)rad/s;(2)1 500 N
21.(1);(2),(n=0,1,2,…);(3),(n=0,1,2,…)
22.(1)(2)(3)
23.
答案第1页,共2页