6.2向心力 提高卷-试卷(Word版含答案)

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名称 6.2向心力 提高卷-试卷(Word版含答案)
格式 doc
文件大小 763.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-12 16:38:31

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文档简介

人教版高中物理必修二6.2向心力 提高卷
一、选择题(本大题共8道小题)
1. 关于向心力的说法正确的是(  )
A.物体由于做圆周运动而产生了向心力
B.向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小
C.对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时,一定不要漏掉向心力
D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
2. 一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替. 如图(a)示,曲线上A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径. 现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出,如图(b)示,则在其轨迹最高点P处的曲率半径是(   )
A. B. C. D.
3. “辽宁舰”质量为,如图是“辽宁舰”在海上转弯时的照片,假设整个过程中辽宁舰做匀速圆周运动,速度大小为20m/s,圆周运动的半径为1000m,下列说法中正确的是( )
A.在A点时水对舰的合力指向圆心
B.在A点时水对舰的合力大小约为
C.在A点时水对舰的合力大小约为
D.在点时水对舰的合力大小为0
4. 如图所示,用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做完整的圆周运动,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.小球在圆周最高点时所受向心力一定为小球重力
B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零
C.小球在最低点时绳子的拉力一定大于小球重力
D.小球在最高点的速率至少为
5. 如图为《流浪地球》中旋转空间站的示意图,空间站为圆环,圆环内的中空管道为宇航员的活动空间。圆环外径为r,当圆环绕O点自转时能对管道内的宇航员产生弹力。要使宇航员感受到与在地表大小相等的力,空间站自转的角速度应为(设地表重力加速度为g)(  )
A. B. C. D.
6. 如图,内壁光滑的玻璃管内用长为L的轻绳悬挂一个小球。当玻璃管绕竖直轴以角速度匀速转动时,小球与玻璃管间恰无压力。下列说法正确的是(  )
A.仅增加绳长后,小球将受到玻璃管斜向上方的压力
B.仅增加绳长后,若仍保持小球与玻璃管间无压力,需减小
C.仅增加小球质量后,小球将受到玻璃管斜向上方的压力
D.仅增加角速度至后,小球将受到玻璃管斜向下方的压力
7. 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
8. 某同学利用向心力演示器探究影响向心力大小的素。该同学在某次实验过程中,皮带带动的两个变速塔轮的半径相同,将两个完全相同的小球按如图所示放置,可判断该同学是在研究( )
A.向心力大小与质量之间的关系 B.向心力大小与角速度之间的关系
C.向心力大小与线速度之间的关系 D.向心力大小与半径之间的关系
9. 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
二、填空题(本大题共4道小题)
10. 中国航天员首次进行太空授课,通过趣味实验展示了物体在完全失重状态下的一些物理现象。其中一个实验如图所示,将支架固定在桌面上,细绳一端系于支架上的O点,另一端拴着一颗钢质小球。现将细绳拉直但未绷紧,小球被拉至图中a点或b点并进行以下操作,在a点轻轻放手,小球将________(填写“竖直下落”或“静止不动”);在b点沿垂直于绳子的方向轻推小球,小球将________(填写“做匀速圆周运动”或“沿圆弧做往复摆动”)。
11. 现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施(如下图).“魔盘”转动很慢时,盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开.当盘的转速逐渐增大时,盘上的人便逐渐向边缘滑去,离转动中心越远的人,这种滑动的趋势越厉害.设“魔盘”转速为6 r/min,一个体重为 30 kg 的小孩坐在距离轴心 1 m 处(盘半径大于 1 m )随盘一起转动(没有滑动).这个小孩受到的向心力的大小为______________N,这个向心力是由________________力提供的?
三、解答题(本大题共3道小题)
12. 如图所示,在以角速度ω=2 rad/s匀速转动的水平圆盘上,放一质量m=5 kg的滑块,滑块离转轴的距离r=0.2 m,滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动(二者未发生相对滑动).求:
(1)滑块运动的线速度大小;
(2)滑块受到静摩擦力的大小和方向.
13. 一个做匀速圆周运动的物体其质量为2.0 kg,如果物体转速变为原来的2倍,半径不变,则所受的向心力就比原来的向心力大15N。试求:
(1)物体原来所受向心力的大小;
(2)物体后来的向心加速度大小。
14. 如图所示,水平转台上放有质量均为m的两个小物块A、B,A离转轴中心的距离为L,A、B间用长为L的细线相连.开始时,A、B与轴心在同一直线上,细线刚好被拉直,A、B与水平转台间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)当转台的角速度达到多大时细线上开始出现张力?
(2)当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动?
答案
一、选择题(本大题共8道小题)
1. 【答案】B
【解析】
A.向心力是物体做圆周运动的原因,物体由于有向心力才做圆周运动,故A错误;
BD.因向心力始终垂直于线速度方向,所以它不改变线速度的大小,只改变线速度的方向,当合外力完全提供向心力时,物体就做匀速圆周运动,该合力大小不变,方向时刻改变,即向心力是变力,故B正确,D错误;
C.向心力是根据力的作用效果命名的,它可能是某种性质的力,也可能是某个力的分力或几个力的合力,受力分析时不能加入向心力,故C错误。
故选B。
2. 【答案】B
【详解】
在最高点竖直分速度为零,只有水平方向的分速度,且重力提供向心力:,解得:,ACD错误B正确.
3. 【答案】B
【解析】
【分析】
辽宁舰转弯时受重力、水的浮力以及水指向圆心方向的推力作用,推力做为向心力,结合力的合成知识求解水对舰的合力大小.
【详解】
A.在A点时,水对舰有向上的浮力大小等于舰的重力,同时有指向圆心方向的水的推力,两个力的合力方向斜向上方向,选项A错误;
BCD.水对舰的合力大小约为,选项B正确,CD错误;
故选B.
4. 【答案】CD
【解析】
考查圆周运动的向心力产生及其计算问题。
A.小球在圆周最高点时,向心力可能等于重力,也可能等于重力与绳子的拉力的合力,取决于小球的瞬时速度的大小,故A错误;
B.小球在圆周最高点时,若只有重力提供向心力,则拉力为零,故B错误;
C.小球在最低点时具有向上的向心加速度,合力一定向上,则拉力一定大于重力,故C正确;
D.当小球刚好到达最高点时,仅有重力提供向心力,则有
解得
故D正确。
故选CD。
5. 【答案】B
【解析】
【详解】
宇航员是靠环对他的支持力提供向心力,根据牛顿第二定律得
FN=mω2r
据题有
FN=mg
可得
故选B。
6. 【答案】BD
【解析】
【详解】
根据题意可知,
A.仅增加绳长后,小球需要向心力变大,则有离心趋势会挤压管壁右侧,小球受到玻璃管给的斜向下方的压力,故A错误;
B.仅增加绳长后,若仍保持小球与玻璃管间无压力,根据以上分析可知,需减小,故B正确;
C.小球质量可以被约去,所以,增加小球质量,小球仍与管壁间无压力,故C错误;
D.仅增加角速度至后,小球需要向心力变大,则有离心趋势会挤压管壁右侧,小球受到斜向下方的压力,故D正确。
故选BD。
7. 【答案】D
【解析】
【详解】
A.a随圆盘一起转动时所需的向心力大小为
a所受的摩擦力提供向心力,所以a受到的摩擦力大小为0.2N,故A错误;
B. b随圆盘一起转动时所需的向心力大小为
b能够受到的最大静摩擦力大小为
所以b随圆盘一起做匀速圆周运动,到转轴的距离不变,故B错误;
C.由于摩擦力方向永远和物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,且b在水平方向上只能受到摩擦力的作用,所以无论圆盘绕转轴转动的角速度如何改变,b都不可能向转轴靠近,故C错误;
D.设当a所受摩擦力为最大静摩擦力时,圆盘的角速度为ω′,则有
解得,所以若要使a相对圆盘运动,则圆盘绕转轴转动的角速度应大于4rad/s,故D正确。
故选D。
8. 【答案】D
【解析】
皮带带动的两个变速塔轮的半径相同则两小球的角速度相同,两小球完全相同则质量m相同,根据
知,在质量和角速度一定的情况下,可研究向心力的大小与半径的关系。
故选D。
9. 【答案】D
【详解】
弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律得:M甲R甲ω甲2=M乙R乙ω乙2=9.2N ;由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,所以ω甲=ω乙.则R甲=0.3m,R乙=0.6m.由于v=Rω,知两人的线速度不等.根据F=M甲R甲ω甲2,解得:.故D正确,ABC错误.
二、填空题(本大题共4道小题)
10. 【答案】 静止不动 做匀速圆周运动
【解析】
【详解】
由于小球处于完全失重状态,故在a点轻轻放手时,小球将静止不动。
在b点沿垂直于绳子的方向轻推小球时,小球获得了垂直于绳子方向的初速度,小球在绳子拉力提供向心力的作用下做匀速圆周运动。
11. 【答案】 11.8 N 小孩与盘之间的静摩擦力
【解析】
【详解】
小孩随“魔盘”转动做匀速圆周运动,其向心力由小孩与盘之间的静摩擦力提供,向心力的大小为:
三、解答题(本大题共3道小题)
12. 【答案】(1)0.4 m/s (2)4 N 由所在位置垂直指向转轴
【详解】
(1)滑块的线速度大小
v=rω
代入数据得
v=0.2×2m/s=0.4m/s
故A正确;
(2)滑块受到静摩擦力提供向心力
f=mω2r
代入数据得
f=5×0.2×22N=4N
方向由所在位置垂直指向转轴
13. 【答案】(1)5 N;(2)10 m/s2
【解析】
(1)令F0=15 N,设匀速圆周运动的半径为r,物体原来所受向心力的大小
F1=mr(2πn)2
变化后的向心力的大小
F2=mr(2π 2n)2

F1+F0=F2
代入数据解得
F1=5 N
(2)物体后来的向心加速度
a== m/s2=10 m/s2.
14. 【答案】(1) (2)
【详解】
(1)线上刚开始出现张力时,B受的最大静摩擦力刚好充当向心力,即:μmg=mω2·2L,
得:ω=;
(2)当A所受摩擦力达到最大静摩擦力时,A开始滑动,设此时线中张力为F,由牛顿第二定律,对A有:μmg-F=mω′2L
对B有:F+μmg=mω′22L
由上述两式有:ω′=.
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