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第六章第2节向心力同步练习
姓名:__________ 班级:__________ 座号:__________
一、单选题(共7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. 如图所示,小鸟沿图中虚线向上加速飞行,空气对其作用力可能是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
3. 在水平冰面上,狗拉着雪橇做匀速圆周运动,O点为圆心.图中能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的是( )21·世纪*教育网
A. B. C. D.
4. 物体做匀速圆周运动时,关于受力情况,下列说法正确的是( )
A. 必须受到恒力的作用
B. 物体所受合力必须等于零
C. 物体所受合力大小可能变化
D. 物体所受合力大小不变,方向不断改变
5. 关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力,下列说法中正确的是( )
A. 物体除受其他的力外还要受到一个向心力的作用
B. 向心力是一个恒力
C. 物体所受的合外力提供向心力
D. 向心力是根据性质命名的一种力
6. 上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8 000 m,如图所示,近距离用肉眼看几乎是一条直线,而转弯处最小半径也达到1 300 m,一个质量为50 kg的乘客坐在以360 km/h 的不变速率行驶的车里,随车驶过半径为2 500 m的弯道,下列说法正确的是( )
A. 乘客受到的向心力大小约为200 N
B. 乘客受到的向心力大小约为539 N
C. 乘客受到的向心力大小约为300 N
D. 弯道半径越大,以相同速率行驶时乘客需要的向心力越大
7. 甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们所受外力的合力之比为( )
A. 1∶4 B. 2∶3 C. 4∶9 D. 9∶16
二、多选题(共5小题)
8. 如图所示,某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中,物体的速率逐渐增大,则( )
A. 物体的合力为零
B. 物体的合力大小不变,方向始终指向圆心O
C. 物体的合力就是向心力
D. 物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)
9. (多选)下列关于向心力的说法,正确的是( )
A. 向心力不改变做圆周运动物体速度的大小
B. 做匀速圆周运动的物体受到的向心力即为物体受到的合力
C. 做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的
D. 物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
10. (多选)关于匀速圆周运动的向心力,下列说法正确的是( )
A. 向心力是根据力的作用效果命名的
B. 向心力可以是多个力的合力,也可以是其中一个力或一个力的分力
C. 做圆周运动的物体,所受的合力一定等于向心力
D. 向心力的效果是改变质点的线速度大小
11. (多选)关于物体所受合外力的方向,下列说法正确的是( )
A. 物体做速率逐渐增加的直线运动时,其所受合外力的方向一定与速度方向相同
B. 物体做变速率曲线运动时,其所受合外力的方向一定改变
C. 物体做变速率圆周运动时,其所受合外力的方向一定指向圆心
D. 物体做匀速率曲线运动时,其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
12. (多选)如图所示,A、B两球穿过光滑水平杆,两球间用一细绳连接,当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时,两球恰好不发生滑动.若两球质量之比mA∶mB=2∶1,那么关于A、B两球的下列说法中正确的是( )21教育网
A. A、B两球受到的向心力之比为2∶1
B. A、B两球角速度之比为1∶1
C. A、B两球运动半径之比为1∶2
D. A、B两球线速度之比为1∶2
三、实验题(共4小题)
13. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关.
(1)本实验采用的科学方法是________.
A.控制变量法 B.累积法
C.微元法 D.放大法
(2)图示情景正在探究的是________.
A.向心力的大小与半径的关系
B.向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与角速度的关系
D.向心力的大小与物体质量的关系
(3)通过本实验可以得到的结论是________.
A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比
14. 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置,做匀速圆周运动的圆柱体放置在水平光滑圆盘上,力传感器测量向心力F,速度传感器测量圆柱体的线速度v,该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变,来探究向心力F与线速度v的关系: 21cnjy.com
(1)该同学采用的实验方法为________.
A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想化模型法 D.比值法
(2)改变线速度v,多次测量,该同学测出了五组F、v数据,如表所示:
该同学对数据分析后,在图乙坐标纸上描出了五个点.
①作出F-v2图线;
②若圆柱体运动半径r=0.2 m,由作出的F-v2图线可得圆柱体的质量m=________ kg(保留两位有效数字). 21·cn·jy·com
15. 如图所示为改装后的探究圆周运动的向心加速度的实验装置.有机玻璃支架上固定一个直流电动机,电动机转轴上固定一个半径为r的塑料圆盘,圆盘中心正下方用细线连接一个重锤,圆盘边缘连接细绳,细绳另一端连接一个小球.实验操作如下:
①利用天平测量小球的质量m,记录当地的重力加速度g的大小;
②闭合电源开关,让小球做如图所示的匀速圆周运动,调节激光笔2的高度和激光笔1的位置,让激光恰好照射到小球的中心,用刻度尺测量小球做圆周运动的半径R和球心到塑料圆盘的高度h;2·1·c·n·j·y
③当小球第一次到达A点时开始计时,并记录为1次,记录小球n次到达A点的时间t;
④切断电源,整理器材.
请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是________.
A.小球运动的周期为
B.小球运动的线速度大小为
C.小球运动的向心力大小为
D.若电动机转速增加,激光笔1、2应分别左移、上移
(2)若已测出R=40.00 cm、r=4.00 cm,h=90.00 cm,t=100.00 s,n=51,π取3.14,则小球做圆周运动的周期T=________ s,当地重力加速度大小应为g=________ m/s2.(计算结果均保留3位有效数字)www.21-cn-jy.com
16. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图,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.皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动.小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力,通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降,从而露出标尺10,标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值.那么:
(1)现将两小球分别放在两边的槽内,为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系,下列说法中正确的是________.【来源:21·世纪·教育·网】
A.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的小球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的小球做实验
C.在小球运动半径不相等的情况下,用质量不同的小球做实验
D.在小球运动半径不相等的情况下,用质量相同的小球做实验
(2)在该实验中应用了________(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系.
1. 【答案】B
【解析】向心力是物体做圆周运动的原因,故A错误;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;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.www-2-1-cnjy-com
2. 【答案】D
3. 【答案】C
【解析】雪橇做匀速圆周运动,合力指向圆心,提供向心力;滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反,必沿轨迹切线方向;拉力与摩擦力的合力指向圆心,故拉力指向雪橇运动方向的左前方.2-1-c-n-j-y
4. 【答案】D
【解析】当物体所受合力等于零时,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态.当物体受到恒力时,物体将做匀变速运动.物体做匀速圆周运动时,所受合外力大小不变,方向始终沿着半径方向(或垂直于速度方向).21*cnjy*com
5. 【答案】C
【解析】物体做匀速圆周运动需要受到一个指向圆心的合外力,并不是还要受到一个向心力作用,故A错误;物体做匀速圆周运动的向心力始终指向圆心,因此向心力方向不断改变,向心力不是恒力,故B错误;物体做匀速圆周运动需要向心力,而物体所受的合外力正好提供向心力,让物体能够做匀速圆周运动,故C正确;向心力是指向圆心的合外力,不是性质力,是根据效果命名的,故D错误.【来源:21cnj*y.co*m】
6. 【答案】A
【解析】由Fn=m,可得Fn=200 N,选项A正确.弯道半径越大,以相同速率行驶时乘客所需要的向心力越小,D错误.【出处:21教育名师】
7. 【答案】C
【解析】由ω=乙=60°∶45°=4∶3,由F=mω2r得==××=,故C正确.
8. 【答案】D
【解析】物体做加速曲线运动,合力不为零,A错误;物体做速度大小变化的圆周运动,合力不指向圆心,合力沿半径方向的分力等于向心力,合力沿切线方向的分力使物体速度变大,即除在最低点外,物体的速度方向与合力的方向 夹角始终为锐角,合力与速度不垂直,B、C错误,D正确.【版权所有:21教育】
9. 【答案】AB
【解析】对于A,向心力始终与物体速度方向垂直,它不改变速度大小,只改变速度的方向,正确;对于B,做匀速圆周运动物体的合外力始终指向圆心,等于向心力,正确;对于C,做匀速圆周运动物体的向心力大小不变,方向时刻改变,为变力,错误;对于D,物体因向心力的作用才做匀速圆周运动,而不是由于做圆周运动才产生向心力,错误.21*cnjy*com
10. 【答案】AB
【解析】向心力是根据力的作用效果命名的,它可以是多个力的合力,也可以是其中一个力或一个力的分力,只有在匀速圆周运动中,物体所受的合外力才等于向心力,但不论物体是否做匀速圆周运动,向心力的作用都是只改变线速度的方向,不改变线速度的大小.综上所述,A、B选项正确,C、D选项错.
11. 【答案】AD
【解析】物体做速率逐渐增大的直线运动时,其加速度跟速度方向一致,故其所受合外力的方向一定与速度方向相同,A正确;物体做变速率曲线运动时,其所受合外力的方向不一定改变,如做平抛运动的物体,B错误;物体只有在做匀速率圆周运动时,合外力才全部充当向心力,物体做变速率圆周运动时,只是合外力有指向圆心的分量,但其所受合外力的方向不指向圆心,故C错误;物体做匀速率曲线运动时,据动能定理可知合外力不做功,故物体所受合外力的方向总是与速度方向垂直,D正确.
12. 【答案】BCD
【解析】两球的向心力都由细绳的拉力提供,大小相等,两球都随杆一起转动,角速度相等,A错,B对.设两球的运动半径分别为rA、rB,转动角速度为ω,则mArAω2=mBrBω2,所以运动半径之比为rA∶rB=1∶2,C正确.由v=ωr知D正确.
13. 【答案】(1)A (2)D (3)C
14. 【答案】(1)B (2)①见解析图 ②0.18
【解析】(1)实验中研究向心力和线速度的关系,保持圆柱体质量和运动半径不变,采用的实验方法是控制变量法,所以B选项是正确的.21世纪教育网版权所有
(2)①作出F-v2图线,如图所示:
②根据F=知,图线的斜率k=,则有:=,代入数据计算得出:m=0.18 kg.
15. 【答案】(1)BD (2)2.00 9.86
【解析】(1)从小球第1次到第n次通过A位置,转动圈数为n-1,时间为t,故周期T=,故A错误;小球的线速度大小v==,故B正确.小球受重力和拉力的作用,这两个力的合力提供向心力,设细绳与竖直方向的夹角为α,则FTcos α=mg,FTsin α=F向,故F向=mgtan α=mg,故C错误;若电动机的转速增加,则转动半径增加,故激光笔1、2应分别左移、上移,故D正确.
(2)小球做圆周运动的周期T== s=2.00 s;
向心力F向=mg=mR.
解得g=≈9.86 m/s2.
16. 【答案】(1)A (2)控制变量法
【解析】(1)根据F=mrω2知,要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系,需控制小球的质量和半径不变,所以A正确,B、C、D错误;21教育名师原创作品
(2)由前面分析可以知道该实验采用的是控制变量法.
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