6.2向心力 —2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修二练习

6.2向心力练习题（含答案）
一、选择题(1-8为单选，9-12为多选)
1.关于向心力，下列说法中正确的是(　　)
A．物体由于做圆周运动而产生一个向心力
B．向心力不改变物体做圆周运动的速度大小
C．做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力
D．做一般曲线运动的物体所受的合力即为向心力
2.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，手牵着绳在空中甩动，使小球在水平面内做圆周运动(如图11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　
3.如图所示是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器，球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一条轻绳连接，mP＝2mQ，当整个装置以角速度ω匀速旋转时，两球离转轴的距离保持不变，则此时(　　)
A．两球受到的向心力大小相等
B．P球受到的向心力大于Q球受到的向心力
C．两球均受到重力、支持力和向心力三个力的作用
D．当ω增大时，Q球将沿杆向外运动
4.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
5．如图所示，在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心．能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的图是(　　)
A　　　　　B　　　　C　　　　D
6.如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①、②分别放在转盘A、B上，它们到所在转盘转轴的距离之比为2∶1。a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮。a、b的轮半径之比为1∶2，用皮带连接a、b两轮转动时，钢球①、②所受的向心力之比为(　　)
A．8∶1
B．4∶1
C．2∶1
D．1∶2
7.如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动。关于小强的受力，下列说法正确的是(　　)
A．小强在P点不动，因此不受摩擦力作用
B．若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力为零
C．小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力
D．如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力仍指向圆心
8．质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上，杆端套有一个质量为m的小球，今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动，角速度为ω，如图所示，则杆的上端受到的作用力大小为(　　)
A．mω2R
B.
C.
D．不能确定
9.(向心力的理解)(多选)下列关于向心力的叙述中，正确的是(　　)
A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力
B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用
C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力
D.向心力只改变物体线速度的方向，不改变物体线速度的大小
10、如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是(　　)
A.小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力
B.向心力是细线对小球的拉力和小球所受重力的合力
C.向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分力
D.向心力的大小等于Mgtan
θ
11.如下图所示,长为的悬线固定在点,在点正下方处有一钉子,把悬线另一端的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的(?
).
A.线速度突然增大?????
B.角速度突然增大
C.向心加速度突然增大??????D.悬线拉力突然增大
12．(多选)如图所示，在光滑水平面上钉有两个钉子A和B，一根长细绳的一端系一个小球，另一端固定在钉子A上，开始时小球与钉子A、B均在一条直线上(图示位置)，且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上，现使小球以初速度v0在水平面上沿俯视逆时针方向做匀速圆周运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是(　　)
A．小球的线速度变大
B．小球的角速度变大
C．小球的向心力变小
D．细绳对小球的拉力变小
二、计算题
13、如图所示，已知绳长为L＝20
cm，水平杆长为L′＝0.1
m，小球质量m＝0.3
kg，整个装置可绕竖直轴转动.g取10
m/s2，问：(结果均保留三位有效数字)
(1)要使绳子与竖直方向成45°角，试求该装置必须以多大的角速度转动？
(2)此时绳子的张力为多大？
14.一同学骑自行车在水平公路上以的恒定速率转弯,已知人和车的总质量,转弯的路径近似看成一段圆弧,圆弧半径,求:
（1）求人和车作为一个整体转弯时需要的向心力;
（2）若车胎和路面间的动摩擦因数,为安全转弯,车速不能超过多少?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,)
15、图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋．若将人和座椅看成一个质点，则可简化为如图乙所示的物理模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设绳长l＝10
m，质点的质量m＝60
kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d＝4.0
m，转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角θ＝37°，不计空气阻力及绳重，且绳不可伸长，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8，g取10
m/s2，求质点与转盘一起做匀速圆周运动时：
(1)绳子拉力的大小；
(2)转盘角速度的大小．
6.2向心力练习题（答案）
1、B
2、B
3、A
4、D
5、C　6、A
7、C
8、C　
9、ACD
10、BCD
11、BCD
12、CD
13、
解析　小球绕竖直轴做圆周运动，其轨道平面在水平面内，对小球受力分析如图所示，设绳对小球拉力为FT，小球重力为mg，则绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力.
(1)对小球利用牛顿第二定律可得：
mgtan
45°＝mω2r
r＝L′＋Lsin
45°
联立并将数值代入可得
ω≈6.44
rad/s
(2)FT＝≈4.24
N.
14、解析：（1）根据向心力,将,代入得;
（2）为安全转弯,则向心力不应大于滑动摩擦力f,滑动摩擦力,则,
解得,∴速度不能超过.
15、(1)如图所示，对人和座椅进行受力分析，图中F为绳子的拉力，在竖直方向：Fcos
37°－mg＝0
解得F＝＝750
N.
(2)人和座椅在水平面内做匀速圆周运动，重力和绳子拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有mgtan
37°＝mω2R
R＝d＋lsin
37°
联立解得ω＝＝
rad/s.
[答案]　(1)750
N　(2)
rad/s