人教版（2019）物理必修第二册同步练习
6.2向心力
一、单选题
1.关于向心力的说法中正确的是??? (??? )
A.物体由于做圆周运动而产生向心力 B.向心力不改变圆周运动物体的速度的大小 C.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力
2.如图所示,一圆盘可绕通过圆盘的中心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一小木块它随圆盘一起做匀速圆周运动,则关于木块的受力,下列说法正确的是(?? )
A.木块受重力、支持力和向心力 B.木块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相反 C.木块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向指向圆心 D.木块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相同
3.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由向N行驶,速度逐渐增加,选项图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,正确的是(??? )
A.B. C. D.
4.甲、乙两个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,在相同的时间里甲转过60°,乙转过45 °,则它们的向心力之比为(?? )
A.1:4????????B.2:3????????C.4:9????????D.9:16
5.如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒,其轴线垂直于水平面,圆锥筒固定在水平地面不动.有两个质量均为m的小球A和小球B紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动,小球B所在的高度为小球A所在的高度一半.下列说法正确的是( )
A.小球所受的支持力大小之比为
B.小球所受的支持力大小之比为
C.小球的角速度之比为
D.小球的线速度之比为
6.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
三、计算题
7.长为的细线,拴一质量为的小球(看作质点),一端固定于点,让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图所示,当摆线与竖直方向的夹角为时,求: 1.线的拉力; 2.小球运动的线速度的大小; 3.小球运动的角速度及周期。
8.一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: 求人和车作为一个整体转弯时需要的向心力; 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,)
参考答案
1.答案：B
解析：力是改变物体运动状态的原因,因为有向心力物体才做圆周运动,故选项A错误。向心力只改变物体运动的方向,不改变物体速度的大小,故选项B正确。物体做勻速圆周运动的向心力方向永远指向圆心,其大小不变,方向时刻改变, 故选项C错误。只有在匀速圆周运动中,合力提供向心力,而在非匀速圆周运动中向心力并非物体所受的合力,而是合力指向圆心的分力提供向心力,故选项D错误。
2.答案：C
解析：由于圆盘上的木块在竖直方向上受的重力和支持力相平衡,而木块在水平面内做匀速圆周运动,则其所需的向心力只能由静摩擦力提供,且静摩擦力的方向指向圆心.
3.答案：B
解析：汽车沿曲线运动时,轨迹应位于和v的方向夹角之间,且向力一侧弯曲,故A、D选项错误;选项B、C中,将力沿切线和径向分解,沿半径方向的分力提供向心力,改变速度的方向;沿切线方向的分力改变速度的大小,要使速度增加, 应与v同向,故B选项正确。
4.答案：C
解析：由匀速圆周运动的向心力,所以??.
5.答案：BD
解析：,故支持力大小之比为1:1,故A错误,B正确;由合力提供向心力,,由于小球的轨道半径之比为2:1,则角速度之比为,故C错误;由合力提供向心力,,得,的线速度之比为,故D正确。
6.答案：BCD
解析：悬线与钉子碰撞前后,线对球的拉力始终与球运动方向垂直,水平方向不受力,故小球的线速度不变,但半径减小,由知突然增大,再由向心力、知向心加速度突然增大,而在最低点向心力，故悬线拉力突然增大。故答案选B、C、D。
7.答案：1. 2. 3. ???
解析：1.做匀速圆周运动的小球受力如图所示,小球受重力和绳子的拉力。因为小球在水平面内做匀速圆周运动,所以小球受到的合力指向圆心,且是水平方向。由平行四边形定则得小球受到的合力大小为,线对小球的拉力大小为。 2.由牛顿第二定律得,由几何关系得,所以,小球做匀速圆周运动线速度的大小为 3.小球运动的角速度,小球运动的周期 。
8.答案： （2）
解析：根据向心力,将,代入得; 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.
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