（2021新人教版）高中物理必修第二册6.2 向心力课后练习.doc

1、第第 2 2 节节向心力向心力 1下列关于向心力的说法中，正确的是() A物体开始做圆周运动后，过一段时间后就会受到向心力 B向心力与重力、弹力、摩擦力一样，是一种特定的力，它只有在物体做圆周运动时才产生 C向心力既可以改变物体运动的方向，又可以改变物体运动的快慢 D向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中某一个力，也可以是这些力中某几个力的合力 2某质点从a到c沿曲线做加速运动，在b点所受合力F的方向可能是() 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， 使小球在水平面内做圆周运动(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

2、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(多选)如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做 圆周运动，运动中提供小球所需向心力的是() A绳的拉力 B重力和绳拉力的合力 C重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力 D绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力 5未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器 上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱

3、形侧壁上，可 以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是() A旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大 B旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小 C宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大 D宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小 6质量为m的飞机，以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，空气对飞机作用力的大小等于() Amg 2v 4 R 2 Bmv 2 R Cm v 4 R 2g 2 Dmg 7如图所示，物体 A、B 随水平圆盘绕轴匀速转动，物体 B 在水平方向所受的作用力有() A圆盘对 B 及 A 对 B 的摩擦力，两力都指向圆心 B圆盘对 B 的摩擦

4、力指向圆心，A 对 B 的摩擦力背离圆心 C圆盘对 B 及 A 对 B 的摩擦力和向心力 D圆盘对 B 的摩擦力和向心力 8如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，物 体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是() A物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 B物体所受弹力增大，摩擦力减小了 C物体所受弹力和摩擦力都减小了 D物体所受弹力增大，摩擦力不变 9如图所示，在光滑杆上穿着两个质量分别为m1、m2的小球，且m12m2，用细线把两球连起来，当杆匀速转 动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为() A1

5、1B1 2 C21D12 10. 如图所示，质量为m的物体，沿半径为r的圆轨道自A点滑下，A与圆心O等高，滑至B点(B点在O点正 下方)时的速度为v。已知物体与轨道间的动摩擦因数为，求物体在B点所受的摩擦力大小。 11. 长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示， 当摆线L与竖直方向的夹角为时，求： (1)细线的拉力F大小； (2)小球运动的线速度的大小； (3)小球运动的角速度及周期。 12. 在一根长为L的不计质量的细杆中点B和末端C各连一质量为m的小球甲和乙，如图所示，杆可以在竖直 平面内绕固定点A转动，将杆拉到某位置放开，末端乙球摆到最

6、低位置时，杆BC受到的拉力刚好等于乙球重力的 2 倍。重力加速度为g。求： (1)乙球通过最低点时的线速度大小； (2)杆AB段此时受到的拉力大小。 答案 1下列关于向心力的说法中，正确的是() A物体开始做圆周运动后，过一段时间后就会受到向心力 B向心力与重力、弹力、摩擦力一样，是一种特定的力，它只有在物体做圆周运动时才产生 C向心力既可以改变物体运动的方向，又可以改变物体运动的快慢 D向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中某一个力，也可以是这些力中某几个力的合力 答案D 解析物体做圆周运动的同时就会受到向心力，A 错误。向心力与重力、弹力、摩擦力不一样，它是效果力， 可以是某一个力，也可以是

7、某几个力的合力，也可以是某一个力的分力，B 错误，D 正确。向心力方向始终与速度 方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故 C 错误。 2某质点从a到c沿曲线做加速运动，在b点所受合力F的方向可能是() 答案D 解析质点从a到c做曲线运动， 根据轨迹可知合力与运动方向不在一条直线上， 且合力的方向指向曲线内侧， A、B 图中的F指向曲线的外侧，故 A、B 错误；质点从a到c做加速曲线运动，质点所受合力在与曲线相切方向的 分力与速度方向相同，故 C 错误，D 正确。 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， 使小球在水平面内做圆周运动

8、(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 答案B 解析由向心力的表达武Fnm 2r 可知，保持绳长不变，增大角速度，向心力增大，绳对手的拉力将增大，A 错误，B 正确；保持角速度不变，增大绳长，向心力增大，绳对手的拉力将增大，C、D 错误。 4(多选)如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做 圆周运动，运动中提供小球所需向心力的是() A绳的拉力 B重力和绳拉力

9、的合力 C重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力 D绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力 答案CD 解析如图所示，对小球进行受力分析，它受重力和绳子拉力的作用，向心力是指向圆心方向的合力。因此， 提供小球所需向心力的可以说是小球所受合力沿绳方向的分力， 也可以说是各力沿绳方向的分力的合力， 故选 C、 D。 5未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器 上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可 以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是() A旋转舱的半径越大，转

10、动的角速度就应越大 B旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小 C宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大 D宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小 答案B 解析旋转舱对宇航员的支持力提供宇航员做圆周运动的向心力，即FNm 2r，解得 FN mr，若宇航员受 到的支持力与他站在地面上时受到的支持力大小相等，则FNmg，故 g r，则旋转舱的半径越大，角速度就应 越小，与宇航员的质量无关，B 正确。 6质量为m的飞机，以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，空气对飞机作用力的大小等于() Amg 2v 4 R 2 Bmv 2 R Cm v 4 R 2g 2 Dmg 答案A 解析空气对飞机的作用力

11、有两个作用效果，其一：竖直方向的分力使飞机克服重力作用；其二：水平方向的 分力提供向心力， 使飞机可在水平面内做匀速圆周运动。 对飞机的受力情况进行分析， 如图所示。 飞机受到重力mg、 空气对飞机的作用力F， 两力的合力为Fn， 方向沿水平方向指向圆心。 由题意可知， 重力mg与Fn垂直， 故Fm 2g2F2 n， 又Fnmv 2 R ，联立解得Fmg 2v 4 R 2，A 正确。 7如图所示，物体 A、B 随水平圆盘绕轴匀速转动，物体 B 在水平方向所受的作用力有() A圆盘对 B 及 A 对 B 的摩擦力，两力都指向圆心 B圆盘对 B 的摩擦力指向圆心，A 对 B 的摩擦力背离圆心 C圆

12、盘对 B 及 A 对 B 的摩擦力和向心力 D圆盘对 B 的摩擦力和向心力 答案B 解析以 A 为研究对象，B 对 A 的静摩擦力指向圆心，提供 A 做圆周运动的向心力，根据牛顿第三定律，A 对 B 有背离圆心的静摩擦力；以 A、B 组成的整体为研究对象，圆盘对 B 一定施加指向圆心的静摩擦力，以提供 A、B 整 体做圆周运动的向心力，B 正确。 8如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，物 体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是() A物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 B物体所受弹力增大，摩擦力减小了 C物体所受弹力和摩擦力都减

13、小了 D物体所受弹力增大，摩擦力不变 答案D 解析物体随圆筒一起匀速转动时，受到三个力的作用：重力G、筒壁对它的弹力FN和筒壁对它的摩擦力f(如 图所示)。其中G和f是一对平衡力，筒壁对它的弹力FN提供它做匀速圆周运动的向心力。当圆筒匀速转动时，不 管其角速度多大，只要物体随圆筒一起匀速转动而未滑动，则物体所受的摩擦力f大小始终等于其重力。而根据向 心力公式可知FNFnm 2r，当角速度变大时，F N也变大。故 D 正确。 9如图所示，在光滑杆上穿着两个质量分别为m1、m2的小球，且m12m2，用细线把两球连起来，当杆匀速转 动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r1与r

14、2之比为() A11B1 2 C21D12 答案D 解析两个小球绕共同的圆心做匀速圆周运动，它们之间的拉力互为向心力，角速度相同。设绳的拉力大小为 FT，两球转动的角速度为，则：FTm1 2r 1，FTm2 2r 2，由上述两式得r1r212，D 正确。 10. 如图所示，质量为m的物体，沿半径为r的圆轨道自A点滑下，A与圆心O等高，滑至B点(B点在O点正 下方)时的速度为v。已知物体与轨道间的动摩擦因数为，求物体在B点所受的摩擦力大小。 答案m gv 2 r 解析物体由A滑到B的过程中，受到重力、轨道弹力及摩擦力的作用，做圆周运动。物体在B点的受力情况 如图所示，其中轨道弹力FN与重力Gmg

15、的合力提供物体做圆周运动的向心力，由向心力公式得FNmgmv 2 r ，得 FNmgmv 2 r ，则滑动摩擦力为FfFNm gv 2 r。 11. 长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示， 当摆线L与竖直方向的夹角为时，求： (1)细线的拉力F大小； (2)小球运动的线速度的大小； (3)小球运动的角速度及周期。 答案(1) mg cos (2)gLtansin (3) g Lcos 2 Lcos g 解析做匀速圆周运动的小球受力如图所示，小球受重力mg和细线的拉力F的作用。 (1)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沿水平

16、方向指向圆心O。 由平行四边形定则得小球受到的合力大小为mgtan， 细线对小球的拉力大小为：F mg cos。 (2)由向心力公式得：mgtanmv 2 r ， 由几何关系得rLsin， 所以，小球做匀速圆周运动的线速度的大小为 vgLtansin。 (3)小球运动的角速度 v r gLtansin Lsin g Lcos， 小球运动的周期T2 2 Lcos g 。 12. 在一根长为L的不计质量的细杆中点B和末端C各连一质量为m的小球甲和乙，如图所示，杆可以在竖直 平面内绕固定点A转动，将杆拉到某位置放开，末端乙球摆到最低位置时，杆BC受到的拉力刚好等于乙球重力的 2 倍。重力加速度为g。求： (1)乙球通过最低点时的线速度大小； (2)杆AB段此时受到的拉力大小。 答案(1)gL(2)3.5mg 解析(1)乙球通过最低点时，FnTBCmg 故 2mgmgmv 2 乙 L 得乙球通过最低点时的线速度大小为：v乙gL。 (2)以甲球为研究对象，甲球通过最低点时做圆周运动的向心力FnTABmg2mg 故TAB3mgm v 2 甲 1 2L 且v甲1 2v C 得杆AB段此时受到的拉力大小为：TAB3.5mg。