【精準(zhǔn)解析】高中物理必修第二冊：6.2 向心力

第六章

圓周運(yùn)動(dòng)2

向心力【基礎(chǔ)鞏固】1.下列關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的說法錯(cuò)誤的是

(

)A.向心力只改變物體運(yùn)動(dòng)的方向,不能改變物體的速度大小B.向心力是指向圓心方向的力,是根據(jù)力的作用效果命名的C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力,也可以是其中一種力或一種力的分力D.物體可以做加速圓周運(yùn)動(dòng)說明向心力可以改變物體速度的大小答案:D2.質(zhì)量為1kg的小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),10s內(nèi)沿半徑為20m的圓周運(yùn)動(dòng)了100m.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下列選項(xiàng)正確的是

(

)A.線速度的大小為5m/sB.向心力的大小為5NC.角速度大小為5rad/sD.周期大小為4s答案:B3.用長短不同、材料和粗細(xì)均相同的兩根繩子各拴著一個(gè)質(zhì)量相同的小球,使其在光滑的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則

(

)A.兩個(gè)小球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí),短繩容易斷B.兩個(gè)小球以相同的線速度運(yùn)動(dòng)時(shí),長繩容易斷C.兩個(gè)小球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí),長繩容易斷D.不管怎樣都是短繩容易斷答案:C4.在光滑桿上穿著兩個(gè)小球,質(zhì)量分別為m1、m2,且m1=2m2,用細(xì)線把兩球連起來,當(dāng)光滑桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩小球剛好能與桿保持無相對滑動(dòng),如圖所示,此時(shí)兩小球到轉(zhuǎn)軸的距離r1與r2之比為(

)A.1∶2

B.1∶

C.2∶1

D.1∶1答案:A5.擺式列車是集電腦、自動(dòng)控制等技術(shù)于一體的高速列車,如圖所示.當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時(shí),在電腦控制下,車廂會自動(dòng)傾斜.行走在平直路上時(shí),車廂又恢復(fù)原狀,就像玩具“不倒翁”一樣.假設(shè)有一超高速列車在水平面內(nèi)行駛,以100m/s的速度拐彎,拐彎半徑為500m,g取10m/s2,則質(zhì)量為50kg的乘客,在拐彎過程中受到的火車給他的作用力為

(

)A.500N

B.500N

C.1000N

D.0答案:A6.如圖所示,長0.4m的細(xì)繩,一端拴一質(zhì)量為0.2kg的小球,另一端固定于O點(diǎn),小球在光滑水平面上繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若運(yùn)動(dòng)的角速度為5rad/s,求繩對小球施加的拉力的大小.解析:小球沿半徑等于繩長的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)向心力公式,所需向心力的大小Fn=mω2r=2N.因此,繩對小球施加拉力的大小FT=Fn=2N.答案:2N【拓展提高】7.鷹在高空中盤旋時(shí),垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力.如圖所示,當(dāng)翼面與水平面成θ角且鷹以速率v勻速水平盤旋時(shí),半徑為

(

)A.R=

B.R=C.R=

D.R=解析:鷹做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合力提供向心力,則有mgtanθ=m,解得半徑為R=,故選項(xiàng)B正確.答案:B8.如圖所示,一軌道由圓弧和水平部分組成,且連接處光滑.質(zhì)量為m的滑塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.在滑塊從A滑到B的過程中,受到的滑動(dòng)摩擦力的最大值為Ff,則

(

)A.Ff=μmg

B.Ff<μmgC.Ff>μmg

D.無法確定Ff的值解析:當(dāng)滑塊剛要滑到水平軌道部分時(shí),軌道對滑塊的支持力FN=+mg,FN>mg,滑塊在此位置受到摩擦力大于μmg,所以Ff>μmg,選項(xiàng)C正確.答案:C9.(多選)甲、乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員,面對面拉著彈簧測力計(jì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知m甲=80kg,m乙=40kg,兩人相距0.9m,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為96N,下列判斷中正確的是

(

)A.兩人的線速度相同,約為40m/sB.兩人的角速度相同,為2rad/sC.兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同,都是0.45mD.兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同,甲為0.3m,乙為0.6m解析:兩人旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相同,故兩人的角速度相同,兩人做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力相同,由Fn=mω2r可知,旋轉(zhuǎn)半徑滿足r甲∶r乙=m乙∶m甲=1∶2,又r甲+r乙=0.9m,則r甲=0.3m,r乙=0.6m.兩人的角速度相同,則v甲∶v乙=1∶2.由Fn=m甲ω2r甲可得ω=2rad/s.故選項(xiàng)B、D正確.答案:BD【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】10.如圖所示,長為l的細(xì)線一端懸于O點(diǎn),另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球從A點(diǎn)由靜止開始擺下,當(dāng)擺到A點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的某一位置C點(diǎn)時(shí),其速度大小為v,此時(shí)懸線與豎直方向夾角為θ.求小球在經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)懸線對小