第2節(jié)-向心力(2)-高一物理課后培優(yōu)練

姓名：班級(jí)第3節(jié)向心力（2）本課重點(diǎn)向心力的方向和大小本課難點(diǎn)向心力的提供問題一、單選題1．如圖所示，V形細(xì)桿AOB能繞其豎直對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩質(zhì)量相等的小環(huán)分別套在V形桿的兩臂上，并用一定長(zhǎng)度的輕質(zhì)細(xì)線連接，兩環(huán)與臂間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。若保持細(xì)線始終處于水平狀態(tài)，桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最小值為，則（）A．角速度為時(shí)，環(huán)受到4個(gè)力的作用B．角速度大于時(shí)，細(xì)線上一定有拉力C．角速度大于時(shí)，環(huán)受到的摩擦力可能為0D．角速度大于時(shí)，環(huán)受到的摩擦力方向一定沿桿向下2．如圖，“┌”形框架的水平細(xì)桿OM和豎直細(xì)桿ON均光滑，金屬環(huán)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線連接，分別套在水平細(xì)桿和豎直細(xì)桿上，當(dāng)整個(gè)裝置繞ON以的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與水平桿間夾角。重力加速度為g，則金屬環(huán)的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件為（）A． B． C． D．3．如圖所示，一輛汽車在水平路面上行駛，正在通過環(huán)形路段。汽車的運(yùn)動(dòng)軌跡可以認(rèn)為是某個(gè)圓的一段圓弧。若汽車以恒定的速率通過該環(huán)形路段，下列說法正確的是（）A．汽車所受合外力為零B．汽車所受合外力沿汽車運(yùn)動(dòng)方向C．汽車所受合外力背離環(huán)形路段的圓心D．汽車所受合外力指向環(huán)形路段的圓心4．如圖所示，內(nèi)壁光滑的豎直圓桶，繞中心軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，一物塊用細(xì)繩系著，繩的另一端系于圓桶上表面圓心，且物塊貼著圓桶內(nèi)表面隨圓桶一起轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）A．繩的張力可能為零B．桶對(duì)物塊的彈力可能為零C．隨著轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大，繩的張力一定減小D．隨著轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大，繩的張力一定增大5．一水平放置的木板上放有砝碼，砝碼與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，如果讓木板在豎直平面內(nèi)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如運(yùn)動(dòng)中木板始終保持水平，砝碼始終沒有離開木板，且砝碼與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說法正確的是（）A．在通過軌道最高點(diǎn)時(shí)，木板給砝碼的支持力大于砝碼的重力B．在經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)，砝碼對(duì)木板的壓力最大，所以砝碼所受摩擦力最大C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率不能超過D．在通過軌道最低點(diǎn)時(shí)，木板給砝碼的支持力小于砝碼的重力6．如圖所示，小物塊緊貼在圓筒的豎直內(nèi)壁上，隨圓筒一起繞豎直中心軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。提供小物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的是（）A．小物塊所受的重力 B．小物塊所受的彈力C．小物塊所受的摩擦力 D．小物塊所受的重力和摩擦力的合力二、多選題7．如圖所示，水平桿固定在豎直桿上，兩者互相垂直，水平桿上兩點(diǎn)連接有兩輕繩，兩繩的另一端都系在質(zhì)置為的小球上，，現(xiàn)通過轉(zhuǎn)動(dòng)豎直桿，使水平桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，三角形始終在豎直平面內(nèi)，若轉(zhuǎn)動(dòng)過程中兩繩始終處于拉直狀態(tài)，重力加速度為，則下列說法正確的是（）A．當(dāng)繩的拉力是繩拉力的兩倍時(shí)，小球的角速度為B．當(dāng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與兩繩上拉力大小可能相等C．繩上拉力的最大值為D．小球相對(duì)豎直桿角速度的最大值為8．關(guān)于做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力和向心加速度，下列說法正確的是（）A．因向心力總是沿半徑指向圓心，且大小不變，故向心力是一個(gè)恒力B．因加速度指向圓心，且與線速度的方向垂直，所以它不能改變線速度的大小C．在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度是恒定的D．在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，速度的大小不斷變化9．關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)B．物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受合力一定指向圓心C．做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意相同時(shí)間內(nèi)速度的變化量相等D．一物體同時(shí)參與兩個(gè)相互垂直的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)可能是曲線運(yùn)動(dòng)10．如圖，矩形金屬框MNQP豎直放置，其中MN、PQ足夠長(zhǎng)，且PQ桿光滑，一根輕彈簧一端固定在M點(diǎn)，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球穿過PQ桿，金屬框繞MN軸分別以角速度和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球均相對(duì)PQ桿靜止，若，則與以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相比，以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（）A．小球的高度一定降低 B．彈簧彈力的大小一定不變C．小球?qū)U壓力的大小一定變大 D．小球所受合外力的大小一定變小三、解答題11．如圖所示，半徑的圓環(huán)內(nèi)側(cè)的P點(diǎn)處粘有一塊質(zhì)量為的油灰，圓環(huán)在豎直平面內(nèi)以角速度繞通過環(huán)心的水平軸開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，環(huán)心處有一小球自由下落，到底端時(shí)恰與油灰相碰，求：（1）小球落到底端與油灰相碰所用的時(shí)間。（2）圓環(huán)角速度的大小。（3）油灰運(yùn)動(dòng)的向心加速度和向心力的大小。

參考答案1．C【詳解】AB．角速度最小時(shí)，細(xì)線無拉力，fmax沿桿向上，環(huán)受到重力、支持力和摩擦力作用，水平合力提供向心力，故AB錯(cuò)誤。

CD．角速度大于ω0時(shí)，細(xì)線上有拉力，此時(shí)環(huán)受到摩擦力可能為零，也可能沿桿向下，水平分量來提供向心力，故D錯(cuò)誤，C正確。

故選C。2．A【詳解】對(duì)物體b受力分析如圖正交分解后，根據(jù)受力平衡得對(duì)物體受力分析如圖，正交分解后，根據(jù)向心力方程得聯(lián)立以上方程得故選A。3．D【詳解】汽車以恒定的速率通過該環(huán)形路段，即汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則汽車所受的合外力指向圓心，即合外力不為零，方向指向環(huán)形路段的圓心。故選D。4．B【詳解】ACD．當(dāng)物塊隨圓桶做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩的拉力的豎直分力與物塊的重力保持平衡，因此繩的張力為一定值，且不可能為零，故ACD錯(cuò)誤；B．當(dāng)繩的水平分力提供向心力的時(shí)候，桶對(duì)物塊的彈力恰好為零，故B正確。故選B。5．C【詳解】A．在通過軌道最高點(diǎn)時(shí)，向心加速度豎直向下，砝碼處于失重狀態(tài)，木板對(duì)砝碼的支持力小于砝碼的重力，故A錯(cuò)誤；B．在最低點(diǎn)，向心加速度豎直向上，砝碼對(duì)木板的壓力最大，此時(shí)水平方向上沒有力，所以摩擦力為零，故B錯(cuò)誤；C．木板和砝碼在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則所受合外力提供向心力，砝碼受到重力mg、木板支持力FN和靜摩擦力Ff作用，重力mg和支持力FN在豎直方向上，因此只有當(dāng)砝碼所需向心力在水平方向上時(shí)靜摩擦力才可能有最大值，此時(shí)木板和砝碼運(yùn)動(dòng)到與圓心在同一水平面上，最大靜摩擦力必須大于或等于砝碼所需的向心力，即解得故C正確；D．在通過軌道最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度向上，砝碼處于超重狀態(tài)，所以木板給砝碼的支持力大于砝碼的重力，故D錯(cuò)誤。故選C。6．B【詳解】小物塊緊貼在圓筒的豎直內(nèi)壁上，隨圓筒一起繞豎直中心軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以提供小物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的是小物體所受的彈力，ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。7．AD【詳解】A．轉(zhuǎn)動(dòng)過程中兩繩始終處于拉直狀態(tài)，當(dāng)繩的拉力是繩拉力的兩倍時(shí)解得A正確；B．當(dāng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，假如與兩繩上拉力大小相等，則小球在圓心方向上合力為零，即小球沒有提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故當(dāng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與兩繩上拉力大小不可能相等，B錯(cuò)誤；C．增大轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，兩繩始終沒有彎曲，所以當(dāng)AB繩的拉力剛好為零時(shí)，OB繩的拉力最大，則解得此時(shí)小球相對(duì)豎直桿角速度最大，則解得C錯(cuò)誤D正確。故選AD。8．BD【詳解】A．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，它始終指向圓心，因此方向不斷改變，向心力不是恒力，故A錯(cuò)誤；B．由于向心力指向圓心，與線速度方向始終垂直，所以它的效果只是改變線速度方向，不會(huì)改變線速度大小。故B正確；C．在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度大小不變，方向始終指向圓心即方向時(shí)刻變化，則向心加速度是變化的，故C錯(cuò)誤；D．在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，速度方向沿著切線方向，故在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，速度的大小和方向都是變化的，故D正確。故選BD。9．CD【詳解】A．物體在恒力作用下也可能做曲線運(yùn)動(dòng)，例如平拋運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受合力指向圓心，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．做平拋運(yùn)動(dòng)的物體因加速度恒定為g，根據(jù)?v=gT可知，在任意相同時(shí)間內(nèi)速度的變化量相等，選項(xiàng)C正確；D．一物體同時(shí)參與兩個(gè)相互垂直的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，若合初速度和合加速度不共線，則其合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。故選CD。10．BD【詳解】AB．對(duì)小球受力分析，設(shè)彈力為T，彈簧與水平方向的夾角為θ，對(duì)小球豎直方向，有而可知θ為定值，T不變，則當(dāng)角速度減小后，小球的高度不變，彈簧的彈力不變，故A錯(cuò)誤，B正確；C．當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時(shí)，桿對(duì)小球的彈力FN背離轉(zhuǎn)軸，則即當(dāng)轉(zhuǎn)速較大時(shí)，F(xiàn)N指向轉(zhuǎn)軸即因，根據(jù)牛頓第三定律可知，以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小球?qū)U的壓力不一定變大，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知，因角速度變小，則小球受合外力一定變小，故D正確。故選BD。11.（1）；（2）（n=0、1、2…）（3）（n=0、1、