2024-2025學(xué)年新教材高中物理第六章圓周運(yùn)動(dòng)2向心力課后提升訓(xùn)練含解析新人教版必修第二冊(cè)

PAGE7-向心力基礎(chǔ)鞏固1.(2024湖北宜昌期末)如圖所示,艦載機(jī)殲沿遼寧號(hào)甲板曲線MN向上爬升,速度漸漸增大。下圖中畫(huà)出表示該艦載機(jī)受到合力的四種方向,其中可能的是()解析艦載機(jī)從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),合力方向指向軌跡彎曲方向,又由于飛機(jī)做加速運(yùn)動(dòng),則有沿切線方向與速度同向的分力,即合力方向與速度方向夾角為銳角,則B正確,A、C、D錯(cuò)誤。答案B2.(2024河北承德期末)如圖,兩個(gè)相同的小球在內(nèi)表面光滑的漏斗形容器內(nèi),做水平的圓周運(yùn)動(dòng),甲的位置高于乙的位置。關(guān)于它們受到的向心力大小和周期大小,下列關(guān)系正確的是()A.F甲=F乙T甲=T乙 B.F甲=F乙T甲>T乙C.F甲>F乙T甲=T乙 D.F甲<F乙T甲>T乙解析分析小球的受力,如圖所示:可知,彈力和重力合力供應(yīng)向心力,滿意mgtanθ=m4π2答案B3.如圖所示,有一個(gè)水平大圓盤繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),小強(qiáng)站在距圓心為r處的P點(diǎn)不動(dòng)。關(guān)于小強(qiáng)的受力,下列說(shuō)法正確的是()A.小強(qiáng)在P點(diǎn)不動(dòng),因此不受摩擦力作用B.使圓盤以較小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小強(qiáng)在P點(diǎn)受到的摩擦力為零C.小強(qiáng)隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓盤對(duì)他的摩擦力充當(dāng)向心力D.假如小強(qiáng)隨圓盤一起做變速圓周運(yùn)動(dòng),那么其所受摩擦力仍指向圓心解析由于小強(qiáng)隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng),肯定須要向心力,該力肯定指向圓心方向,而重力和支持力在豎直方向上,它們不能充當(dāng)向心力,故他會(huì)受到摩擦力作用,且充當(dāng)向心力,A、B錯(cuò)誤,C正確;當(dāng)小強(qiáng)隨圓盤一起做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),合力不再指向圓心,則其所受的摩擦力不再指向圓心,D錯(cuò)。答案C4.由上海飛往美國(guó)洛杉磯的飛機(jī)在飛越太平洋上空的過(guò)程中,假如保持飛行速度的大小和距離海平面的高度均不變,則以下說(shuō)法中正確的是()A.飛機(jī)做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)B.飛機(jī)上的乘客對(duì)座椅的壓力略大于地球?qū)Τ丝偷囊.飛機(jī)上的乘客對(duì)座椅的壓力略小于地球?qū)Τ丝偷囊.飛機(jī)上的乘客對(duì)座椅的壓力為零解析由于人同飛機(jī)一同做勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球?qū)θ说囊妥螌?duì)人的支持力的合力供應(yīng)人做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,即F引-F支=mv2R。由此可以知道F引>F支,由牛頓第三定律得F支=F答案C5.如圖所示,將完全相同的兩小球A、B用長(zhǎng)L=0.8m的細(xì)繩懸于以v=4m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)的小車頂部,兩球分別與小車前后壁接觸。由于某種緣由,小車突然停止運(yùn)動(dòng),此時(shí)懸線的拉力之比FB∶FA為(g取10m/s2)()A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4解析設(shè)兩小球A、B的質(zhì)量均為m。小車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí),小球B由于受到小車前壁向左的彈力作用,相對(duì)于小車靜止,豎直方向上受力平衡,則有FB=mg;小球A繞懸點(diǎn)以速度v做圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)有FA-mg=mv2L,得FA=mg+mv2L。故FB∶FA答案C6.一箱土豆在水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其中一個(gè)處于中間位置的土豆質(zhì)量為m,它到轉(zhuǎn)軸的距離為R,重力加速度為g,則其他土豆對(duì)該土豆的作用力為()A.mg B.mω2RC.(mgD.(解析土豆做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所受的合力供應(yīng)向心力,即Fn=mω2R,除了重力外,該土豆只受到其他土豆對(duì)它的作用力,故F=(mg答案C7.(2024浙江高一聯(lián)考)一同學(xué)騎自行車在水平馬路上以5m/s的恒定速率轉(zhuǎn)彎,已知人和車的總質(zhì)量m=80kg,轉(zhuǎn)彎的路徑近似看成一段圓弧,圓弧半徑R=20m。(1)求人和車作為一個(gè)整體轉(zhuǎn)彎時(shí)須要的向心力。(2)若車胎和路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,為平安轉(zhuǎn)彎,車速不能超過(guò)多少?(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2)解析(1)由向心力公式Fn=mv2R,可知Fn=mv2R=80×(2)為平安轉(zhuǎn)彎,向心力不應(yīng)大于滑動(dòng)摩擦力Ff則:mv'2R≤μmg故車速不能超過(guò)10m/s。答案(1)100N(2)10m/s實(shí)力提升1.(多選)(2024浙江嘉興一中期末)如圖所示,一小球用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn),將其拉離豎直位置一個(gè)角度后釋放,則小球以O(shè)點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng),供應(yīng)運(yùn)動(dòng)中小球所需向心力的是()A.繩的拉力B.重力和繩拉力的合力C.重力和繩拉力的合力沿繩方向的分力D.繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力解析向心力始終指向圓心,依據(jù)題意可知,向心力始終沿細(xì)繩所在直線,故細(xì)繩的拉力和重力沿細(xì)繩方向的分力的合力或重力和繩拉力的合力沿細(xì)繩方向的分力為小球做圓周運(yùn)動(dòng)供應(yīng)向心力。答案CD2.如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)。若圓筒和物體以更大的角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.物體所受彈力增大,摩擦力也增大B.物體所受彈力增大,摩擦力減小C.物體所受彈力減小,摩擦力減小D.物體所受彈力增大,摩擦力不變解析物體在豎直方向上受重力G與摩擦力F,是一對(duì)平衡力,在向心力方向上受彈力FN,依據(jù)向心力公式,可知FN=mω2r,當(dāng)ω增大時(shí),FN增大,所以應(yīng)選D。答案D3.(多選)甲、乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員,m甲=80kg,m乙=40kg,面對(duì)面拉著彈簧測(cè)力計(jì)做圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰表演,如圖所示,兩人相距0.9m,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為9.2N,下列推斷正確的是()A.兩人的線速度相同,約為40m/sB.兩人的角速度相同,為2360C.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解析甲、乙兩人繞共同的圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),他們間的拉力互為向心力,他們的角速度相同,半徑之和為兩人的距離。設(shè)甲、乙兩人所需向心力為F向,角速度為ω,半徑分別為r甲、r乙,則F向=m甲ω2r甲=m乙ω2r乙=9.2N,r甲+r乙=0.9m,選項(xiàng)B、D正確。答案BD4.質(zhì)量分別為m0和m的兩個(gè)小球,分別用長(zhǎng)2l和l的輕繩拴在同一轉(zhuǎn)軸上,當(dāng)轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量為m0和m的小球的懸線與豎直方向夾角分別為α和β,如圖所示,則()A.cosα=cosβ2 B.cosα=C.tanα=tanβ2 D.tanα=解析對(duì)于球m0,受重力和繩子拉力作用,由兩個(gè)力的合力供應(yīng)向心力,如圖所示。設(shè)它們轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是ω,由m0gtanα=m0·2lsinα·ω2可得cosα=g2lω2。同理可得cosβ=g答案A5.(2024四川成都外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末)如圖所示,A、B兩個(gè)小球質(zhì)量相等,用一根輕繩相連,另有一根輕繩的兩端分別連接O點(diǎn)和B點(diǎn),讓兩個(gè)小球繞O點(diǎn)在光滑水平桌面上以相同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若OB繩上的拉力為F1,AB繩上的拉力為F2,OB=AB。則()A.A球所受向心力為F1,B球所受向心力為F2B.A球所受向心力為F2,B球所受向心力為F1C.A球所受向心力為F2,B球所受向心力為F1-F2D.F1∶F2=2∶3解析由題意可知,兩小球做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度相同,勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,合外力供應(yīng)向心力,可知AB繩上的拉力F2為A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,OB繩上的拉力F1和AB繩上的拉力F2的合力為B球供應(yīng)向心力,依據(jù)Fn=mrω2可知F2=m2lω2,F1-F2=mlω2,聯(lián)立解得F1∶F2=3∶2。答案C6.(2024江蘇徐州高一期末)有一種雜技表演叫“飛車走壁”,由雜技演員駕駛摩托車沿光滑圓臺(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁高速行駛,在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡,軌跡離地面的高度為h。假如增大高度h,則下列關(guān)于摩托車的說(shuō)法正確的是()A.對(duì)側(cè)壁的壓力FN增大B.做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T不變C.做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Fn增大D.做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度增大解析對(duì)摩托車受力分析,如圖所示,摩托車所受合力供應(yīng)向心力,當(dāng)h增大后,摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑增大,側(cè)壁對(duì)摩托車的支持力滿意F=mgsinθ,可知,隨著半徑的增大,對(duì)側(cè)壁壓力FN不變,A錯(cuò)誤;依據(jù)mgtanθ=m4π2T2r答案D7.有一種叫“飛椅”的游樂(lè)項(xiàng)目,示意圖如圖所示。長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼繩一端系著座椅,另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),鋼繩與轉(zhuǎn)動(dòng)軸在同一豎直平面內(nèi),與豎直方向的夾角為θ。不計(jì)鋼繩的重力。求: