网校教育资源平台

2017-2018年人教版 高一物理 必修2 第五章第六节向心力 课时作业

评价文档:
文档评论: 0

相关文档推荐

2018版物理新课堂同步人教版必修二:第3章 1.天体运动
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第4章 6.能源的开发与利用
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第3章 章末分层突破
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第1章 2.运动的合成与分解
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第4章 4.动能 动能定理
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第2章 1.圆周运动
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第4章 1.功
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第2章 3.圆周运动的实例分析
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第5章 章末分层突破
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第5章 1.经典力学的成就与局限性 2.了解相对论(选学) 3.初识量子论(选学)
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第1章 章末分层突破
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第4章 3.势能
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第4章 2.功率
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第3章 2.万有引力定律
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第2章 2.匀速圆周运动的向心力和向心加速度
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第1章 3.平抛运动
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第3章 4.人造卫星 宇宙速度
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第3章 3.万有引力定律的应用
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第1章 1.曲线运动
免费
2018版物理新课堂同步人教版必修二:第2章 章末分层突破
免费
分享到:
10积分 下载
             中国现代教育网  www.30edu.com  全国最大教师交流平台

                    第五章         曲线运动
                     第六节         向心力


                         A 级 抓基础
    1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受向心力的说法中,正确
的是(  )
    A.物体除其他的力外还要受到一个向心力的作用
    B.物体所受的合力提供向心力
    C.向心力是一个恒力
    D.向心力的大小一直在变化
    解析:向心力是一个效果力,并不单独存在,选项                     A 错误;做
匀速圆周运动的物体所受合力提供向心力,大小不变,方向时刻指

向圆心,选项      B 正确,选项     C、D  错误.
    答案:B
    2.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
             中国现代教育网  www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    D.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小
    解析:由题意知有        mg=F=mω2r,即     g=ω2r,因此    r 越大,
ω 越小,且与      m 无关,B   正确.
    答案:B
    3.如图所示,一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动,则关
于老鹰受力的说法正确的是(  )


    A.老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用
    B.老鹰受重力和空气对它的作用力
    C.老鹰受重力和向心力的作用
    D.老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用
    解析:老鹰在空中做圆周运动,受重力和空气对它的作用力两
个力的作用,两个力的合力充当它做圆周运动的向心力.但不能说

老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力三个力的作用.选项                          B 正
确.

    答案:B
    4.(多选)如图所示,A、B、C         三个物体放在旋转圆台上,动摩
擦因数均为     μ,A  的质量是    2m,B  和  C 的质量均为     m,A、B   离轴
距离为   R,C  离轴距离为      2R.则当圆台旋转时,若        A、B、C    均未滑
动,则(  )


    A.  C 的向心加速度最大
    B.B  受到的摩擦力最小
             中国现代教育网  www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    C.当圆台转速增大时,B           比 A 先滑动
    D.当圆台转速增大时,C           比 B 先滑动
    解析:三个物体在圆台上,以相同的角速度做圆周运动,其向

                               2
心力是由    f 静提供的,而     F=ma=mω    r,所以静摩擦力的大小由

                                       2        2
m、ω、r   三者决定,其中       ω 相同.aA=aB=ω     R,aC=ω   ·2R=

                         1
  2
2ω R,故   A 正确;因为     RA=2RC,mA=2mC,所以       FA=FC,因为

mB=mC,RB<RC,所以       FC>FB,故    FB 最小,B   选项正确;当圆台

转速增大时,f      静都随之增大,当增大至刚好要滑动时,达到最大静

               2
摩擦力   μmg=mω   r,而   ωA=ωB,RA=RB,mA=2mB,FA=2FB,

fAmax=2fBmax,所以  B 不比  A 先滑动,C    选项错误;RC=2RB,mB=

mC,所以    FC>FB,而   fCmax=fBmax,所以  C 比 B 先滑动,选项      D 正
确.

    答案:ABD
    5.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
    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         F1(如图所示).其中
             中国现代教育网  www.30edu.com  全国最大教师交流平台


G 和 F1 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                    F1 大小等于其重

                           2
力.而根据向心力公式          FN=mω   r 可知,当角速度      ω 变大时,FN    也
变大,故    D 正确.


    答案:D
    6.(多选)一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面,圆锥筒固
定,有质量相同的小球          A 和 B 沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周
运动,如图所示,A        的运动半径较大,则(  )


    A.A  球的角速度必小于        B 球的角速度
    B.A  球的线速度必小于        B 球的线速度
    C.A  球的运动周期必大于         B 球的运动周期
    D.A  球对筒壁的压力必大于          B 球对筒壁的压力
    解析:


    两个小球均受到重力         mg 和筒壁对它的弹力        FN 的作用,其合力

必定在水平面内时刻指向圆心.由图可知,筒壁对球的弹力                         FN=
             中国现代教育网  www.30edu.com  全国最大教师交流平台

mg             mg

sin θ,向心力  Fn=tan θ,其中  θ 为圆锥顶角的一半.对于          A、B  两球
因质量相等,θ      角也相等,所以       A、B  两小球受到筒壁的弹力大小相
等,A、B    两小球对筒壁的压力大小相等,D              错误;由牛顿第二定律,

  mg   mv2         4π2r                        gr
知tan θ= r =mω2r=m  T2 ,所以,小球的线速度         v=    tan θ,角速度

       g               rtan θ
ω=    rtan θ,周期 T=2π    g ,由此可见,小球        A 的线速度必定大
于小球   B 的线速度,B      错误;小球     A 的角速度必小于小球         B 的角速
度,小球    A 的周期必大于小球        B 的周期,A、C      正确.
    答案:AC
    7.(多选)如图所示,长为         L 的悬线固定在      O 点,在   O 点正下

                      L
方有一钉子     C,OC   距离为2,把悬线另一端的小球            m 拉到跟悬点在
同一水平面上无初速度释放,小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉

子,则小球的(  )


    A.线速度突然增大为原来的            2 倍
    B.角速度突然增大为原来的            2 倍
    C.向心加速度突然增大为原来的              2 倍
    D.悬线拉力突然增大为原来的             2 倍
    解析:悬线与钉子碰撞前后,线的拉力始终与小球运动方向垂

                                               v
直,小球的线速度不变,A           错;当半径减小时,由          ω=r知   ω 变大为

                         v2

原来的   2 倍,B  对;再由     an= r 知向心加速度突然增大为原来的
                               v2
2 倍,C  对;而在最低点       F-mg=m    r ,故碰到钉子后合力变为原来
             中国现代教育网  www.30edu.com  全国最大教师交流平台

的 2 倍,悬线拉力变大,但不是原来的               2 倍,D  错.
    答案:BC
                         B 级 提能力
    8.如图所示,A、B      两个小球质量相等,用一根轻绳相连,另有
一根轻绳的两端分别连接           O 点和  B 点,让两个小球绕        O 点在光滑水

平桌面上以相同的角速度做圆周运动,若                 OB  绳上的拉力为      F1,

AB 绳上的拉力为      F2,OB=AB,则(  )


    A.F1∶F2=2∶3           B.F1∶F2=3∶2

    C.F1∶F2=5∶3           D.F1∶F2=2∶1
    解析:小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动,设角速度为

ω,在竖直方向上所受重力与桌面支持力平衡,水平方向不受摩擦

力,绳子的拉力提供向心力.由牛顿第二定律,对                     A 球有  F2=

     2                       2
mr2ω ,对   B 球有  F1-F2=mr1ω   ,已知    r2=2r1,各式联立解得
    3

F1=2F2,故   B 对,A、C、D     错.
    答案:B
    9.质量不计的轻质弹性杆         P 插入桌面上的小孔中,杆的另一端
套有一个质量为       m 的小球,今使小球在水平面内做半径为                 R 的匀速
圆周运动,且角速度为          ω,如图所示,则杆的上端受到球对其作用
力的大小为(  )
             中国现代教育网  www.30edu.com  全国最大教师交流平台


    A.mω2R                B.m   g2-ω4R2

    C.m   g2+ω4R2         D.不能确定
    解析:对小球进行受力分析,小球受两个力:一个是重力                        mg,
另一个是杆对小球的作用力            F,两个力的合力充当向心力.由平行

四边形定则可得:F=m          g2+ω4R2,再根据牛顿第三定律,可知杆受

到球对其作用力的大小为           F=m  g2+ω4R2.故选项  C 正确.
    答案:C
    10.(多选)如图所示,在水平圆盘上有一过圆心的光滑小槽,槽
内有两条原长、劲度系数均相同的橡皮绳拉住一质量为                       m 的小球,
一条橡皮绳拴在       O 点,另一条拴在       O′点,其中    O 为圆盘的中心,

O′点在圆盘的边缘上,小球现处于               O1 点,橡皮绳的劲度系数为
                     1
k,原长为圆盘半径        R 的3,现使圆盘角速度由零缓慢增大,则(  )


            k
            2m
    A.ω=      时,O1O′间橡皮绳处于原长

            k                      5
    B.ω=    5m时,小球距圆心的距离为9R

            3k                     5
    C.ω=    5m时,小球距圆心的距离为6R

            3k
            5m
    D.ω=      时,OO1  间橡皮绳的弹力为        kR

    解析:设当圆盘的角速度为            ω0 时,外侧橡皮绳恰处于原长,则
             中国现代教育网  www.30edu.com  全国最大教师交流平台

有

     2  1   2
      R- R
    k(3 3 )=3mRω20,

               k
              2m
    可得  ω0=     ,故  A 正确;

     k     k
     5m   2m
      <     ,则两橡皮绳均有拉力,设此时半径为                r1,则有
        1         1
     r1- R   R-r1- R
                           2
    k(  3 )-k(    3 )=mr1ω  ,
            5

    解得  r1=9R,故   B 正确;

          3k    k
          5m   2m
    ω=     >     ,则右侧橡皮绳无拉力,设此时半径为                r2,则有
        1
     r2- R
                 2
    k(  3 )=mr2ω ,
            5

    解得  r2=6R,
                                   1   1
                                 r2- R
    此时  OO1 间橡皮绳的弹力为        F=k(   3 )=2kR,故   C 正确,
D 错误.
    答案:ABC
    11.如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴                     OO′转动,
筒内壁粗糙,筒口半径和简高分别为                R 和 H,筒内壁     A 点的高度为
筒高的一半.内壁上有一质量为              m 的小物块.求:


    (1)当筒不转动时,小物块静止在筒壁              A 点受到的摩擦力和支持
力的大小;

    (2)当小物块在    A 点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零
时,筒转动的角速度.
             中国现代教育网  www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    解析:(1)小物块静止时,受力分析如图甲所示.


    由平衡条件有      Ff=mgsin θ,FN=mgcos θ,
    再由题图中几何关系,有

            R            H
    cos θ= R2+H2,sin θ= R2+H2,

             mgH         mgR
             R2+H2      R2+H2
    故有  Ff=      ,FN=        .
    (2)分析此时小物块受力如图乙所示.
    由牛顿第二定律,有         mgtan θ=mrω2.

              H     R          2gH
    其中  tan θ=R,r=2,可得     ω=   R .

             mgH     mgR      2gH
    答案:(1)   R2+H2  R2+H2 (2) R
    12.如图所示,水平转盘上放有质量为              m 的物体(可视为质点),
连接物体和转轴的绳子长为            r,物体与转盘间的最大静摩擦力是其压
力的  μ 倍,转盘的角速度由零逐渐增大,求:


    (1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度;

                  3μg
    (2)当角速度为      2r 时,绳子对物体拉力的大小.
    解析:(1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时,绳子拉力为零且

转速达到最大,设转盘转动的角速度为                 ω0,则  μmg=mω20r,得
             中国现代教育网  www.30edu.com  全国最大教师交流平台

     μg         3μg
      r          2r
ω0=    .(2)当 ω=   时,ω>ω0,所以绳子的拉力            F 和最大静摩擦
力共同提供向心力,此时,F+μmg=mω2r,即                 F+μmg=

  3μg          1
m· 2r ·r,得 F=2μmg.

             μg    1
    答案:(1)    r  (2)2 μmg
10积分下载