人教版 (2019)必修 第二册2 向心力测试题

这是一份人教版 (2019)必修 第二册2 向心力测试题，共10页。试卷主要包含了2 向心力，5m,离水平地面的高度H=0等内容，欢迎下载使用。

6.2 向心力


一、单选题


1、物体做匀速圆周运动时，下列说法中不正确的是( )


A．向心力一定指向圆心


B．向心力一定是物体受到的合外力


C．向心力的大小一定不变


D．向心力的方向一定不变


【答案】 D


【解析】


AB．匀速圆周运动的合外力提供向心力，向心力一定指向圆心，选项AB正确，不符合题意；


CD．匀速圆周运动物体的向心力的大小一定不变，方向总是指向圆心，即方向不断变化，选项C正确，不符合题意，选项D错误，符合题意；


故选D。





2、绳子的一端拴一重物，用手握住另一端，使重物在光滑的水平面内做匀速圆周运动，下列判断正确的是（ ）


A．每秒转数相同，绳短时易断B．线速度大小一定，绳短时易断


C．运动周期一定，绳短时易断D．线速度大小一定，绳长时易断


【答案】 B


【解析】


根据牛顿第二定律得：，m一定，当转速n相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断．故A错误．根据牛顿第二定律得：，m一定，当周期T相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断．故C错误．根据牛顿第二定律得：，m一定，线速度大小相等时，绳短的容易断．故B正确，D错误．故选AB





3、一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由N向M行驶，速度逐渐减小，如图所示，A、B、C、D分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，其中正确的是（ ）


A．B．


C．D．


【答案】 B


【解析】


汽车从N点运动到M，曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90°，所以选项ACD错误，选项B正确。故选B。





4、把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动．小球的向心力是由什么力提供的（ ）





A．重力


B．支持力


C．重力和支持力的合力


D．地转偏向力


【答案】 C


【解析】


小球在漏斗壁上做水平面内的匀速圆周运动，由于漏斗壁光滑，所以壁对小球没有摩擦力，只有支持力，所以小球只受重力、支持力的作用，其受力如图：





小球在一水平面内做匀速圆周运动，向心力即合外力等于支持力在水平方向的分量；或者说是重力与支持力的合力；故选C．





5、质量一定的物体做半径确定的匀速圆周运动，向心力的大小（ ）


A．与线速度大小成正比B．与线速度大小的平方成正比


C．与角速度大小成反比D．与角速度大小的平方成反比


【答案】 B


【解析】


根据向心力公式，所以正确答案为与线速度大小的平方成正比，所以答案为B





6、小明坐在水平转盘上，与转盘一起做匀速圆周运动．关于小明的运动状态和受力情况，下列说法正确的是( )





A．角速度不变


B．线速度不变


C．向心加速度不变


D．所受合力为零


【答案】 A


【解析】


A.匀速圆周运动过程中，角速度恒定不变，A正确；


B.匀速圆周运动过程中，线速度大小恒定不变，方向在变，B错误；


C.匀速圆周运动过程中，向心加速度大小恒定不变，方向时刻在变，向心加速度在变化，C错误；


D.匀速圆周运动，加速度不为零，根据牛顿第二定律可得，合力不为零，D错误．





7、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。当圆筒的以较大角速度 匀速旋转以后，下列说法正确的是（ ）





A．物体受到4个力的作用，其中弹力增大，摩擦力也增大了


B．物体受到4个力的作用，其中弹力增大，摩擦力减小了


C．物体受到3个力的作用，其中弹力和摩擦力都减小了


D．物体受到3个力的作用，其中弹力增大，摩擦力不变


【答案】 D


【解析】


物体做匀速圆周运动，合力指向圆心， 对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力， 物体受到3个力的作用，如图





其中重力G与静摩擦力f平衡，与物体的角速度无关支持力N提供向心力，所以当圆筒的角速度ω增大以后，向心力变大，物体所受弹力N增大，所以D正确，ABC错误。


故选D。





二、多选题


8、做匀速圆周运动的物体，关于向心力的说法中正确的是（ ）


A．向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变


B．向心力是根据力的作用效果命名的


C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某个力的分力


D．向心力本质上是拉力


【答案】 ABC


【解析】


A、物体做匀速圆周运动需要的向心力，总是沿半径指向圆心，且大小不变。故A正确。


BCD、做匀速圆周运动的物体向心力是以效果命名的。它可以是几个力的合力也可以是某个力的分力，故BC正确，D错误。





9、如图所示，小金属球的质量为m， 用长为L的轻悬线固定于O点，在O点的正下方 处钉有一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直.若小金属球被无初速度释放，当悬线碰到钉子后的瞬间(设线没有断)，则( )





A．小球的角速度突然增大


B．小球的线速度突然减小到零


C．小球的加速度突然增大


D．悬线的张力突然增大


【答案】 ACD


【解析】


当悬线碰到钉子后的瞬时线速度不变，根据v=ωr可知，半径减小，角速度变大；根据a=v2/r可知，向心加速度变大；根据T=mg+m可知，悬线的张力突然增大；故选项ACD正确，B错误；故选ACD.





10、我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素．长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小．则关于这个实验，下列说法正确的是





A．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处


B．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处


C．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处


D．探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处


【答案】 ACD


【解析】


在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法．


AB.在探究向心力和角速度的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要半径、质量都相同，则需要将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处．故A正确，B错误；


C.探究向心力和半径的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要质量、角速度都相同，如角速度相同，则应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，故C正确．


D.探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，即将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处，故D正确．





三、非选择题


11、如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5m,离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：





(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；


(2)物块与转台间的动摩擦因数μ。


【答案】 (1)1m/s (2)0.2


【解析】


(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有


在水平方向上有


联立解得：


代入数据得 v0＝1 m/s


(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有





联立解得：


代入数据得μ＝0.2





12、如图所示，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合，转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随着陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为45°．已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为．





（1）若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度ω0


（2）若改变陶罐匀速旋转的角速度,而小物块一直相对陶罐静止,求陶罐旋转的角速度的最大值和最小值．


【答案】 （1） （2）


【解析】


（1）当摩擦力为零，支持力和重力的合力提供向心力，有：


解得：．


（2）当时，重力和支持力的合力不够提供向心力，当角速度最大时，摩擦力方向沿罐壁切线向下达最大值，设此最大角速度为，由牛顿第二定律得，


，联立以上三式解得：；


当时，重力和支持力的合力大于所需向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向上，当角速度最小时，摩擦力向上达到最大值，设此最小角速度为，由牛顿第二定律得，





联立三式解得：，综述，陶罐旋转的角速度范围为：