高中物理人教版 (2019)必修 第二册第六章 圆周运动2 向心力第2课时同步训练题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第六章 圆周运动2 向心力第2课时同步训练题，共9页。试卷主要包含了下列关于向心力的说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。

考点一 向心力的来源分析及计算
1．下列关于向心力的说法中正确的是( )
A．做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用
B．向心力和重力、弹力一样，是性质力
C．做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受的合外力
D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
2.如图所示，小物块A与水平圆盘保持相对静止，随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动。关于小物块A的受力情况，下列说法正确的是( )
A．受重力、支持力
B．受重力、支持力和摩擦力
C．受重力、支持力、摩擦力和向心力
D．受到的合外力为零
3.质量为20 kg的小朋友荡秋千，若小朋友重心到圆心的距离为2.5 m，运动到最低点时速度大小为4 m/s，则此时小朋友所需要的向心力大小为( )
A．32 N B．64 N
C．72 N D．128 N
4.如图所示，水平光滑桌面上有一个小球在细绳的作用下，绕桌面上的固定点O做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A．若增大角速度，保持绳长不变，则拉力变大
B．若增大角速度，保持绳长不变，则拉力变小
C．若增大绳长，保持角速度不变，则拉力不变
D．若增大绳长，保持角速度不变，则拉力变小
5.如图所示，把一个原长为20 cm，劲度系数为360 N/m的弹簧一端固定，作为圆心，弹簧的另一端连接一个质量为0.50 kg的小球，当小球以eq \f(360,π) r/min的转速在光滑水平面上做匀速圆周运动时，弹簧的伸长量应为( )
A．5.2 cm B．5.3 cm
C．5.0 cm D．5.4 cm
考点二 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
6.如图所示，某物体沿eq \f(1,4)光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中，物体的速率逐渐增大，则( )
A．物体的合力为零
B．物体的合力大小不变，方向始终指向圆心O
C．物体的合力就是向心力
D．物体的合力方向始终不与其运动方向垂直(最低点除外)
7．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。图A、B、C、D中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为可能正确的是( )
8.如图所示为甩干桶简易模型。若该模型的半径为r＝16 cm，以角速度ω＝50 rad/s做匀速圆周运动，质量为10 g的小物体随桶壁一起转动，下列说法正确的是( )
A．甩干桶壁上某点的线速度大小为6.25 m/s
B．小物体对桶壁的压力大小为4 N
C．小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力
D．甩干桶壁增加转速，小物体受到的摩擦力增加
9．(2023·徐州市高一统考期中)如图所示，如果秋千的吊绳有些磨损，秋千摆动到什么位置时，吊绳最容易断裂？( )
A．a B．b
C．c D．d
10.质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方eq \f(L,2)处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间(瞬时速度不变)，细线没有断裂，则下列说法正确的是( )
A．小球的线速度突然增大
B．小球的角速度突然减小
C．小球对细线的拉力突然增大
D．小球对细线的拉力保持不变
11．(2023·全国甲卷)一质点做匀速圆周运动，若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比，运动周期与轨道半径成反比，则n等于( )
A．1 B．2 C．3 D．4
12．(2023·江苏卷)“转碟”是传统的杂技项目，如图所示，质量为m的发光物体放在半径为r的碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动。当角速度为ω0时，碟子边缘看似一个光环。求此时发光物体的速度大小v0和受到的静摩擦力大小f。
13.如图所示，用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动，C为轨迹最高点，a、b、c、d为圆轨迹的四等分点。关于苹果的运动，下列说法正确的是( )
A．苹果在最高点c时所受到的支持力大于对手的压力
B．苹果在b位置和d位置时受到的弹力相同
C．苹果在b位置和d位置时受到的摩擦力相同
D．苹果在运动过程中所受合外力不变
第2课时 向心力的分析和向心力公式的应用
1．C [向心力是一个效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力，或是某个力的分力，选项A、B错误；做匀速圆周运动的物体所受合外力指向圆心，完全提供向心力，做非匀速圆周运动的物体由合外力指向圆心的分力提供向心力，选项C正确，D错误。]
2．B [小物块在竖直方向上受重力和支持力，由于小物块在水平面内做匀速圆周运动，则还一定受到摩擦力从而提供其向心力，所以小物块受到的合力不为零。向心力是效果力，受力分析时不能将其与其他性质力并列分析，故A、C、D错误，B正确。]
3．D [根据向心力的表达式得Fn＝eq \f(mv2,r)＝eq \f(20×42,2.5) N＝128 N，故小朋友所需要的向心力大小为128 N，A、B、C错误，D正确。]
4．A [根据分析可得小球做匀速圆周运动时，绳子的拉力提供向心力，所以有FT＝F向＝mω2r，可得保持绳长不变即r不变时，若增大角速度，拉力变大，A正确，B错误；同理，保持角速度不变，若增大绳长即r变大，拉力变大，C、D错误。]
5．C [小球转动的角速度ω＝2πn＝12 rad/s，弹簧的弹力为小球做圆周运动提供向心力，即kx＝mω2(x0＋x)，解得x＝eq \f(mω2x0,k－mω2)＝eq \f(0.5×122×0.2,360－0.5×122) m＝0.05 m＝5.0 cm，选项C正确。]
6．D [物体做加速曲线运动，合力不为零，A错误；物体做速度大小变化的圆周运动，合力不指向圆心(最低点除外)，合力沿半径方向的分力等于向心力，合力沿切线方向的分力使物体速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合力方向的夹角始终为锐角，合力与速度不垂直，B、C错误，D正确。]
7．C [汽车在行驶中速度越来越小，所以汽车在轨迹的切线方向做减速运动，切线方向受力如图中的Ft所示。同时汽车做曲线运动，必有向心力，向心力如图中的Fn所示。汽车所受合力F为Ft、Fn的合力，故选C。]
8．B [甩干桶壁上某点的线速度大小为v＝ωr＝8 m/s，故A错误；桶壁对小物体的弹力提供向心力，即FN＝mω2r＝4 N，根据牛顿第三定律可知，小物体对桶壁的压力大小为4 N，故B正确；小物体受到重力、弹力、摩擦力作用，其合力提供向心力，故C错误；甩干桶壁增加转速，小物体受到的摩擦力不变，故D错误。]
9．C [如图，沿绳子方向的合力提供向心力，设绳长r，根据牛顿第二定律有
F－mgcs θ＝meq \f(v2,r)
当秋千越低时，θ越小，速度越大，所以秋千摆动到c位置时，吊绳最容易断裂。
故选C。]
10．C [根据题意，细线碰到钉子的瞬间，小球的瞬时速度v不变，但其做圆周运动的半径从L突变为eq \f(L,2)，由ω＝eq \f(v,r)可知小球的角速度突然增大，选项A、B错误；根据FT－mg＝meq \f(v2,r)可知小球受到的拉力增大，由牛顿第三定律知，选项C正确，D错误。]
11．C [质点做匀速圆周运动，根据题意设周期T＝eq \f(k,r)，质点所受合外力等于质点做圆周运动的向心力，根据F合＝Fn＝meq \f(4π2,T2)r，联立可得Fn＝eq \f(4mπ2,k2)r3，其中eq \f(4mπ2,k2)为常数，r的指数为3，故题中n＝3，故选C。]
12．ω0r mω02r
解析 发光物体的速度v0＝ω0r
发光物体做匀速圆周运动，则静摩擦力充当做圆周运动的向心力，则静摩擦力大小为f＝mωeq \\al(2,0)r
13．B [苹果在最高点c时所受到的支持力和苹果对手的压力是作用力和反作用力，大小相等，A错误；苹果在b位置和d位置时受到的弹力大小相等，方向均竖直向上；受到的摩擦力大小相等，方向相反，B正确，C错误；苹果做匀速圆周运动，合力大小不变，方向一直在变化，D错误。]