步步高 学案导学设计学年高中物理 第五章 第6节 向心力课时作业 新人教版必修2Word格式文档下载.docx
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5.关于向心力,下列说法中正确的是( )
A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力
B.向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小
C.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力
D.做一般曲线运动的物体的合力即为向心力
6.如图1所示,
图1
用细绳拴一小球在光滑桌面上绕一铁钉(系一绳套)做匀速圆周运动,关于小球的受力,
下列说法正确的是( )
A.重力、支持力
B.重力、支持力、绳子拉力
C.重力、支持力、绳子拉力和向心力
D.重力、支持力、向心力
7.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在
相同的时间里甲转过60°
,乙转过45°
,则它们的向心力之比为( )
A.1∶4B.2∶3C.4∶9D.9∶16
【概念规律练】
知识点一 向心力的概念
1.下列关于向心力的说法中正确的是( )
A.物体受到向心力的作用才能做圆周运动
B.向心力是指向弧形轨道圆心方向的力,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,也可以是某一种力或某一种力
的分力
D.向心力只改变物体运动的方向,不改变物体运动的快慢
2.关于向心力,下列说法正确的是( )
A.向心力是一种效果力
B.向心力是一种具有某种性质的力
C.向心力既可以改变线速度的方向,又可以改变线速度的大小
D.向心力只改变线速度的方向,不改变线速度的大小
知识点二 向心力的来源
3.如图2所示,
图2
一小球用细绳悬挂于O点,将其拉离竖直位置一个角度后释放,则小球以O点为圆心做
圆周运动,运动中小球所需向心力是( )
A.绳的拉力
B.重力和绳拉力的合力
C.重力和绳拉力的合力沿绳的方向的分力
D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
4.如图3所示,
图3
有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动,小强站在距圆心为r处的P点不动,关
于小强的受力,下列说法正确的是( )
A.小强在P点不动,因此不受摩擦力作用
B.小强随圆盘做匀速圆周运动,其重力和支持力充当向心力
C.小强随圆盘做匀速圆周运动,盘对他的摩擦力充当向心力
D.若使圆盘以较小的转速转动时,小强在P点受到的摩擦力不变
知识点三 变速圆周运动
5.如图4所示,
图4
长为L的悬线固定在O点,在O点正下方处有一钉子C,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
B.角速度突然增大
C.向心加速度突然增大
D.悬线的拉力突然增大
【方法技巧练】
一、向心力大小的计算方法
6.一只质量为m的老鹰,以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,则空气对
老鹰作用力的大小等于( )
A.mB.m
C.mD.mg
7.在双人花样滑冰运动中,有时会看到男运动员拉着女运动员离开冰面在空中做圆锥摆
运动的精彩的场面,目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角为30°
,
重力加速度为g,估算该女运动员( )
A.受到的拉力为GB.受到的拉力为2G
C.向心加速度为3gD.向心加速度为2g
二、匀速圆周运动问题的分析方法
8.
图5
长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点.让其在水平面内做匀速圆周
运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图5所示.当摆线L与竖直方向的夹角为α时,
求:
(1)线的拉力F;
(2)小球运动的线速度的大小;
(3)小球运动的角速度及周期.
1.物体做匀速圆周运动时,下列关于物体受力情况的说法中正确的是( )
A.必须受到恒力的作用
B.物体所受合力必须等于零
C.物体所受合力大小可能变化
D.物体所受合力大小不变,方向不断改变
2.在水平冰面上,狗拉着雪橇做匀速圆周运动,O点为圆心.能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的图是( )
3.如图6所示,
图6
某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点的过程中,物体的速率逐渐增大,则( )
A.物体的合外力为零
B.物体的合力大小不变,方向始终指向圆心O
C.物体的合外力就是向心力
D.物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)
4.如图7所示,
图7
半径为r的圆筒,绕竖直中心轴OO′转动,小物块a靠在圆筒的内壁上,它与圆筒的
动摩擦因数为μ,现要使a不下落,则圆筒转动的角速度ω至少为( )
A.B.
C.D.
5.甲、乙两名溜冰运动员,M甲=80kg,M乙=40kg,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的
溜冰表演.某时刻两人相距0.9m,弹簧秤的示数为9.2N,下列判断中正确的是( )
A.两人的线速度相同,约为40m/s
B.两人的角速度相同,为6rad/s
C.两人的运动半径相同,都是0.45m
D.两人的运动半径不同,甲为0.3m,乙为0.6m
6.如图8所示,
图8
天车下吊着两个质量都是m的工件A和B,整体一起向左匀速运动.系A的吊绳较短,
系B的吊绳较长,若天车运动到P处时突然停止,则两吊绳所受拉力FA、FB的大小关
系是( )
A.FA>
FB>
mgB.FA<
FB<
mg
C.FA=FB=mgD.Fa=FB>
7.如图9所示,
图9
光滑杆偏离竖直方向的夹角为θ,杆以O为支点绕竖直线旋转,质量为m的小球套在杆
上可沿杆滑动.当杆角速度为ω1时,小球旋转平面在A处;
当杆角速度为ω2时,小球
旋转平面在B处,设球对杆的压力为FN,则有( )
A.FN1>
FN2B.FN1=FN2
C.ω1<
ω2D.ω1>
ω2
8.在光滑的水平面上,用长为l的细线拴一质量为m的小球,以角速度ω做匀速圆周
运动,下列说法中正确的是( )
A.l、ω不变,m越大线越易被拉断
B.m、ω不变,l越小线越易被拉断
C.m、l不变,ω越大线越易被拉断
D.m不变,l减半且角速度加倍时,线的拉力不变
9.汽车甲和汽车乙的质量相等,以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在
乙车的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为Ff甲和Ff乙.以下说法正确的是( )
A.Ff甲小于Ff乙
B.Ff甲等于Ff乙
C.Ff甲大于Ff乙
D.Ff甲和Ff乙的大小均与汽车速率无关
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答 案
10.如图10所示,
图10
质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点和端点,当杆在光滑的水平面上绕O点匀
速转动时,求杆的OA段和AB段对小球的拉力之比.
11.
图11
长L=0.5m、质量可忽略的杆,其下端固定于O点,上端连有质量m=2kg的小球,它
绕O点在竖直平面内做圆周运动.当通过最高点时,如图11所示,求下列情况下杆受
到的力(计算出大小,并说明是拉力还是压力,g取10m/s2):
(1)当v=1m/s时,杆受到的力为多少,是什么力?
(2)当v=4m/s时,杆受到的力为多少,是什么力?
12.如图12所示,
图12
一根长为0.1m的细线,一端系着一个质量是0.18kg的小球,拉住线的另一端,使球在
光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,当小球的转速增加到原转速3倍时,细线断裂,这
时测得线的拉力比原来大40N.求:
(1)线断裂的瞬间,线的拉力;
(2)这时小球运动的线速度;
(3)如果桌面高出地面0.8m,线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为多少的地方?
第6节 向心力
课前预习练
1.圆心 方向 效果 合力 分力
2.m mω2r 圆心
3.分力Ft 分力Fn 沿圆周切线方向的加速度 大小 指向圆心的加速度 方向 匀速圆周运动 变速圆周运动
4.直线 圆周 圆弧 半径 圆周运动
5.B [由向心力的概念对各选项作出判断,注意一般曲线运动与匀速圆周运动的区别.
与速度方向垂直的力使物体运动方向发生改变,此力指向圆心命名为向心力,所以向心力不是物体做圆周运动而产生的.向心力与速度方向垂直,不改变速度的大小,只改变速度的方向.做匀速圆周运动的物体的向心力始终指向圆心,方向在不断变化,是个变力.做一般曲线运动的物体的合力通常可分解为切向分力和法向分力.切线方向的分力提供切向加速度,改变速度的大小;
法线方向的分力提供向心加速度,改变速度的方向.正确选项为B.]
6.B [向心力是效果力,可以是一个力,也可以是一个力的分力或几个力的合力.]
7.C [由匀速圆周运动的向心力公式Fn=mrω2=mr()2,可得==×
×
()2=.]
课堂探究练
1.ABCD [向心力是使物体做圆周运动的原因,它可由各种性质力的合力、某一个力或某一个力的分力提供,方向始终从做圆周运动的物体的所在位置指向圆心,是根据力的作用效果命名的,只改变线速度的方向,不改变线速度的大小.]
2.AD [向心力是按力的作用效果命名的,是一种效果力,所以A选项正确,B选项错误;
由于向心力始终沿半径指向圆心,与速度的方向垂直,即向心力对做圆周运动的物体始终不做功,不改变线速度的大小,只改变线速度的方向,因此C选项错误,D选项正确.]
点评 由于向心力是一种效果力,所以在受力分析时不要加上向心力,它只能由其他性质的力提供.
3.CD [
如图所示,对小球进行受力分析,它受重力和绳的拉力,向心力由指向圆心O方向的合外力提供,因此,它可以是小球所受合力沿绳方向的分力,也可以是各力沿绳方向分力的合力,故选C、D.]
4.C [由于小强随圆盘一起做匀速圆周运动,一定需要向心力,该力一定指向圆心方向,而重力和支持力在竖直方向上,它们不能充当向心力,因此他会受到摩擦力作用,且充当向心力,A、B错误,C正确;
由于小强随圆盘转动的半径不变,当圆盘角速度变小时,由Fn=