学年新粤教版高一物理必修第二册 向心力与向心加速度 同步练习及解析.docx

1、学年新粤教版高一物理必修第二册 向心力与向心加速度 同步练习及解析2.2 向心力与向心加速度 （ 解析版 ）1.关于向心力的说法中正确的是()A向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力B向心力不改变圆周运动物体速度的大小C做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力【答案】B【解析】向心力是一种效果力，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，但应注意它不是物体受到的一种新力，A错。向心力只改变物体运动的方向，不改变速度的大小，故B对。物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时刻改变，故C错。只有在匀速圆周运动中，合力提供向心

2、力，而非匀速圆周运动中向心力并非物体受到的合力，故D错。2甲、乙两质点分别做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是()A线速度大的质点加速度一定大B角速度大的质点加速度一定大C向心加速度大的质点向心力一定大D向心加速度大的质点速度一定变化快【答案】D【解析】由a知，只有当r一定时，v大的a才大，故A错误；由ar2知，因大，所以a大的前提条件是r一定，故B错误；由Fma知，只有当m一定时，a大的F才大，故C错误；加速度是反映物体速度变化快慢的物理量，即速度的变化率，不过在匀速圆周运动中，反映的不是物体速度大小变化快慢，而是速度方向改变快慢。3向心力大小可能与物体的质量、圆周运动的半径、线速度、角速度

3、有关，如图所示，用向心力演示器探究小球受到的向心力大小与角速度的关系时，下列做法可行的是（） A在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验B在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验C在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验D在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验【答案】B【解析】在探究向心力与角速度大小之间的关系时，需保证两小球的质量相等，半径相等。故选B。4. 关于质点做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A. 由a2r可知，a与r成正比B. 由a可知，a与r成反比C. 当v一定时，a与r成反比D. 由2n可知，角速度与转速n成正比【答案】CD【解析】A

4、BC利用a和a2r来讨论a与r的关系时应该先明确v与的情况，不能单从数学关系出发，故选项A、B错误，选项C正确； D由2n可知，式中2是常数，故与n成正比，故D正确。故选CD。5狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶，下列给出的四个关于雪橇受到的牵引力及摩擦力的示意图（图中为圆心）正确的是（）A BC D【答案】C【解析】滑动摩擦力的方向是与相对运动方向相反且与接触面相切的，雪橇做匀速圆周运动，合力应该指向圆心，可知C正确，ABD错误。故选C。6某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关，做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动，使小球在水平面内做圆周运动(如图所示)，则下列说法中正

5、确的是( )A保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变B保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大C保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变D保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小【答案】B【解析】由向心力的表达式Fnm2r可知，保持绳长不变，增大角速度，向心力增大，绳对手的拉力增大，选项A错误，选项B正确；保持角速度不变，增大绳长，向心力增大，绳对手的拉力增大，选项C、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。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是()图A物体所受弹力增大，摩擦力也增大B物体所受弹力增大，摩擦力减小C物体所受弹力和摩擦力都减

6、小D物体所受弹力增大，摩擦力不变【答案】D【解析】物体随圆筒一起转动时，受到3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转动而未滑动，则物体所受的摩擦力F1大小等于其重力。根据向心力公式FNm2r可知，当角速度变大时，FN也变大，故D正确。8.质点沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，其向心力的大小为F，当使它的半径不变，使角速度增大到原来的2倍时，其向心力的大小比原来增大15N，求原来的向心力F的大小为（）A25N B10N C15N D5

7、N【答案】D【解析】根据圆周运动向心力公式有则解得D正确，ABC错误。故选D。9如图所示，质量相等的a、b两物体放在圆盘上，到圆心的距离之比是23。圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止。a、b两物体做圆周运动的向心力之比是()图A11 B32C23 D94【答案】C【解析】 a、b两物体随圆盘一起做匀速圆周运动时，角速度相同，由公式Fm2r可得，C正确。10.如图所示，轻绳的一端系一小球，另一端固定于点，在点的正下方点钉一颗钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时（） A小球的角速度突然变大B小球的瞬时速度突然变小C绳上拉力突然变大D球的加速度突然变小【

8、答案】AC【解析】AB因为小球碰到钉子前后瞬间水平方向没有作用力，瞬时速度大小不变，但因为圆周半径变小，由公式，角速度变大，故A正确，B错误；CD根据可知，球的加速度变大，根据向心力方程可知，绳的拉力变大，故C正确，D错误。故选AC。11在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，以角速度做匀速圆周运动，下列说法中正确的是()Al、不变，m越大线越易被拉断Bm、不变，l越小线越易被拉断Cm、l不变，越小线越易被拉断Dm不变，l减半且角速度加倍时，线的拉力不变【答案】A【解析】在光滑水平面上做匀速圆周运动，绳子的拉力充当向心力，由Fm2l可知，选项A正确，B、C、D错误。12.圆盘可绕通

9、过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动在圆盘上放置一小木块A，它随圆盘一起做加速圆周运动，则关于木块A的受力下列说法正确的是 A. 木块A受重力、支持力和向心力B. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心C. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反D. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的法向分力提供向心力【答案】B【解析】物体做圆周运动，一定要有外力来充当向心力，对物体受力分析可以得出静摩擦力的方向。物体做圆周运动时都需要向心力，向心力是由其他的力来充当的，向心力不是一个单独力。对木块A受力分析可知，木块A受到重力、支持力和静摩擦力的作用。重力竖直向下

10、，支持力竖直向上，这两个力为平衡力，由于物体有沿半径向外滑动的趋势，静摩擦力方向指向圆心，由静摩擦力提供物体做圆周运动的向心力，故ACD错误，B正确。故选B。 13.质量为m的物体做匀速圆周运动，轨道半径为r，角速度的大小为则该物体做圆周运动所需要的向心力大小为A. B. C. D. 【答案】D【解析】本题考查向心力公式。根据向心力的大小公式，求出物体运动的向心力的大小。解决本题的关键掌握向心力的公式，知道向心力与角速度的关系。根据向心力的公式得：，故D正确，ABC错误。 故选D。14如图所示，轻质且不可伸长的细绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在天花板上的O点则小球在竖直平面内摆动的过程中

11、，以下说法正确的是( )A小球在摆动过程中受到的外力的合力即为向心力B在最高点A、B，因小球的速度为0，所以小球受到的合力为0C小球在最低点C所受的合力，即为向心力D小球在摆动过程中使其速率发生变化的力为绳子的拉力【答案】C【解析】小球以悬点O为圆心做变速圆周运动，在摆动过程中，其所受外力的合力并不指向圆心沿半径方向的合力提供向心力，重力沿圆弧切向的分力提供切向加速度，改变小球运动速度的大小在A、B两点，小球的速度虽然为0，但有切向加速度，故其所受合力不为0；在最低点C，小球只受重力和绳的拉力，其合力提供向心力由以上分析可知，选项C正确15如图所示，利用向心力演示仪，探究向心力的大小与质量、角

12、速度和半径之间的关系，若皮带套在两个半径相等的塔轮上，且做匀速圆周运动，两侧分别放置铝球和钢球，则此时正在研究哪两个物理量之间的关系（）A研究向心力与质量之间的关系B研究向心力与角速度之间的关系C研究向心力与半径之间的关系D研究向心力与线速度之间的关系【答案】A【解析】铝球与钢球质量不同，转动的半径相等，线速度大小相等，本实验研究向心力与质量之间的关系，不是研究向心力与角速度、半径、线速度的关系故A正确，BCD错误故选A 16如图所示，小物块从半球形碗边的a点下滑到b点，碗内壁粗糙物块下滑过程中速率不变，下列说法正确的是 ()A物块下滑过程中，所受的合力为零B物块下滑过程中，所受的合力越来越大

13、C物块下滑过程中，加速度的大小不变，方向时刻在变D物块下滑过程中，摩擦力大小不变【答案】C【解析】由题意知小物块做匀速圆周运动，合力大小不变，方向时刻改变，总是沿半径方向指向圆心，故选项C正确17.如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方L/2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()图A线速度突然减小B角速度突然减小C悬线拉力突然变大D小球向心加速度突然变大【答案】CD【解析】悬线碰到钉子时，悬线拉力方向与小球运动方向垂直，线速度v大小不变，A错误；由知，v不变，r减小，角速度增大，B错误；由Fmgm知，Fmgm

14、，F随r的减小而增大，C正确；由a向知，当v不变，r减小时，向心加速度变大，D正确。18.如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，已知细绳与竖直方向成角，求： （1）小球的向心力大小（2）小球运动的线速度大小（3）小球运动的周期【答案】解：小球受重力和拉力作用，两个力的合力提供向心力，根据合成法得： ；，所以小球运动的线速度大小是；根据牛顿第二定律得，解得。【解析】本题主要考查圆周运动，解决本题的关键搞清小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。小球在重力和拉力合力作用下做圆周运动，靠两

15、个力的合力提供向心力，结合平行四边形定则求出向心力的大小，根据向心力公式求解线速度大小；根据牛顿第二定律求出周期的大小；19.如图所示，半径为R的半球形碗内，有一个具有一定质量的物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为，当碗绕竖直轴OO匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动的角速度。图【答案】 【解析】物体A随碗一起转动而不发生相对滑动，则物体A做匀速圆周运动的角速度就等于碗转动的角速度。因为物体A在碗口附近，则物体A做匀速圆周运动所需的向心力由碗壁对物体的弹力提供，此时物体所受的摩擦力与重力平衡。物体A做匀速圆周运动，向心力Nm2R，而摩擦力与重力平衡，则有Nmg，由以上两式可得m2R，即碗匀速转动的角速度为。