第六章 2 向心力（课件+练习）-新教材高中物理必修第二册【优化探究】(人教版)

[A组　素养达标] 1．狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速率行驶，下图为四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的示意图(O为圆心)，其中正确的是(　　) 解析：雪橇所受摩擦力为滑动摩擦力，其方向与运动方向相反，故沿切线方向．由于是匀速圆周运动，因此牵引力F与摩擦力Ff的合力指向圆心，C正确． 答案：C 2.如图所示，有一个贴着圆锥面随圆锥做匀速圆周运动的光滑小球，那么它(　　) A．一定受到重力、圆锥面的支持力、细线拉力三个力的作用 B．一定受到重力、圆锥面的支持力、细线拉力和向心力四个力的作用 C．可能受到重力、细线拉力和向心力三个力的作用 D．可能受到重力、细线拉力两个力的作用 解析：转速较小时，小球受重力、圆锥面的支持力和细线拉力三个力，转速较大时，小球会离开圆锥表面，此时小球只受重力和拉力两个力，A错，D对；向心力是效果力，由其他力或其他力的合力(分力)提供，实际物体不单独受向心力，B、C错． 答案：D 3．秋千的吊绳有些磨损．在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千(　　) A．在下摆过程中　　　 B．在上摆过程中 C．摆到最高点时 D．摆到最低点时[来源:Z#xx#k.Com] 解析：当秋千摆到最低点时速度最大，由F－mg＝m知，吊绳中拉力F最大，吊绳最容易断裂，选项D正确． 答案：D 4.如图所示，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不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为(　　) A. B. C. D. 解析：要使a不下滑，则至少a受筒的最大静摩擦力与重力平衡，筒壁给a的支持力提供向心力，则FN＝mrω2，而Fmax＝mg＝μFN，即mg＝μmrω2，故ω＝.所以A、B、C均错误，D正确． 答案：D 5.质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上，杆上套有一个质量为m的小球，今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动，角速度为ω，如图所示，则杆的上端受到的作用力大小为(　　) A．mω2R B. C. D．不能确定 解析：小球在重力和杆的作用力下做匀速圆周运动．这两个力的合力充当向心力必指向圆心，如图所示．用力的合成法可得杆的作用力大小F＝，根据牛顿第三定律，小球对杆的上端的反作用力大小F′＝F，C正确．＝ 答案：C 6.如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则(　　) A．绳的张力可能为零 B．桶对物块的弹力不可能为零 C．随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大 D．随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变 解析：由于桶的内壁光滑，所以桶不能提供给物体竖直向上的摩擦力，绳子沿竖直向上的分力与重力大小相等，所以绳子的张力一定不为零，故A错误；若绳子沿水平方向的分力恰好提供向心力，则桶对物块的弹力可能为零，故B错误；物块在竖直方向上平衡，则有F1cos θ＝mg，绳子与竖直方向的夹角不会随桶的角速度的增大而增大，可以知道角速度增大，绳子的张力不变，故C错误，D正确． 答案：D 7.有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘．转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ.不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系． 解析：座椅到转轴的距离R＝r＋Lsin θ 对座椅分析有Fn＝mgtan θ＝mRω2 联立两式得ω＝ . 答案：ω＝ [B组　素养提升] 8．(多选)如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起转动，则下列关系中正确的有(　　)[来源:Z#xx#k.Com] A．线速度vA＞vB B．运动周期TA＞TB C．它们受到的摩擦力FA＞FB D．筒壁对它们的弹力FNA＞FNB 解析：因为两物体做匀速圆周运动的角速度相等，又rA＞rB，所以vA＝rAω＞vB＝rBω，选项A正确；因为ω相等，所以周期T相等，选项B错误；因竖直方向物体受力平衡，有F＝mg，故FA＝FB，选项C错误；筒壁对物体的弹力提供向心力，所以FNA＝mrAω2＞FNB＝mrBω2，选项D正确． 答案：AD 9．(多选)如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点．设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动，已知L1跟竖直方向的夹角为60°，L2跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是(　　) A．细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为∶1 B．小球m1和m2的角速度大小之比为∶1[来源:学。科。网] C．小球m1和m2的向心力大小之比为3∶1 D．小球m1和m2的线速度大