第3章 习题课 向心力的应用（课件+练习）-新教材高中物理必修第二册【优化探究】(鲁科版)

[A组　素养达标] 1.(多选)如图所示中图线甲、乙分别是甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图像，其中图线甲为一双曲线．由图像可以知道(　　) A．甲球运动时，线速度大小保持不变 B．甲球运动时，角速度大小保持不变 C．乙球运动时，线速度大小保持不变 D．乙球运动时，角速度大小保持不变 解析：图线甲表明物体的向心加速度与半径成反比，由a＝可知，物体运动的线速度不变，选项A正确；图线乙表明物体的向心加速度与半径成正比，由a＝ω2r可知，物体的角速度大小不变，选项D正确． 答案：AD 2.(多选)如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是(　　) A．A球的线速度必定大于B球的线速度 B．A球的角速度必定小于B球的角速度 C．A球的运动周期必定小于B球的运动周期 D．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力 解析：小球A的受力情况如图所示，由图可知，两球的向心力都来源于重力mg和支持力N的合力，建立如图所示的坐标系，则有N1＝Nsin θ＝mg，N2＝Ncos θ＝F，所以F＝，选项D错误．)2可知，r越大，T一定越大，选项C错误；由受力分析图可知，小球A和B受到的支持力N都等于可知，r越大，v一定越大，选项A正确；由F＝mrω2可知，r越大，ω一定越小，选项B正确；由F＝mr(提供小球做圆周运动所需的向心力，同理，对B球受力分析，可知A、B两球受力情况完全一样．由F＝m.也就是说N在指向圆心方向的分力，即F＝ 答案：AB 3.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 4.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FTcos 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 5．(多选)儿童乐园中，一个小孩骑在木马上随木马一起在水平面内匀速转动．转轴到木马的距离为r，小孩的向心加速度为a，把小孩的转动看作匀速圆周运动，则(　　) A．小孩相对于圆心的线速度不变 B．小孩的线速度大小为 C．小孩在时间t内通过的路程为s＝ D．小孩做匀速圆周运动的周期T＝2π 解析：小孩做匀速圆周运动，各时刻相对圆心的线速度大小不变，但方向时刻在变，A错误；由a＝，D正确．＝2π ＝＝，C错误；做圆周运动的周期T＝，B正确；在时间t内小孩通过的路程s＝vt＝t得v2＝ra，所以v＝ 答案：BD 6.(多选)如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一条细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动．若两球质量之比mA∶mB＝2∶1，那么A、B两球的(　　) A．运动半径之比为1∶2 B．加速度大小之比为1∶2 C．线速度大小之比为1∶2 D．向心力大小之比为1∶2 解析：两球的向心力都由细绳拉力提供，大小相等，两球都随杆一起转动，角速度相等，D错．设两球的半径分别为rA、rB，转动角速度为ω，则mArAω2＝mBrBω2，所以rA∶rB＝mB∶mA＝1∶2，A对.，C对． ＝＝，B对.＝＝ 答案：ABC 7. 如图所示，定滑轮的半径r＝2 cm.绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物，由静止开始释放，测得重物以加速度a＝2 m/s2向下做匀加速运动．在重物由静止下落1 m的瞬间，滑轮边缘上P点向心加速度多大？ 解析：由v2＝2ah得重物下落1 m的速度v＝ m/s＝2 m/s， P点线速度vP＝v＝2 m/s， 由a＝得 a＝ m/s2＝200 m/s2.[来源:学科网ZXXK]＝ 答案：200 m/s2 8.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