第3章 第2节 科学探究：向心力（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．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f的示意图(O为圆心)，其中正确的是(　　) [来源:Zxxk.Com] 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f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，不是物体实际受到的力，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 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．做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a1和a2，且a1>a2，下列判断正确的是(　　) A．甲的线速度大于乙的线速度 B．甲的角速度比乙的角速度小 C．甲的轨道半径比乙的轨道半径小 D．甲的线速度方向比乙的线速度方向变化快 解析：由于不知甲和乙做匀速圆周运动的半径大小关系，故不能确定它们的线速度、角速度的大小关系，A、B、C错．向心加速度是表示线速度方向变化快慢的物理量，a1>a2表明甲的线速度方向比乙的线速度方向变化快，D对． 答案：D 5．一物体以4 m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为4 s，则该物体的向心加速度大小为(　　) A．2 m/s2　　　 B．4 m/s2 C．2π m/s2 D．4π m/s2 解析：物体的向心加速度a＝ m/s2＝2π m/s2，故C正确．＝，所以物体的向心加速度为a＝，又v＝ 答案：C 6.荡秋千是儿童喜爱的运动，当秋千荡到最高点时小孩的加速度方向可能是(　　) A．1方向 B．2方向[来源:学§科§网] C．3方向 D．4方向 解析：小孩在最高点时速度为零，由a＝可知，此时的向心加速度为零，小孩只沿切线方向加速，切向加速度不为零，所以在最高点时小孩的加速度方向为2方向，选项B正确． 答案：B 7.如图所示，地球绕地轴O1O2以角速度ω旋转，A、B为地球表面上两点，下列说法中正确的是(　　) A．A、B两点具有相同的角速度 B．A、B两点具有相同的线速度 C．A、B两点具有相同的向心加速度 D．A、B两点的向心加速度方向都指向球心 解析：A、B两点随地球自转，角速度等于地球自转的角速度，A正确；A、B两点做圆周运动的半径不同，根据v＝ωr可知B错误；根据a＝ω2r可知，A、B两点的向心加速度不同，C错误；A、B两点的向心加速度方向都指向各自所在纬度圈的圆心，D错误． 答案：A 8.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的(　　) A．线速度大小之比为3∶2∶2 B．角速度之比为3∶3∶2[来源:学*科*网Z*X*X*K] C．转速之比为2∶3∶2 D．向心加速度大小之比为9∶6∶4 解析：根据传动的特点可知，va＝vb，ωb＝ωc， 由v＝ωr可得vb∶vc＝RB∶RC＝3∶2， 故va∶vb∶vc＝3∶3∶2，A错误； 由ω＝＝3∶2， ＝可得ωa∶ωb＝ 所以ωa∶ωb∶ωc＝3∶2∶2，B错误； 根据ω＝2πn可知，转速之比就等于角速度之比，C错误； 由a＝ωv可得aa∶ab∶ac＝9∶6∶4，D正确． 答案：D [B组　素养提升] 9．(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(　　) 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NA＞NB 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NA＝mrAω2＞NB＝mrBω2，