课时02 向心力（重点练）-2020-2021学年高一物理十分钟同步课堂专练（新教材人教版必修第二册）

1．如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使水平木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则(　　) A． 物块始终受到三个力作用 B． 只有在a、b、c、d四点，物块受到的合外力才指向圆心 C． 从a到b，物块所受的摩擦力先增大后减小 D． 从b到a，物块处于超重状态 【答案】D 【解析】在c、d两点处，只受重力和支持力，在其他位置处物块受到重力、支持力、静摩擦力三个作用力，故A错误；物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故B错误；从a运动到b，物块的加速度的方向始终指向圆心，水平方向的加速度先减小后反向增大，根据牛顿第二定律知，物块所受木板的摩擦力先减小后增大，故C错误；从b运动到a，向心加速度有向上的分量，则物块处于超重状态，故D正确. 2．(多选)如图所示，小球m用两根长度相等的细绳系在竖直杆上，细绳不可伸长，当杆旋转时，对小球受力分析正确的是(　　) A． 受重力、绳的拉力和向心力作用 B． 可能受重力、一根绳的拉力共两个力作用 C． 可能受重力、两根绳的拉力共三个力作用 D． 上面一根绳的拉力总大于小球的重力 【答案】BCD 【解析】转速较小时，小球受重力和一根绳的拉力作用，转速较大时，小球受重力和两根绳的拉力作用，故A错误，B、C正确.只有上面一根绳有拉力时，绳的竖直分力大小等于球的重力；如果两根绳都有拉力，上面绳的竖直分力大小等于球的重力和下面绳拉力的竖直分力之和，所以上面一根绳的拉力一定比球的重力大，故D正确. 3．如图所示，一根轻杆(质量不计)的一端以O点为固定转轴，另一端固定一个小球，小球以O点为圆心在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动．当小球运动到图中位置时，轻杆对小球作用力的方向可能(　　) A． 沿F1的方向 B． 沿F2的方向 C． 沿F3的方向 D． 沿F4的方向 【答案】C 【解析】因小球做匀速圆周运动，所以其所受各力的合力一定指向圆心，充当向心力，若受杆弹力为F1、F2、F4时与重力的合力均不可能沿杆指向圆心，只有杆的弹力为F3时合力才可能沿杆指向圆心，故选项C正确． 4．如图，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在A盘的边缘，钢球②放在B盘的边缘，A，B两盘的半径之比为2∶1.a，b分别是与A盘、B盘同轴的轮．a轮、b轮半径之比为1∶2，当a，b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力之比为(　　) A． 2∶1 B． 4∶1 C． 1∶4 D． 8∶1 【答案】D 【解析】皮带传送，边缘上的点线速度大小相等，所以va＝vb，a轮、b轮半径之比为1∶2，所以＝，共轴的点，角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等，则＝.根据向心加速度a＝rω2，＝.故D正确． 5．向心力演示器如图所示．转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动．小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小．皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可改变两个塔轮的转速比，以探究物体做圆周运动的向心力大小跟哪些因素有关、具体关系怎样．现将小球A和B分别放在两边的槽内，小球A和B的质量分别为mA和mB，做圆周运动的半径分别为rA和rB.皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上，实验现象显示标尺8上左边露出的等分格子多于右边，则下列说法正确的(　　) A． 若rA＞rB，mA＝mB，说明物体的质量和角速度相同时，半径越大向心力越大 B． 若rA＞rB，mA＝mB，说明物体的质量和线速度相同时，半径越大向心力越大 C． 若rA＝rB，mA≠mB，说明物体运动的半径和线速度相同时，质量越大向心力越小 D． 若rA＝rB，mA≠mB，说明物体运动的半径和角速度相同时，质量越大向心力越小 【答案】A 【解析】根据题意，皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上，因而ωA＝ωB标尺8上左边露出的等分格子多于右边，因而FA＞FB根据向心力公式， F＝mω2r，A正确，D错误；根据向心力公式， F＝m，C错误，D错误． 6．(多选)如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲无打滑转动．甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲∶r乙＝2∶1，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为2r，m2距O′点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时(　　)． A． 与圆盘相对滑动前m1与m2的角速度之比ω1∶ω2＝2∶1 B． 与圆盘相对滑动前m1与m2的向心加速度之比a1∶a2＝1∶2 C．