第六章 高效作业8 专题2 向心力习题课-【精彩三年】2020-2021学年高中新教材物理必修第二册课程探究与巩固配套PPT（人教版 浙江专版）

杭州良品图书有限公司 精彩三年课程探究与巩固 物理 必修第二册 高效作业8 [专题2　向心力习题课] * 1．当圆锥摆的摆球m以角速度ω在水平面上做匀速圆 周运动时，绳子拉力为F，摆线与竖直线夹角为θ， 如果ω增大，则F和θ的变化情况是(　　) A．F增大，θ减小　　　　 B．F减小，θ增大 C．F和θ都增大 D．F和θ都减小 【解析】 设绳长为L，则由牛顿第二定律，水平方向F sin θ＝mω2L sin θ，可知如果ω增大，则F增大。又由竖直方向F cos θ＝mg，F增 大，θ增大，故C正确。 C 2．如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下 方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下。当细绳与钉子相碰的瞬间，则 (　　) A．小球的线速度变大 B．小球的角速度不变 C．细绳对小球的拉力变小 D．钉子的位置越靠下，细绳越容易被拉断 D 【解析】 细绳与钉子相碰瞬间，合力与线速度垂直，小球的线速度大小不变，A错误；根据v＝rω，半径变小，故角速度增大，B错误；根据F－mg＝m，可知钉子的位置越靠下，半径r越小，则拉力F越大，绳子越容易断，C错误，D正确。 3．把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑 的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。下列各力中能提供小球做匀 速圆周运动的向心力的是(　　) A．重力 B．支持力 C．重力和支持力的合力 D．地转偏向力 C 【解析】 小球在漏斗壁上做水平面内的匀速圆周运动，由于漏斗壁光 滑，所以壁对小球没有摩擦力，只有支持力，小球只受重力、支持力的 作用，其受力如图所示，小球在水平面内做匀速圆周运动，向心力即合 外力等于支持力在水平方向的分量，或者说是重力与支持力的合力，故 选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．绳的拉力可能为零 B．桶对物块的弹力不可能为零 C．若它们以更大的角速度一起转动，绳的张力一定增大 D．若它们以更大的角速度一起转动，绳的张力仍保持不变 D 【解析】 由于桶的内壁光滑，所以桶不能提供给物块竖直向上的摩擦 力，所以绳子的拉力一定不能等于零，故A错误；绳子拉力沿竖直向上 的方向的分力与重力的大小相等，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；由题图可知，绳子与竖 直方向的夹角不会随桶的角速度的增大而增大，所以绳子的拉力也不会 随角速度的增大而增大，故C错误，D正确。 5．有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆形表演 台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托 车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。如果增大高度h，则下列关于摩 托车的说法正确的是(　　) A．对侧壁的压力FN增大 B．做圆周运动的周期T不变 C．做圆周运动的线速度v增大 D．做圆周运动的向心力F增大 C 【解析】 摩托车受力如图所示，重力mg和支持力 FN的合力提供向心力，设筒壁与水平面夹角为θ， 受力分析可得：FN＝，与h无关，A错误； Fn＝mg tan θ＝mr，h变大，r变大，θ不 变，所以T变长，B错误；Fn＝mg tan θ＝m，h变大，r变大，θ不变，所以v变大，C正确；F＝Fn＝mg tan θ，向心力并没有变，D错误。 6．在光滑的水平面上，有一转轴垂直于此平面，交 点O的上方h处固定一细绳，绳的另一端固定一质 量为m的小球B，线长AB＝l＞h，小球可随转轴转 动并在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示， 要使球不离开水平面，转轴的转速最大值是(　　) A A． B．π C． D．2π 【解析】 球刚好不离开水平面的临界情况：与水平面接触但压力为零，靠拉力和重力的合力提供向心力。将拉力沿水平、竖直方向分解，由牛顿第二定律有：F cos θ＝mg，F sin θ＝mω2，解得临界角速度ω＝＝。 要使球不离开水平面，则临界转速即最大转速为n＝＝，故A正确。 7．两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点， 若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运 动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系正确的是(　　) B 【解析】 如图所示，对某一小球受力分析，设小球质量为m，线长为L，线与竖直方向的夹角为θ，对小球由牛顿第二定律mg tan θ＝mω2L sin θ，整理得：L cos θ＝是定值。两小球做角速度相同的匀速圆周