6.2 向心力（分层作业）【教学无忧】2021-2022学年高一物理同步精品备课（人教版2019必修第二册）

6.2 向心力 【基础题组】 题组一：向心力的概念及来源 1. 下列说法正确的是 A. 物体做圆周运动，它所受的合力方向一定指向圆心 B. 物体做匀速圆周运动所需的向心力大小必定与线速度的平方成正比 C. 物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动 D. 物体做匀速圆周运动的速度方向在时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动 2. 如图所示，一圆柱形容器绕其轴线匀速转动，内部有、两个物体，均与容器的接触面间始终保持相对静止。当转速增大后、与容器接触面间仍相对静止，下列说法正确的是 A. 两物体受到的摩擦力都增大 B. 两物体受到的摩擦力大小都不变 C. 物体受到的摩擦力增大，物体受到的摩擦力大小不变 D. 物体到的摩擦力大小不变，物体受到的摩擦力增大 3. 如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为，质量分别为和的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为和，下列说法正确的是 A. 若，则 B. 若，则 C. 可能大于，也可能大于 D. 和总是相等，与和的大小无关 题组二：向心力的计算 4. 如图，用细绳系着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，不考虑空气阻力。则以下说法正确的是 A. 球受到重力、拉力、向心力 B. 若球转动加快，绳子的拉力不变 C. 球所受的合力指向悬点 D. 球的向心加速度时刻在变化 5. 质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点，如图所示，绳与水平方向成角，绳在水平方向且长为，当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为，则下列说法正确的是     A. 绳的张力可能为零 B. 绳的张力随角速度的增大而增大 C. 当角速度，绳将出现弹力 D. 若绳突然被剪断，则绳的弹力一定发生变化 题组三：探究向心力的大小 6. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系．两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动．槽内的钢球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值．如图是探究过程中某次实验时装置的状态． 在研究向心力的大小与质量关系时，要保持____________相同． A.和      和 和      和 图中所示，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小与____________的关系． A.质量       半径      角速度 图中所示，两个钢球质量和半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为____________． A.          7. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系．两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动．槽内的钢球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值．如图是探究过程中某次实验时装置的状态． 在研究向心力的大小与质量关系时，要保持____________相同． ．和      和 和      和 图中所示，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小与____________的关系． 质量       半径      角速度 图中所示，两个钢球质量和半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为____________． ．          题组三：圆锥摆的有关问题计算 8. 为验证向心力公式，某探究小组的同学设计了如图所示的演示实验，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为、直径为的小钢球，将米尺固定在水平桌面上。测量出悬点到钢球的细线长度，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为。待钢球的运动稳定后，用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看，读出钢球外侧到点的距离，并用秒表测量出钢球运动圈用的时间。求： 小钢球做圆周运动的周期。 小钢球做圆周运动的向心力。 【能力提升】 9. 如下图所示，光滑的水平圆盘中心处有一个小孔，长为的细线穿过小孔两端分别连接大小相同的小球、，、的质量之比为。当小球在圆盘上做匀速圆周运动时，为使小球保持静止状态，小球做圆周运动的最小角速度为未知。现把小球、位置互换，为使以做匀速圆周运动时保持静止状态，圆盘厚度忽略不计，则的运动半径为 A. B. C. D