必考点04 圆周运动的应用-【对点变式题】2021-2022学年高一物理下学期期中期末必考题精准练（人教版2019）

必考点04 圆周运动的应用 题型一 向心力的来源分析 1．如图所示，水平转台上放着一个纸箱A，当转台匀速转动时，纸箱相对转台静止。关于这种情况下纸箱A的受力情况，下列说法正确的是（　　） A．受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力 B．受重力、台面的支持力和静摩擦力 C．受重力和台面的支持力 D．受重力、台面的支持力和向心力 【答案】B 【解析】 当转台匀速转动时，纸箱相对转台静止，所以纸箱A受重力、台面的支持力和静摩擦力，其中静摩擦力提供纸箱随转台一起做圆周运动的向心力，向心力是效果力，是一种力或几种力的合力，不是某种性质的力，因此ACD错误，B正确。 故选B。 2．一质量为m的汽车绕弯道做半径为R的圆周运动，当汽车的角速度为时，其所受的向心力大小为（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】 由向心力公式可知 故选A。 3．如图所示，一小球在光滑的玻璃漏斗中做匀速圆周运动，轨迹如图中虚线所示，则下列关于小球的受力情况说法正确的是（　　） A．重力、漏斗壁的支持力、向心力 B．重力、摩擦力、漏斗壁的向心力 C．重力、漏斗壁的支持力，摩擦力 D．重力、漏斗壁的支持力 【答案】D 【解析】 向心力是效果力，受力分析时不做分析，光滑面无摩擦，故物体只受到重力和漏斗壁的支持力。向心力是这两个力的合力。故ABC错误，D正确。 故选D。 【解题技巧提炼】 1．向心力的基本概念 由前面的学习我们知道，物体做圆周运动时会有一个指向圆心的向心加速度，根据牛顿第二定律，力是产生加速度的原因，所以物体想要做圆周运动一定会需要一个指向圆心的力(合力)，这个力(合力)叫做向心力． 方向：总是沿着半径指向圆心，方向始终与速度方向垂直，故向心力产生的加速度会改变物体的运动方向，不会改变速度的大小． 大小：匀速圆周运动的加速度我们已经知道．，根据牛顿第二定律，可以得到向心力的大小，可见向心力的大小跟物体的质量m、半径r、线速度v、角速度以及周期T都有关系． 向心力的作用效果：只改变线速度的方向，不改变线速度的大小． 2．向心力的来源分析 (1)向心力的来源： 向心力是按力的作用效果命名的，是物体做圆周运动所需要的力．向心力可以由重力、弹力、摩擦力等单一力提供，也可以由几个力的合力提供，所以在做受力分析时要坚决避免再另外添加一个向心力． (2)向心力的确定： ①确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置． ②分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力． 题型二 水平面内的圆周运动 4．如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台之间的动摩擦因数均为，A的质量为，B、C质量均为，A、B离轴心距离为，C离轴心距离为，则当圆台旋转时（设A、B、C都没有滑动）（　　） A．物体C的向心加速度最小 B．物体B受到的静摩擦力最大 C．是C开始滑动的临界角速度 D．当圆台转速增加时，B比A先滑动 【答案】C 【解析】 A．物体未与圆盘发生相对滑动前，物体随着圆盘一起匀速圆周运动，角速度相同，根据向心力公式，物体C的转动半径最大，向心力最大，故A错误； B．物体随着圆盘一起匀速圆周运动，角速度相同，物体的静摩擦力提供向心力根据向心力公式可知，物体B受到的静摩擦力最小，故B错误； C．对物体C受力分析可知，当C物体刚好发生相对滑动时，静摩擦力达到最大 解得 故C正确； D．对物体C受力分析可知，物体发生相对滑动的临界角速度与质量无关，与转动半径有关，所以当圆台转速增加时，A和B一起滑动，故D错误。 故选C。 5．如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，则两物体的运动情况是（　　） A．两物体均沿切线方向滑动 B．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远 C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动 D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远 【答案】D 【解析】 当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，A物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，B物体靠指向圆心的静摩擦力和拉力的合力提供向心力，所以烧断细线，A物体所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需的向心力，要发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远。但是B物体所需向心力小于B物体的最大静摩擦力，所以B物体仍保持相对圆盘静止状态，做匀速圆周运动。 故选D。 6．如图所示，一小球在细绳作用下在水平面做匀速圆周运动，小球质量为m，细绳的长度为L，细绳与竖直方向的夹角为θ，不计空气阻力作用，则下列说法正确的是（   ） A．小球共受到三个力的作用 B．小球的向心力大小为mgsinθ C．小球受