课后提升练(6) 向心力（Word练习）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019）

课后提升练(六)　向心力 [对应学生用书P139] 1．物体做匀速圆周运动的条件是(　　) A．有一定的初速度，且受到一个始终与初速度垂直的恒力作用 B．有一定的初速度，且受到一个大小不变、方向变化的力的作用 C．有一定的初速度，且受到一个方向始终指向圆心的力的作用 D．有一定的初速度，且受到一个大小不变、方向始终和速度垂直的合力作用 D　解析：做匀速圆周运动的物体，必须受到一个大小不变、方向时刻指向圆心的合力的作用，且向心力等于合力，D正确。 2．(多选)如图所示，四辆相同的小“自行车”固定在四根水平横杆上，四根杆子间的夹角均保持90°不变，且可一起绕中间的竖直轴转动。当小“自行车”的座位上均坐上小孩并一起转动时，他们的(　　) A．角速度相同 B．线速度相同 C．周期相同 D．所需向心力大小相同 AC　解析：小自行车在同轴转动过程中，转动的周期相等，因此角速度相同，A、C正确；根据v＝rω可知，小自行车线速度大小相等，但方向不同，B错误；由于不知道小朋友的质量关系，所以根据Fn＝mrω2可知，向心力大小关系不确定，D错误。 3．在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江，若把这滑铁索过江简化成如图所示的模型，铁索的两个固定点A、B在同一水平面内，A、B间的距离为L＝80 m，铁索的最低点离A、B连线的垂直距离为H＝8 m，若把铁索看作是圆弧，已知一质量m＝52 kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点时的速度为10 m/s，那么(　　) A．人在整个铁索上的运动可看成是匀速圆周运动 B．可求得铁索的圆弧半径为100 m C．人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为570 N D．人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为50 N C　解析：人借助滑轮下滑过程中，其速度是逐渐增大的，因此人在整个铁索上的运动不能看成匀速圆周运动；设圆弧的半径为r，由几何关系，有(r－H)2＋L2＝r2，解得r＝104 m；人在滑到最低点时，由受力分析可得FN－mg＝m，解得FN＝570 N，C正确。 4．绕中心轴O旋转的水平转台上有质量相等的A、B两个小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台静止，其位置如图所示(俯视图)，两小物块与转台间的最大静摩擦力均为f0，则两小物块所受摩擦力FA、FB随转台角速度的平方(ω2)的变化关系正确的是(　　) B　解析：设A、B到圆心O的距离分别为r1、r2。当ω大于一定值时，细线中出现拉力T，对物块A：T＝0时，FA＝mω2r1；T>0后，FA－T＝mω2r1。而对物块B满足T＋f0＝mω2r2，联立得FA＝mω2(r1＋r2)－f0，所以T>0后直线斜率比T＝0时大，当转台对A的摩擦力达到最大静摩擦力后，若转台角速度再增大，则A、B将相对转台滑动，故A错误，B正确；若细线不存在，则由f0＝mω2r及r1＜r2可知，A、B两物块相对转台滑动的临界角速度满足ωA>ωB，即物块B所受摩擦力先达到最大值，随后在一段时间内保持最大摩擦力不变，故C、D错误。 5．如图所示，一辆轿车正在水平路面上做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A．水平路面对轿车弹力的方向斜向上 B．静摩擦力提供向心力 C．重力、支持力的合力提供向心力 D．轿车受到的重力、支持力和摩擦力的合力为0 B　解析：水平路面对轿车的弹力方向竖直向上，故A错误；在竖直方向重力和支持力相互平衡，轿车做圆周运动靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力，轿车受到的重力、支持力和摩擦力的合力不为0，故B正确，C、D错误。 6．(多选)如图所示，在水平转台上放一个质量m1＝2 kg的木块，它与转台间最大静摩擦力Ffmax＝6.0 N，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O(孔光滑)，另一端悬挂一个质量m2＝1.0 kg的物体，当转台以角速度ω＝5 rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可以是(g取10 m/s2，m1、m2均视为质点)(　　) A．0.04 m B．0.08 m C．0.16 m D．0.50 m BC　解析：木块所受的摩擦力和绳子的拉力的合力提供向心力，摩擦力方向指向点O时，有m2g＋Ffmax＝m1ω2r1，解得最大半径r1＝ m＝0.32 m，摩擦力方向背离点O时，有m2g－Ffmax＝m1ω2r2，解得最小半径r2＝ m＝0.08 m，故B、C正确，A、D错误。 7．如图所示是“DIS向心力实验器”，当质量为m的砝码随旋转臂一起在水平面内做半径为r的圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆(挡光杆的挡光宽度为Δs，旋转半径为R)每经过光电门一次，力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。 (1)某次旋转过程中挡光杆经过光电门时的遮光时间为Δt，则角