课时作业(7) 第二章 第二节 第一课时 向心力（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（粤教版2019）

课时作业(7)　向心力 [对应学生用书P111] 1．如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的两个钢球，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所需的向心力之比为(　　) A．2∶1　　　　　　　 B．4∶1 C．1∶4 D．8∶1 D　[本题为皮带传动，a、b两轮边缘上的线速度相同，所以va＝vb.a、b两轮的半径之比为1∶2，根据v＝rω可知，＝＝，同轴传动中角速度相同，两个钢球的角速度与两个同轴的轮子的角速度相同，则＝，根据F＝mrω2可得＝，即两个钢球所需的向心力之比为8∶1，则A、B、C错误，D正确．] 2．荡秋千是儿童比较喜欢的一项休闲娱乐项目，如图所示为某儿童正在荡秋千，若忽略空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．该儿童在最低点位置时合力为零 B．该儿童在最高点位置时合力为零 C．该儿童从最低点到最高点的过程中向心力逐渐减小 D．该儿童从最低点到最高点的过程中向心力逐渐增大 C　[该儿童在最低点位置是圆周运动过程中的一点，具有加速度，合力不为零，A错误；当该儿童在到达最高点位置时，速度为零，加速度不为零，说明在最高点位置时，合力不为零，B错误；从最低点到最高点过程中，该儿童做圆周运动，速度逐渐减小，根据F＝m可知，向心力逐渐减小，C正确，D错误．] 3．质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上，杆上端套有一个质量为m的小球，今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动，角速度为ω，如图所示，则杆的上端受到的作用力大小为(　　) A．mω2R B． C． D．不能确定 C　[小球在重力和杆的作用力下做匀速圆周运动，这两个力的合力充当向心力必指向圆心，如图所示： 用力的合成法可得杆对球的作用力： F＝ ＝ ，根据牛顿第三定律，小球对杆的上端的作用力F′＝F，故C项正确．] 4．如图所示，物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动，物体B在水平方向所受的作用力有(　　) A．圆盘对B及A对B的摩擦力，两力都指向圆心 B．圆盘对B的摩擦力指向圆心，A对B的摩擦力背离圆心 C．圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力 D．圆盘对B的摩擦力和向心力 B　[以A、B整体为研究对象，受重力、圆盘的支持力及圆盘对B的摩擦力，重力与支持力平衡，摩擦力提供向心力，即摩擦力指向圆心．以A为研究对象，受重力、B的支持力及B对A的摩擦力，重力与支持力平衡，B对A的摩擦力提供A做圆周运动的向心力，即方向指向圆心，由牛顿第三定律，A对B的摩擦力背离圆心，所以物体B在水平方向受圆盘对B指向圆心的摩擦力和A对B背离圆心的摩擦力，故B项正确．] 5.链球运动员在将链球抛掷出去之前，总要双手抓住链条，加速转动几圈，如图所示，这样可以使链球的速度尽量增大，抛出去后飞行更远，在运动员加速转动的过程中，能发现他手中与链球相连的链条与竖直方向的夹角θ随链球转速的增大而增大，则以下几个图像中能描述ω与θ的关系的是(　　) D　[设链条长为L，链球质量为m，则链球做圆周运动的半径r＝L sin θ，向心力F＝mg tan θ，而F＝mω2r，由以上三式得ω2＝·，即ω2∝，故D项正确．] 6．太空探索是当前各个大国都在花重金打造的项目，在星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，从而导致宇航员身体不适，为缓解这种不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示．当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以感受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到上述目的，下列说法正确的是(　　) A．如果增大旋转舱的半径，则需要增大转动角速度 B．如果增大旋转舱的半径，则需要减小转动角速度 C．如果增大宇航员的质量，则需要增大转动角速度 D．如果增大宇航员的质量，则需要减小转动角速度 B　[宇航员在舱内受到的支持力与他站在地球表面时受到的支持力大小相等，mg＝mrω2，即g＝rω2，可见r越大，则ω越小，A错误，B正确；从结果可看出与宇航员质量无关，C、D错误．] 7．如图所示，质量相等的A、B两物体随竖直圆筒一起做匀速圆周运动，且与圆筒保持相对静止，下列说法中正确的是(　　) A．线速度vA＞vB B．运动周期TA＞TB C．筒壁对它们的弹力NA＝NB D．它们受到的摩擦力fA＝fB D　[A、B两物体随竖直圆筒一起做匀速圆周运动，具有共同的角速度，根据T＝可知，二者周期相等，故B错误；rA＜rB，根据v＝rω可知：vA＜vB，故A错误；运动过程中，弹力为其做圆周运动提供向心力，根据F＝mrω2可知，NA＜NB，故C错误；二者受静摩擦力，来平衡重力，故fA＝fB，D正确．] 8．如图所示，内壁光