第6章 第2节 向心力-【重难点手册】2024-2025学年高中物理必修第二册同步练习题（人教版2019 浙江专用）

练习册参考答案与解析么 (3)第二滴水与0点的距离为有=之ad+(a=是a, 应选择两个质量相同的小球，为了使角速度相等，要选 择半径相同的两个塔轮，为了使圆周运动的半径不相 第三滴水与0点的距离为4=号a(2)P+(a· 等，两个小球分别放在挡板C与挡板B处.(3)设轨迹 21)=4a,又△0==1.5π，即第二滴水和第三滴水 半径为r,塔轮半径为R,根据公式F=mur,v=Ra, 分别滴落在圆盘上的x轴方向及垂直于x轴的方向 解得R=√俨，左，右两边塔轮的半径之比为是- 上，所以+=r,即（受）广十(4如)产=2，解得a 匹.F=2 爱 6.BD【解析】A,B两物体随竖直圆筒一起做匀速圆周 第2节向心力 运动，A=,R1<R:,根据U=R可知线速度A< 1D【解析】物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是 ,故A错误：因为A,B两物体随竖直圆筒一起做匀 由外界提供的，不是由物体本身产生的，A错误：匀速 速圆周运动，@1=s,根据T=红知运动周期TA= 圆周运动中由合力提供向心力，变速圆周运动中合力 TB,故B正确：筒壁对它们的弹力提供向心力，R:< 与向心力是不同的，B错误：向心力始终指向圆心，方 Rs,根据向心力公式N=mR可知筒壁对它们的弹 向时刻在改变，即向心力是变化的，C错误：向心力的 力Na<Ng,故C错误：A,B两物体与圆简保持相对静 方向与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度 止，竖直方向受力平衡，摩擦力和重力相等，mA=, 的方向，D正确。 根据平衡条件f=mg,可知fA=∫，故D正确， 2.D【解析】飞机在最低点做圆周运动，飞行员能承受的 7.BD【解析】对甲、乙分析，两者做圆周运动，相同时问 力最大不得超过8mg才能保证飞行员的安全，设飞机 内转过的角度相等，即两人的角速度相同，则有F 给飞行员竖直向上的力为R,则有R、一mg=m号 m甲，F=2ar乙，根据题意有r印十r之=L,解得 且Fv≤8mg,解得=40√35m/s,放飞机在最低点 /23 w一V0ad/s,B正确：根据上述分析解得m= P的速率不得超过40√35m/% 0.3m,rz=0.6m,C错误，D正确：根据m=a甲， 3.D【解析】要使小物块不下滑，则小物块在竖直方向上 吃=u2,解得2娜=吃，即两人的线速度不相等，A 受力平衡，有∫=mg,当摩擦力正好等于最大摩擦力 错误 时，圆简转动的角速度取最小值，筒壁对小物块的支 8.CD【解析】盒子经过最高点A时与小球间恰好无作 持力提供向心力，根据向心力公式得N=r,而f 用力，此时对球进行受力分析，重力提供向心力，有g= N,联立解得m√ 尺则该盒子做匀速圆周运动的线速度为=√乐，A 4.CD【解析】对小球进行受力分析，它受重力和绳子拉 力的作用，向心力是指向圆心方向的合力，因此，可以 锅：盒子做的匀速圆运动的周期为-密-2红√受。 说是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以说是各力 B错误：盒子经过最低点C时，对球进行受力分析，支 沿绳方向的分力的合力. 持力与重力的合力提供向心力，有N一mg=m发，解 5.(1)C.(2)相同：B.(3)2:1. 得N=2mg,C正确：盒子经过与圆心O等高的B点 【解析】(1)在该实验中，主要利用了控制变量法来探究 时，球受到盒子左壁的水平向右的压力F,提供向心 向心力与质量、半径、角速度的关系，故选C(2)根据 F=mwr,探究向心力的大小与圆周运动半径的关系， 力，有F=m发=mg,根据牛顿第三定律可知，小球 11 重雅⑤手册高中物理必修第二册)（浙江专用】 对盒子左壁的压力大小为F=F,=mg,D正确。 细绳拉力大小不变，则有乃=m节，因为F=号F, 9.A【解析】设三个小球的质量均为m,小车突然停止运 动，C受到小车右侧壁的作用停止运动，则此时悬线张 可得=名1dr=1,-=1一名1=名，即两钉 力与C的重力大小相等，即F。一mg,A和B由于惯性 子间的距离为绳长的合 会向右摆动，将做圆周运动，根据牛顿第二定律可得此 (2)由题图(b)可知，小球在第一个半圈经历时问为6s, 时悬挂A,B的悬线张力大小为F,=F=mg十m艺， 则有女=6，小球在第二个半调经历时间为(=也= 代人数据解得Fa:Fm·F=3:3:2. 10.AD【解析】小球所受合力提供匀速圆周运动的向心 后1=5s,在1一10.5s时，小球在转第二个半圈，则有 力，即F台=mR,故A正确，B错误：小球受重力和 细绳的拉力大小为6N 杆对它的作用力F,根据力的合成有F一(mg)= (3)小球转第三个半圈的时间？=出=号1=4s,在 路，所以F=mVg十mR,故C错误，D正确， 1L.C【解析】过山车恰好经过半径为R,轨道的最高点， 1=125:时，小球转动的半径为一号L,解得细绳的 由牛顿第二定律得g=m后，解得=√R,以同 拉力大小为F=m 文3m时d3F=÷X 3 样的速度通过半径为R:轨道的最高点时有mg十 5N=7.5N F=m尺，由于R=3R,解得R=2mg,故ABD错 第3节向心加速度 误，C正确。 1.BC【解析】向心加速度是描述做圆周运动的物体线速 12.设细线与竖直方向的夹角为0，由几何知识可得 度方向变化快慢的物理量，向心加速度越大，说明做圆 cos0=亚=0.8 周运动的物体线速度的方向变化越快，A错误，B正 确：向心加速度的方向始终与线速度的方向垂直，C正 设绳子的拉力大小为T,对Q根据平衡条件可得 确：在匀速圆周运动中向心加速度的方向不断变化，不 Teos 0=Mg. 是恒量，D错误， P在竖直方向上受力平衡，可得其所受水平细杆的支 2.C【解析】悬线与钉子碰撞前后，线的拉力始终与小球 持力大小为N=mg+Tcos=(M+m)g, 运动方向垂直，小球的线速度不变，A错误，C正确：当 当ω取最小值，时，P所受摩擦力方向水平向右，根 据牛顿第二定律可得Tsin-:N=mwL, 半径减小时，由公式，一号，可知圆周运动的半径为原 解得o=ad人 来的一半，则角速度是原来的2倍，B错误：在最低点， 当m取最大值：时，P所受摩擦力方向水平向左，同 由公式=号，碰到钉子后半径变为原来的一半，小 理可得Tsin0十V=maL, 球的向心加速度突然增大，D错误。 3.AC【解析】根据v=w知A,B的线速度之比等于半 解得m=rad 3 径之比，所以：g=3:1,B、C线速度相等，所以 故如的取值范围是 3ad/s≤ws6亚 rad/s. :m:化=3：1：1，B错误：B点和C点具有相同 3 大小的线速度，根据=@知B,C两点的角速度与半 13.(1)设细绳长为L,由题图(b)可知，在0~6s时间内 径成反比，所以m=r:m=2:1,而A点和B 第绳拉力大小不变，可知F=m二，6一10s时间内 点其有相同的角速度，得：加：=2：2：1，故C 12第六章圆周运动么 第2节 向心力 一A基础过关练 测试时间：15分钟 A.绳的拉力 1.下列关于向心力的说法正确的是( B.重力和绳拉力的合力 A.物体由于做圆周运动而产生了向心力 C.重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力 B.向心力就是物体受到的合力 D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力 C.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 5.(2024·浙江温岭二中月考)用如图所示的向 D.向心力改变做圆周运动的物体的速度方向 心力演示器探究向心力大小的表达式.已知小 2.飞机由俯冲转为上升的一段轨迹可以看成圆 球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之 弧，如图所示，如果这段圆弧的半径r=800m, 比为1：2：1，回答以下问题： 飞行员能承受的力最大为自身重力的8倍，则 标尺 弹簧测 飞机在最低点P的速率不得超过(g=10m/s2) 力筒 小球 点 长槽 变速塔轮 短槽 变速塔轮 传动皮带 手衲 (1)在该实验中，主要利用了 来探究 A.80√10m/s B.80√35m/s 向心力与质量、半径、角速度之间的关系 C.40V10m/s D.40√35m/s A.理想实验法 B.微元法 3.(2024·浙江湖州中学期中)如图所示，半径为 C.控制变量法 D.等效替代法 r的圆筒绕竖直中心轴OO转动，小物块a靠 (2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系 在圆筒的内壁上，它与圆筒间的动摩擦因数为 时，应选择两个质量 (填“相同”或 “.现要使小物块不下滑，则圆筒转动的角速度 “不同”)的小球，分别放在挡板C与挡板 仙至少为( (填“A”或“B”)处 (3)当用两个质量相等的小球做实验，将小球 分别放在挡板B和挡板C处，B与C的半 径之比为2：1，转动时发现左、右标尺上露 出的红白相间的等分格数之比为1：2，则 B.烟 p. 传动皮带所挂的左、右两边塔轮的半径之 比为 4.(多选)如图所示，一小球用 细绳悬挂于O点，将其拉离 B综合提能练 测试时间：30分钟 竖直位置一个角度后释放， 6.(2024·浙江嘉兴一中月考)（多选）如图所示， 则小球以O点为圆心做圆 质量相等的A、B两物体随竖直圆筒一起做匀 周运动，运动中小球所需的 速圆周运动，且与圆筒保持相对静止，下列说 向心力是(. 法中正确的是(). 21 重难念手丽高中物理必修第二册)（浙江专用） B该盒子做匀速圆周运动的周期为2红、√尺 C,盒子经过最低点C时与小球之间的作用力 大小为2mg D.盒子经过与圆心O等高的B点时，小球对 A.线速度UA>阳 盒子左壁的压力大小为mg B.运动周期TA=T: 9.如图所示，完全相同的三个小球A、B、C均用 C,筒壁对它们的弹力N=V 长为L=0.8m的细绳悬于小车顶部，小车以 D.它们受到的摩擦力fA=f o=2m/s的速度匀速向右运动，A、C两球与 7.(2024·河南郑州外国语学校期末)（多选）如 小车左、右侧壁接触，由于某种原因，小车的速 图所示，甲、乙两名溜冰运动员面对面拉着弹 度突然减为O,此时悬线张力之比F1:F:: 簧测力计在水平冰面上做圆周运动的溜冰表 Fc为（重力加速度g取10m/s2)(). 演，两人相距L=0.9m,mm=80kg,mz三 A.3:3:2 B.2:3:3 40kg,弹簧测力计的示数F=9.2N,不计冰面 C.1:1:1 D.1:2:2 摩擦与空气阻力，下列判断正确的是( ）. 2>甲 第9题图 第10题图 A.两人的线速度相同，约为40m/s 10.(2024·浙江杭州二中月考)（多选）如图所 /23 B.两人的角速度相同，为，√6rad/s 示，质量不计的轻质弹性杆插入桌面上的小 孔中，杆的另一端固定一质量为m的小球，现 C.两人的运动半径相同，都是0.45m 使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运 D.两人的运动半径不同，甲为0.3m,乙为0.6m 动，角速度为，则下列说法正确的是( 8.(2024·重庆南开中学期末)（多选）如图所示， A.小球所受的合外力大小为mwR 质量为m的小球置于内表面光滑的正方体盒 子中，盒子的棱长略大于球的直径.某同学拿 B.小球所受的合外力大小为m√g+wR 着这个盒子在竖直面内做半径为R的匀速圆 C.小球对杆作用力的大小为m√g一mR 周运动，盒子在运动过程中不发生转动，已知 D.小球对杆作用力的大小为m√g2十，R 重力加速度为g,盒子经过最高点A时与小球 11.如图，过山车的部分轨道可简化为半径为R1、 间恰好无作用力.以下说法正确的是( R的圆，其底部位于同一水平面上，R= 3R2.质量为m的一节过山车（可简化为质点）》 以某一速度滑上半径为R1的轨道时，恰好能 通过轨道的最高点.若过山车通过轨道R的 最高点时速度恰好与通过R,的最高点时相 等，则过山车通过R2的最高点时对轨道的压 A.该盒子做匀速圆周运动的线速度为√②gR 力为(). 22 第六章国周运动收组 C强基突破练 测试时间：10分钟 13.如图(a)所示，A、B为钉在光滑水平面上的两 根铁钉，小球C用细绳拴在铁钉B上（细绳能 A.0 B.mg C.2mg D.3mg 承受足够大的拉力)，A、B、C在同一直线上 12.(2024·湖南长沙明德中学高一阶段测试)如 1=0时，给小球一个垂直于绳的速度，使小球 图所示，两小球P、Q用不可伸长的细线连 绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动.在0≤ 接，分别穿在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆 ≤10s时间内，细绳的拉力随时间变化的规 上，球P的质量为m=0.1kg,球Q的质量为 律如图(b)所示，求： M=0.3kg,两球均可视为质点.当整个装置 (1)两钉子间的距离为绳长的几分之几？ 以竖直杆为轴以角速度，匀速转动时，两金 (2)1=10.5s时细绳的拉力大小 属球始终与杆在图示位置保持相对静止.已 (3)1=12.5s时细绳的拉力大小 AFN 知球P与竖直杆之间距离为L,=0.75m,细 a 线长度为L=1.25m,球P与水平杆之间的 C 动摩擦因数=0.5，最大静摩擦力等于滑动 5610 15 摩擦力，重力加速度g=10m/s2.求w的取值 (a) (b) 范围。 23