6.2向心力（分层练习）-【教学无忧】2024-2025学年高一物理同步精品备课（人教版2019必修第二册）

本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，【【答案】】仅供参考 6.2 向心力 基础题组 一、探究向心力大小的表达式 1. (2024·山东邹城市一中月考)如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素。同学们用细绳系一个小沙袋在空气中甩动，使小沙袋在水平面内做圆周运动，来感受向心力。 (1)下列说法中正确的是________。 A.保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变 B.保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大 C.保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D.保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大 (2)如图，绳上离小沙袋重心40 cm处打一个绳结A，80 cm处打一个绳结B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据： 操作一：手握绳结A，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小。 操作二：手握绳结B，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小。 操作三：手握绳结A，使小沙袋在水平方向每秒运动2周，体会向心力的大小。 操作四：手握绳结A，再向小沙袋中添加少量沙子，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小。 操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动________有关； 操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与________有关； 操作四与一相比较：角速度、半径相同，向心力大小与________有关。 此种实验方法叫________法。 【答案】　(1)BD　(2)半径　角速度　质量　控制变量 【详解】　(1)保持质量、绳长不变，增大转速，由ω＝2πn知，角速度变大，绳对手的拉力将增大，故A错误，B正确；保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将变大，故C错误，D正确。 (2)本实验采取的方法是控制变量法 操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径有关； 操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度有关； 操作四与一相比较：角速度、半径相同，向心力的大小与质量有关。 2. 一物理兴趣小组利用向心力演示器探究物体做圆周运动时向心力大小与角速度、半径的关系。在保证重物的质量m和做圆周运动的角速度ω不变的情况下，改变重物做圆周运动的半径r，得到几组向心力大小Fn与半径r的数据，记录到表1中。 表1　向心力Fn与半径r的测量数据 次数 1 2 3 4 5 半径r/mm 50 60 70 80 90 向心力Fn/N 5.46 6.55 7.64 8.74 9.83 在保证重物的质量m和做圆周运动的半径r不变的情况下，改变重物做圆周运动的角速度ω，得到几组向心力大小Fn和角速度ω的数据，记录到表2中。 表2　向心力Fn与角速度ω的测量数据 次数 1 2 3 4 5 角速度ω/(rad·s－1) 6.8 9.3 11.0 14.4 21.8 向心力Fn/N 0.98 2.27 2.82 4.58 10.81 (1)根据上面的测量结果，分别在图甲和图乙中作出Fn－r图线和Fn－ω图线。 甲 乙 (2)若作出的Fn－ω图线不是直线，可以尝试作Fn－ω2图线，试在图丙中作出Fn－ω2图线。 丙 (3)通过以上实验探究可知，向心力与转动半径成________，与角速度的平方成________。 【答案】　(1)如图所示 (2)如图所示 (3)正比　正比 二、向心力的来源分析和计算 3.(2023·盐城市高一期末)如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法正确的是(　　) A.小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力 B.向心力由细线对小球的拉力提供 C.向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分力 D.向心力的大小等于 【答案】　C 【详解】　对小球受力分析可知，小球受到重力、细线的拉力两个力，这两个力的合力提供向心力，也可把拉力分解，拉力的水平分力提供向心力，如图所示，A、B错误，C正确；向心力的大小Fn=mgtan θ，D错误。 4.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是(　　) A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B.物体所受弹力和摩擦力都减小 C.物体所受弹力不变，摩擦力也不变 D.物体所受弹力增大，摩擦力不变 【答案】　D 【详解】　物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、竖直向上的静摩擦力、指向圆心的弹力，如图，重力G与静摩擦力Ff平衡，即G=Ff，与物体的角速度无关，因为弹力FN提供向心力，即FN=mrω2，所以当圆筒的角速度ω增大以后，需要的向心力变大，则物体所受弹力FN增大，故选D。 5.一个质量为0.1 kg的小球，用一长0.45 m的细绳拴着，绳的另一端系在O点，让小球从如图所示位置(绳水平伸直)从静止开始释放，运动到最低点时小球的速度为3 m/s。(小球视为质点，绳不可伸长，不计空气阻力，取g=10 m/s2) (1)分析小球运动到最低点时向心力的来源，画出小球受力示意图； (2)求小球到达最低点时绳对小球的拉力的大小。 【答案】　(1)见【【详解】】　(2)3 N 【详解】　(1)由题意可知，当小球运动到最低点时，小球受重力和绳的拉力2个力的作用，绳的拉力和小球的重力的合力提供向心力，小球受力示意图如图所示； (2)由(1)可知，小球到达最低点时，绳的拉力和小球的重力的合力提供向心力，FT-mg=m 则FT=mg+m=3 N。 三、变速圆周运动和一般的曲线运动 6.如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是(　　) A.当转盘匀速转动时，P所受摩擦力方向为c B.当转盘匀速转动时，P不受转盘的摩擦力 C.当转盘加速转动时，P所受摩擦力方向可能为a D.当转盘减速转动时，P所受摩擦力方向可能为b 【答案】　A 【详解】　转盘匀速转动时，物块P所受的重力和支持力平衡，摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力，故摩擦力方向为c，A项正确，B项错误；当转盘加速转动时，物块P做加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a方向的切向力，使线速度大小增大，故摩擦力可能沿b方向，不可能沿a方向，C项错误；当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有与a方向相反的切向力，使线速度大小减小，故摩擦力可能沿d方向，不可能沿b方向，D项错误。 7.(多选)(2024·南充市高一期中)如图，质量为m的熙熙小朋友(可视为质点)坐在秋千上自由摆动，摆动到最高点时悬线与竖直方向的夹角为30°，重力加速度大小为g，下列说法正确的是(　　) A.熙熙在最高点时的速度为零，所受合力为零 B.熙熙在最高点时，秋千对她的作用力为mg C.熙熙在最低点时，秋千对她的作用力为mg D.熙熙在最低点时的向心力最大 【答案】　BD 【详解】　在最高点时，速度为零，受力分析如图，可知F合=mgsin 30°=mg，F1=mgcos 30°=mg，故A错误，B正确；在最低点时，由牛顿第二定律可得Fn=F-mg=m，秋千对她的作用力为F=mg+m>mg，在最低点时，速度最大，向心力最大，故C错误，D正确。 能力提升 8. (2024·河南省周口市高一下月考)旱冰爱好者在地面上滑行如图所示，若他正沿圆弧弯道以不变的速率滑行，则他（    ） A. 做匀速运动 B. 所受的合力为0 C. 受到重力和向心力 D. 向心加速度方向不断变化 【答案】D 【解析】匀速圆周运动的速度方向是时刻改变的，故匀速圆周运动是变速运动，A错误；合力提供做圆周运动所需要的向心力，B错误；向心力是由沿半径方向的合力提供的，C错误；向心加速度大小不变，方向时刻改变，D正确。故选D。 9. (2024·广东佛山高一下阶段练习)如图，一水平赛车赛道两侧为圆弧，两赛车A、B分别经过图中两点，速度大小相同，当赛车转弯时，若车速过快容易发生侧滑，下列说法正确的是（　　） A. 赛车A的向心加速度比赛车B的大 B. 赛车A的角速度比赛车B的小 C. 赛车B比赛车A更容易发生侧滑 D. 为防止赛车侧滑，可以减小赛车和运动员的质量 【答案】A 【解析】由向心加速度公式知 ，由题知，两赛车A、B速度大小相同，则 越大，向心加速度越小，故 ，A正确；由角速度与线速度关系知 ，则 越大，角速度 越小，故 ，B错误；由向心力公式知 ，由题知，半径越小，所需向心力越大，故赛车A比赛车B更容易发生侧滑，C错误；赛车在转弯时由地面摩擦力提供赛车做圆周运动向心力，则 ，由公式知，防止赛车侧滑，与赛车和运动员的质量无关，D错误；故选A。 10. (2024·江苏淮安高一上期末)摆壶铃是现在热门的健身运动。如图所示，某人屈身保持姿势不变，两手握住壶铃摆动，将该运动视为以两肩连线为轴、在竖直平面内的圆周运动，则摆至最低点时（　　） A. 手对壶铃的作用力提供壶铃的向心力 B. 壶铃的向心力大小与线速度成正比 C. 手对壶铃的作用力与壶铃的重力是一对平衡力 D. 手对壶铃的作用力大小等于壶铃对手的作用力大小 【答案】D 【解析】手对壶铃的作用力以及壶铃重力沿半径方向的分力一起提供壶铃的向心力，故A错误；根据 ，可知壶铃的向心力大小与线速度大小的平方成正比，故B错误；壶铃不是处于平衡状态，手对壶铃的作用力与壶铃的重力不是一对平衡力，故C错误；手对壶铃的作用力与壶铃对手的作用力是一对相互作用力，大小相等，故D正确。故选D。 11. (2024·广东广州高一下期中)广州地标建筑“小蛮腰”的塔顶外环呈倾斜椭圆形，围绕着中心天线旋转，为世界上最高的横向摩天轮。把椭圆摩天轮近似看成圆形，摩天轮匀速转动时，坐在舱内水平座椅上的游客与摩天轮保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A. 每个座舱的线速度相同 B. 每个座舱的角速度相同 C. 每个游客的向心力大小相同 D. 游客可能不受到摩擦力作用 【答案】B 【解析】由题意可知，每个座舱跟随摩天轮匀速转动，具有相同大小的加速度，而每个座舱的运动方向不同，所以每个座舱的线速度不同，故A错误，B正确；根据 ，每个游客的的质量不同，所以每个游客的向心力不同，故C错误；游客的向心力由摩擦力提供向心力，所以游客一定受到摩擦力，故D错误。故选B。 12. (2024·山西太原高一下期中)荡秋千可简化为以下物理模型，轻绳固定悬点为O，长为L且不可伸长，轻绳拴连质量为m的小球，小球从左往右摆动，摆动到最低点时速度为v，不计阻力，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　） A. 小球在最低点时，轻绳的弹力为 B. 小球所受重力和弹力的合力提供向心力 C. 小球从最低点向右侧摆动的过程中，轻绳的弹力逐渐减小 D. 小球从左往右摆动过程中，摆到最低点时轻绳的弹力最大 【答案】CD 【解析】小球在最低点时，对小球进行受力分析可知轻绳的弹力和小球的重力的合力提供小球的向心力，即 ，整理可得轻绳的弹力为 ，故A错误；向心力的方向一定是指向圆周运动的圆心的，所以小球运动中所受重力和弹力的合力在指向圆心方向的分力提供向心力。故B错误；设绳与竖直方向夹角为 ，则有 ，即弹力为 ，在小球从最低点向右侧摆动的过程中，小球速度越来越小， 越来越大，则弹力逐渐减小。在小球从左往右摆动过程中，摆到最低点时速度最大，且 最小，此时弹力最大。故CD正确。故选CD。 13. (2024·山东聊城高一下期中)如图所示，一半径为r的圆形转盘放在水平放置的圆形餐桌上，转盘中心为O，在离转盘中心 处放置一质量为m的碟子（可视为质点）。现使转盘绕中心点O由静止开始转动，缓慢增加转盘转动的角速度，当转盘的角速度达到 时，碟子开始相对转盘滑动。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。则（　　） A. 碟子随转盘一起转动时，碟子受到的摩擦力方向与速度方向相反 B. 碟子与转盘间的摩擦因数为 C. 若将碟子放在转盘边缘，当转盘转动的角速度为 时，碟子开始相对转盘滑动 D. 将两个这种相同的碟子叠在一起放在离转盘中心 处，使碟子相对转盘开始滑动的角速度为 【答案】BC 【解析】碟子随转盘一起转动时，碟子受到的摩擦力提供碟子做圆周运动的向心力，故摩擦力方向指向圆心，A错误；当转盘的角速度达到 时，碟子开始相对转盘滑动，则 ，解得 ，B正确；若将碟子放在转盘边缘，碟子开始相对转盘滑动时，设转盘角速度为 ，则 ， ，代入得 ，C正确；将两个这种相同的碟子叠在一起放在离转盘中心 处，使碟子相对转盘开始滑动的角速度为 ，则 ，代入得 ，D错误；故选BC。 14. (2024·上海市晋元高一下月考)在“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验中，某同学采用了图（a）所示的实验装置。 （1）图（a）中通过        测出向心力 ，通过     测出通过挡光片的瞬时速度 ，通过        上的刻度读出砝码的运动半径r（均选填图中序号）； （2）该同学若想探究向心力与角速度的关系，应该保持        不变； （3）某次实验中，该同学测得半径 ，在（2）的基础上通过改变线速度v，测出了五组F、v数据，并通过计算得到了对应的角速度 的数值，如下表：表格中第5组数 的数值为        。 （4）结合表中数据，为了得到向心力与角速度的关系应作        （选填 或 ） （5）若已知向心力公式，由表格中数据可得砝码的质量m       kg（结果保留一位有效数字）。 【答案】 ① ⑦ ④ 砝码质量和半径 4.0 0.2 【解析】（1）图中通过力传感器①测量向心力F，通过速度传感器⑦测量通过挡光片的瞬时速度，通过④上的刻度读出砝码运动半径。 （2）根据 ，可知，若想探究向心力与角速度的关系，应该保持砝码质量和半径不变。 （3）根据 ，可知 。 （4）计算 以及 通过计算可知 与 成正比，应该作 图像 （5）根据 ，可知 15. (2023·上海宝山高一下期中)小名同学在食堂吃饭，看到电风扇开起来以后，灯在桌上的投影忽明忽暗，于是他想到了一种用光传感器测量角速度的方法。他打开实验室的日光灯，将手机放在“向心力实验装置”下方桌面上，如下左图。让悬臂匀速转动，打开手机软件记录光强的变化（如下图），当悬臂挡住光线时，传感器的示数会明显减小，形成一个谷。 （1）在同样转速下，手机中光传感器的位置离转轴越近，测到的周期           （填“不变”、“越大”、“越小”） （2）放大0-20秒内的数据如图，测得图中的两个峰的时间差值为17.166 s，它们之间有33个谷。则这段时间内悬臂转动的角速度为           rad/s（保留两位有效数字）。 （3）物体位置不变，小名在约22秒时调了一次转速，如图所示。 由图可知前后两次转动的角速度之比约为           ，动能之比约为           （此问均选填以下字母）。 A．             B．             C．             D． E．             F．             G．             H． （4）小名同学控制物体质量m、半径r不变，得到力传感器示数F和角速度 的关系图是一条关于纵轴对称的抛物线（如右上图），但顶点 不在原点，则可能的原因是           ，为了得到过原点的斜直线，小名同学应该画出横轴为           、纵轴为           的图。 【答案】 不变 6.0 E F 传感器未调零 【解析】（1）根据 ，可知在同样转速下，手机中光传感器的位置离转轴越近，测到的周期不变。 （2）测得图中的两个峰的时间差值为17.166 s，它们之间有33个谷，一个周期内应有两个谷，则周期为 ，这段时间内悬臂转动的角速度为 。 （3）由图可知 内大约有5个周期 ， 内大约有2.5个周期 ，则周期之比为 ，根据 ，可知前后两次转动的角速度之比约为 ，故选E；根据 ， ，可知前后两次转动物体的动能之比约为 ，故选F。 （4）小名同学控制物体质量m、半径r不变，得到力传感器示数F和角速度 的关系图是一条关于纵轴对称的抛物线，但顶点 不在原点，则可能的原因是：力传感器未调零，在角速度为零时，传感器已经有了一定的示数 ；根据 ，可得 ，为了得到过原点的斜直线，小名同学应该画出横轴为 、纵轴为 的图。 9. (2024·黑龙江哈尔滨高一下阶段练习)如图所示，有一根细线悬挂质量 的小球，小球在圆筒内部的水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角 ，圆筒的半径 ，小球离圆筒底的高度为 ，小球可看作是质点， ，求： （1）当圆筒对小球恰好没有支持力时，小球的角速度大小； （2）若小球以第（1）问中的角速度做匀速圆周运动，某一时刻突然剪断细线，求小球落到圆筒底面过程中转过的圈数； （3）若小球以第（1）问中的角速度做匀速圆周运动，某一时刻剪断细线，同时对小球施加 的水平恒力，水平恒力方向与绳断瞬间小球速度方向垂直。求小球第一次击中圆筒内壁时位移大小。 【答案】（1） （2） 圈（3） 【解析】（1）当圆筒对小球恰好没有支持力时，由 ，可知小球的角速度为 。 （2）剪断细线时，小球在竖直方向做匀加速直线运动，在竖直方向有 ，又 ，代入数值可得转过的圈数为 。 （3）若小球以第（1）问中的角速度做匀速圆周运动，则线速度为 ，此时剪断细线，同时对小球施加 的水平恒力，加速度为 ，由类平抛规律可得 ， ，由于当 时 ，则 ，故小球第一次击中圆筒内壁时，水平方向位移为 ，竖直位移为 。故小球第一次击中圆筒内壁时位移大小为 。 【【答案】】第2页 总2页 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，【【答案】】仅供参考 6.2 向心力 基础题组 一、探究向心力大小的表达式 1. (2024·山东邹城市一中月考)如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素。同学们用细绳系一个小沙袋在空气中甩动，使小沙袋在水平面内做圆周运动，来感受向心力。 (1)下列说法中正确的是________。 A.保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变 B.保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大 C.保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D.保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大 (2)如图，绳上离小沙袋重心40 cm处打一个绳结A，80 cm处打一个绳结B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据： 操作一：手握绳结A，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小。 操作二：手握绳结B，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小。 操作三：手握绳结A，使小沙袋在水平方向每秒运动2周，体会向心力的大小。 操作四：手握绳结A，再向小沙袋中添加少量沙子，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小。 操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动________有关； 操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与________有关； 操作四与一相比较：角速度、半径相同，向心力大小与________有关。 此种实验方法叫________法。 2. 一物理兴趣小组利用向心力演示器探究物体做圆周运动时向心力大小与角速度、半径的关系。在保证重物的质量m和做圆周运动的角速度ω不变的情况下，改变重物做圆周运动的半径r，得到几组向心力大小Fn与半径r的数据，记录到表1中。 表1　向心力Fn与半径r的测量数据 次数 1 2 3 4 5 半径r/mm 50 60 70 80 90 向心力Fn/N 5.46 6.55 7.64 8.74 9.83 在保证重物的质量m和做圆周运动的半径r不变的情况下，改变重物做圆周运动的角速度ω，得到几组向心力大小Fn和角速度ω的数据，记录到表2中。 表2　向心力Fn与角速度ω的测量数据 次数 1 2 3 4 5 角速度ω/(rad·s－1) 6.8 9.3 11.0 14.4 21.8 向心力Fn/N 0.98 2.27 2.82 4.58 10.81 (1)根据上面的测量结果，分别在图甲和图乙中作出Fn－r图线和Fn－ω图线。 甲 乙 (2)若作出的Fn－ω图线不是直线，可以尝试作Fn－ω2图线，试在图丙中作出Fn－ω2图线。 丙 (3)通过以上实验探究可知，向心力与转动半径成________，与角速度的平方成________。 二、向心力的来源分析和计算 3.(2023·盐城市高一期末)如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法正确的是(　　) A.小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力 B.向心力由细线对小球的拉力提供 C.向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分力 D.向心力的大小等于 4.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是(　　) A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B.物体所受弹力和摩擦力都减小 C.物体所受弹力不变，摩擦力也不变 D.物体所受弹力增大，摩擦力不变 5.一个质量为0.1 kg的小球，用一长0.45 m的细绳拴着，绳的另一端系在O点，让小球从如图所示位置(绳水平伸直)从静止开始释放，运动到最低点时小球的速度为3 m/s。(小球视为质点，绳不可伸长，不计空气阻力，取g=10 m/s2) (1)分析小球运动到最低点时向心力的来源，画出小球受力示意图； (2)求小球到达最低点时绳对小球的拉力的大小。 三、变速圆周运动和一般的曲线运动 6.如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是(　　) A.当转盘匀速转动时，P所受摩擦力方向为c B.当转盘匀速转动时，P不受转盘的摩擦力 C.当转盘加速转动时，P所受摩擦力方向可能为a D.当转盘减速转动时，P所受摩擦力方向可能为b 7.(多选)(2024·南充市高一期中)如图，质量为m的熙熙小朋友(可视为质点)坐在秋千上自由摆动，摆动到最高点时悬线与竖直方向的夹角为30°，重力加速度大小为g，下列说法正确的是(　　) A.熙熙在最高点时的速度为零，所受合力为零 B.熙熙在最高点时，秋千对她的作用力为mg C.熙熙在最低点时，秋千对她的作用力为mg D.熙熙在最低点时的向心力最大 能力提升 8. (2024·河南省周口市高一下月考)旱冰爱好者在地面上滑行如图所示，若他正沿圆弧弯道以不变的速率滑行，则他（    ） A. 做匀速运动 B. 所受的合力为0 C. 受到重力和向心力 D. 向心加速度方向不断变化 9. (2024·广东佛山高一下阶段练习)如图，一水平赛车赛道两侧为圆弧，两赛车A、B分别经过图中两点，速度大小相同，当赛车转弯时，若车速过快容易发生侧滑，下列说法正确的是（　　） A. 赛车A的向心加速度比赛车B的大 B. 赛车A的角速度比赛车B的小 C. 赛车B比赛车A更容易发生侧滑 D. 为防止赛车侧滑，可以减小赛车和运动员的质量 10. (2024·江苏淮安高一上期末)摆壶铃是现在热门的健身运动。如图所示，某人屈身保持姿势不变，两手握住壶铃摆动，将该运动视为以两肩连线为轴、在竖直平面内的圆周运动，则摆至最低点时（　　） A. 手对壶铃的作用力提供壶铃的向心力 B. 壶铃的向心力大小与线速度成正比 C. 手对壶铃的作用力与壶铃的重力是一对平衡力 D. 手对壶铃的作用力大小等于壶铃对手的作用力大小 11. (2024·广东广州高一下期中)广州地标建筑“小蛮腰”的塔顶外环呈倾斜椭圆形，围绕着中心天线旋转，为世界上最高的横向摩天轮。把椭圆摩天轮近似看成圆形，摩天轮匀速转动时，坐在舱内水平座椅上的游客与摩天轮保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A. 每个座舱的线速度相同 B. 每个座舱的角速度相同 C. 每个游客的向心力大小相同 D. 游客可能不受到摩擦力作用 12. (2024·山西太原高一下期中)荡秋千可简化为以下物理模型，轻绳固定悬点为O，长为L且不可伸长，轻绳拴连质量为m的小球，小球从左往右摆动，摆动到最低点时速度为v，不计阻力，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　） A. 小球在最低点时，轻绳的弹力为 B. 小球所受重力和弹力的合力提供向心力 C. 小球从最低点向右侧摆动的过程中，轻绳的弹力逐渐减小 D. 小球从左往右摆动过程中，摆到最低点时轻绳的弹力最大 13. (2024·山东聊城高一下期中)如图所示，一半径为r的圆形转盘放在水平放置的圆形餐桌上，转盘中心为O，在离转盘中心 处放置一质量为m的碟子（可视为质点）。现使转盘绕中心点O由静止开始转动，缓慢增加转盘转动的角速度，当转盘的角速度达到 时，碟子开始相对转盘滑动。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。则（　　） A. 碟子随转盘一起转动时，碟子受到的摩擦力方向与速度方向相反 B. 碟子与转盘间的摩擦因数为 C. 若将碟子放在转盘边缘，当转盘转动的角速度为 时，碟子开始相对转盘滑动 D. 将两个这种相同的碟子叠在一起放在离转盘中心 处，使碟子相对转盘开始滑动的角速度为 14. (2024·上海市晋元高一下月考)在“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验中，某同学采用了图（a）所示的实验装置。 （1）图（a）中通过        测出向心力 ，通过     测出通过挡光片的瞬时速度 ，通过        上的刻度读出砝码的运动半径r（均选填图中序号）； （2）该同学若想探究向心力与角速度的关系，应该保持        不变； （3）某次实验中，该同学测得半径 ，在（2）的基础上通过改变线速度v，测出了五组F、v数据，并通过计算得到了对应的角速度 的数值，如下表：表格中第5组数 的数值为        。 （4）结合表中数据，为了得到向心力与角速度的关系应作        （选填 或 ） （5）若已知向心力公式，由表格中数据可得砝码的质量m       kg（结果保留一位有效数字）。 15. (2023·上海宝山高一下期中)小名同学在食堂吃饭，看到电风扇开起来以后，灯在桌上的投影忽明忽暗，于是他想到了一种用光传感器测量角速度的方法。他打开实验室的日光灯，将手机放在“向心力实验装置”下方桌面上，如下左图。让悬臂匀速转动，打开手机软件记录光强的变化（如下图），当悬臂挡住光线时，传感器的示数会明显减小，形成一个谷。 （1）在同样转速下，手机中光传感器的位置离转轴越近，测到的周期           （填“不变”、“越大”、“越小”） （2）放大0-20秒内的数据如图，测得图中的两个峰的时间差值为17.166 s，它们之间有33个谷。则这段时间内悬臂转动的角速度为           rad/s（保留两位有效数字）。 （3）物体位置不变，小名在约22秒时调了一次转速，如图所示。 由图可知前后两次转动的角速度之比约为           ，动能之比约为           （此问均选填以下字母）。 A．             B．             C．             D． E．             F．             G．             H． （4）小名同学控制物体质量m、半径r不变，得到力传感器示数F和角速度 的关系图是一条关于纵轴对称的抛物线（如右上图），但顶点 不在原点，则可能的原因是           ，为了得到过原点的斜直线，小名同学应该画出横轴为           、纵轴为           的图。 9. (2024·黑龙江哈尔滨高一下阶段练习)如图所示，有一根细线悬挂质量 的小球，小球在圆筒内部的水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角 ，圆筒的半径 ，小球离圆筒底的高度为 ，小球可看作是质点， ，求： （1）当圆筒对小球恰好没有支持力时，小球的角速度大小； （2）若小球以第（1）问中的角速度做匀速圆周运动，某一时刻突然剪断细线，求小球落到圆筒底面过程中转过的圈数； （3）若小球以第（1）问中的角速度做匀速圆周运动，某一时刻剪断细线，同时对小球施加 的水平恒力，水平恒力方向与绳断瞬间小球速度方向垂直。求小球第一次击中圆筒内壁时位移大小。 【【答案】】第2页 总2页 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$