第六章 微专题实验 探究向心力大小的表达式-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019)

小为F侧=m2×3弘。=2风。，由力的关系可知，圆盘对小物块 竖直方向不是匀速运动，故C错误；D.Q点相对于O点在水 的摩擦力大小为5以。，小于最大静摩擦力2以。，此时物块 平方向的位置x关于时间t的关系为x=l· P、Q不会发生滑动，故D错误故选ABC c=(名+s）Hm,则可看出Q点在水平方向是变速运动，故 微专题实验：探究向心力大小的表达式 D错误故选B. 黑型专题强化 第4节生活中的圆周运动 1.(1)8C(2)D(3)C(4)D 白题基础过关 2(42A(2r(A2 1 d (3) (△)7 1.B解析：A列车受到重力和轨道的支持力作用，向心力只是 效果力，不是实际受到的力，故A错误；B若列车以大于的 解析：(1)滑块运动的线速度。是，滑块做匀速圆周运动的 速度通过该圆弧轨道，则重力和支持力的合力不足以提供所 周期T-2m_2ar4 需的向心力，车轮将侧向挤压外轨，故B正确：C根据牛顿第 d 02 二定律可得mgtan0=mR,可得=√gRan6,可知列车空 (2)由F=m二，可得m=(A) 2 载时仍以。的速度通过该圆弧轨道，车轮对铁轨没有侧向挤 m 压，故C错误；D.当列车以v的速度通过该圆弧轨道时，竖直 (3)由F=m,= -·(△)2，可知若以F为纵轴，要 方向根据受力平衡可得m0=mg,解得N-二。故D错 得到线性图像，则横轴所代表的物理量为 4)7 误故选B. 2.C解析：A向心力是一种效果力，是由其他力或者其他力沿 第3节向心加速度 半径方向的合力提供，实际上不存在，可知汽车转弯时受到 白题基础过关 重力、弹力、摩擦力作用，故A错误：B.汽车转弯速度大小 1.A2.A3.D4.D 为20m时所需的向心力F=m二-20x10×2 r 0N=1.0x 5.C解析：游客在竖直方向上受力平衡，则有uN=mg,水平方 10N,故B错误：C.路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4× 向有N=ma,联立解得a=g,故选C 10N,根据上述可知汽车转弯速度大小为20m/s时所需的 向心力小于最大静摩擦力，可知汽车转弯速度大小为20m/s 6.D解析：AB.水平转盘半径为3m,离地高为3m,绳长为 时汽车不会侧滑，故C正确：D.路面对轮胎的径向最大静摩 5m,根据几何关系可知，雪圈（含人）做匀速圆周运动的半 擦力为1.4×10N,汽车安全转弯的向心加速度大小a≤ 径为r=√3+(5-3)m=5m,则线速度大小为=r=2× 1.4×10 5m/s=10m/s,故AB错误；CD.雪圈（含人）做匀速圆周运 2.0x10 m/s2-7.0m/s2,可知，汽车安全转弯的向心加速度 动的加速度大小为a=w2r=2×5m/s2=20m/s2,故C错误， 大小不可能为8m/s2,故D错误故选C D正确故选D. 3.D解析：ABC.根据牛顿第二定律汽车在拱桥最高点 黑题应用提优 1.B2.C mg-N=m ，双，共乔又过气车车药支季力丙三g一众，提据 3.A解析：设弹簧的伸长量为△x,由牛顿第二定律得 k△x=mw2(l+△x),将k=360N/m、m=0.50kg、w=12ad/s、 顿第三定律知，汽车对拱桥面的压力为N=mgmR<mg, l=0.2m代入上式得△x=0.05m=5.0cm,故选A 处于失重状态，故ABC错误；D,汽车在离开桥顶的临界状态 4.D解析：根据牛顿第二定律可得mgtan0=mw2Rsin0,所以 时N=0,根据g=m无，解得汽车做离心运动离开桥顶时的 。=,√二。由于两球角速度相同，所以品=4，与小球的 临界速度为√gR,放当行驶速度大于√gR时，汽车会腾空， 质量无关故选D 故D正确故选D. 压轴挑战 4.(1)750N(2)1800N(3)102m/s 5.B解析：A由题知杆0P绕0点从与水平方向成30匀速转 解析：(1)摩托车通过凸弧最高点A时，由牛顿第二定律 动到60°，则P点绕0点做匀速圆周运动，则P点的线速度 2 2 大小不变，方向改变，故P点的线速度改变，故A错误：B.杆 有mgN=mR,解得N=mgm =150×10N-150× 0P绕0点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕0 20N=750N 102 点做匀速圆周运动，则P点的线速度大小不变，加速度大小 不变，因Q点相对于P点的位置不变，则Q点绕另一个圆心 (2)摩托车通过凹弧最低点B时，由牛顿第二定律有 做匀速圆周运动，加速度大小不变，故B正确；C.Q点在竖直 化-gm元·解得X=mg+m元=150x10N+150x 2 方向的运动与P点相同，相对于0点在竖直方向的位置y 30 N= 关于时间！的关系为y=lom·sm(行），则可看出Q点在 1800N,由牛顿第三定律可知，车对桥面的压力大小等于桥 面对车的支持力大小，为1800N 必修第二册·RJ黑白题12微专题 实验：探究向心力大小的表达式 黑题专题强化 限时：25mim 1.(2024·安徽芜湖联考)用如图甲所示的装置 (4)如图乙所示，在验证向心力公式的实验 可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心 中，质量相同的钢球①、②分别放在A盘 力的大小与哪些因素有关 和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 受到的向心力之比为 (1)匀速转动手柄1，使变速塔轮2和3、长槽 4和短槽5匀速转动，槽内的小球也随之 做匀速圆周运动.小球挤压挡板使挡板另 皮 一端压缩测力套筒的弹簧，压缩量可从器 A.2:1B.4:1C.1:4D.8:1 件 (填“6”“7”或“8”)上读出，该 2.(2023·河北唐山 读数即显示了向心力的大小该探究实验 二模)小研同学通 几光电门 所采用的实验方法与下列哪个实验的实 过如图所示的装 力传感器 验方法相同 滑块 置探究影响物体 A.探究平抛运动的特点 做圆周运动的向 B.探究小车速度与时间的关系 心力的因素.小滑块套在光滑水平杆上，随杆 C.探究加速度与力和质量的关系 一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通 D.探究两个互成角度的力的合成规律 过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小 (2)图示情境正在探究的是 滑块上固定一遮光片，通过遮光片与固定在铁 A.向心力的大小与半径的关系 架台上的光电门可测量出滑块的线速度大小 B.向心力的大小与线速度大小的关系 已知小滑块上遮光片的宽度为d,滑块到转轴的 C.向心力的大小与角速度大小的关系 距离为.（以下结果均用题中所给字母表示）》 D.向心力的大小与物体质量的关系 (1)若遮光片经过光电门的时间为△1，则滑块 (3)通过图示实验可以得到的结果是 做匀速圆周运动的周期T= A.在质量和半径一定的情况下，向心力的 (2)若(1)中力传感器示数为F,则滑块质量 大小与角速度成正比 为 B.在质量和半径一定的情况下，向心力的 (3)该同学通过改变转速，记录多组力传感器 大小与线速度的大小成正比 示数F和对应的滑块上遮光片通过光电 C.在半径和角速度一定的情况下，向心力 门的时间△.若以F为纵轴，要得到线性 的大小与质量成正比 图像，则横轴所代表的物理量为 D.在质量和角速度一定的情况下，向心力 的大小与半径成正比 第六章黑白题029 第3节 向心加速度 白题基础过关 时：l0min 题型1对向心加速度的理解 A.B点的线速度大于A点的线速度 1.关于做圆周运动物体的向心加速度，下列说法 B.C点的角速度大于B点的角速度 正确的是 ( C.A点的向心加速度大于B点的向心加速度 A.向心加速度的方向始终与线速度方向垂直 D.C点的向心加速度大于A点的向心加速度 B.向心加速度的大小与轨道半径成反比 5.(2023·陕西西安期中)如图所示，有一游乐 C.向心加速度越大，则线速度大小变化得 项目，游客进入一个大型圆筒状容器后，紧靠 越快 竖直筒壁站立.圆筒开始转动且当转速增大到 D.在匀速圆周运动中，向心加速度不变 一定数值时，游客对底板恰好无压力，已知游 题型2向心加速度的公式及其应用 客与筒壁间的动摩擦因数为μ，转动半径为「， 2.下面四个公式中a,表示匀速圆周运动的向心 重力加速度大小为g,设最大静摩擦力等于 加速度，表示匀速圆周运动的线速度，w表 滑动摩擦力，此时游客的向心加速度大小为 示匀速圆周运动的角速度，T表示周期，r表示 () 匀速圆周运动的半径，则下面四个式子中正 确的是 ( ①a.= ②a.=w2r ③a.=wm 不 ④an=T A.ug B.ugr C.& D.ar A.①②3 B.②③④ 6.(2024·江西萍乡期末)进人冬季后，北方的 C.①3③④ D.①2④ 冰雪运动吸引了许多南方游客.如图为雪地转 3.运动员滑雪时运动轨迹如图所示，已知该运动 转游戏，人乘坐雪圈（尺寸大小忽略不计） 员滑行的速率保持不变，角速度为ω，向心加 绕轴以2rad/s的角速度在水平雪地上做匀速 速度为a.则 ( 圆周运动.已知绳子悬挂在离地高为3m,半 A.w变小，a变小 B.w变小，a变大 径为3m的水平转盘的边缘，且绳子长为5m C.w变大，a变小 D.w变大，a变大 运动时，绳与水平杆垂直，则雪圈（含人） (第3题) (第4题) 4.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样， A.线速度大小为8m/s 它们的边缘有三个点A、B、C,如图所示，自行 B.线速度大小为14m/s 车正常骑行匀速行驶时，下列说法正确的是 C.加速度大小为16m/s2 D.加速度大小为20m/s2 必修第二册：RJ黑白题030