6.2 向心力 同步练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

6.2 向心力 一、单选题 1．下列关于课本中相关案例的说法正确的是（　　） A．图1所示演示实验说明物体做曲线运动的条件是其所受合力方向与速度方向共线 B．图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法 C．图3所示的演示实验中，可以得出小球平抛运动的竖直分运动是匀速直线运动 D．图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，这说明“向心力与转速成正比” 2．关于力和运动，下列说法不正确的是（　　） A．物体所受合力为零，可能处于静止状态 B．物体在变力的作用下，不可能做直线运动 C．卫星绕地球做匀速圆周运动时，所受合力大小不变 D．滑动摩擦力能使物体减速，也能使物体加速 3．如图，小物体在圆盘上随圆盘一起做匀速圆周运动，其向心力（　　） A．由支持力提供 B．始终指向圆盘切线方向 C．方向可能与速度方向相反 D．由圆盘对小物体的静摩擦力提供 4．用劲度系数为k，原长均为的符合胡克定律的六根橡皮筋，将六个质量均为m的小球连接成正六边形（如图所示），放在光滑水平桌面上。现在使这个系统绕垂直于桌面通过正六边形中心的轴匀速转动。在系统稳定后，观察到正六边形边长变为，则此时转动的周期为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，内壁光滑的锥形圆筒固定在水平地面上，小球沿内壁在某一水平面内做匀速圆周运动，该小球的向心力（    ） A．由支持力摩擦力的合力提供 B．由重力、支持力和摩擦力的合力提供 C．只由摩擦力提供 D．由重力和支持力的合力提供 6．如图是从高空拍摄的一张地形照片，河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。依次沿河岸标记出四个位置a、b、c、d，若在四个标记处的河水流速近似相等，且各弯道宽度和水深相同，则最容易被水冲击磨损的位置是（　　） A．a B． d C．c D．b 7．已知A、B两球的质量之比为1：2，做圆周运动的半径之比为2：1、角速度之比为1：3，据此可知，两球所受向心力的大小之比为（　　） A．1：9 B．2：7 C．1：2 D．3：4 二、多选题 8．下列关于向心力的叙述中，不正确的是（　　） A．做匀速圆周运动的物体，除受其他的物体对它的作用外，还受到一个向心力的作用 B．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是某几个力的合力，不也可以是某一个力的分力 C．做匀速圆周运动的物体，所受的向心力是一个变力 D．向心力只改变物体速度的方向，不改变物体的速度 9．如图所示，竖直放置的圆筒内壁光滑，圆筒半径为R，高为h，P、Q为圆筒上、下底面圆上的两点，且PQ连线竖直，一可视为质点的小球由P点沿筒内侧与半径垂直方向水平抛出，小球质量为m，初速度大小为v0。小球的运动轨迹与PQ的交点依次为PQ上的A、B、C三点，重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法不正确的是（　　） A．小球到达C点时下落高度为 B．小球在A、B、C三点时对筒壁的压力大小之比为1:4:9 C．A、B间距离为 D．小球在P点时所受合力等于mg 10．“迪斯科大转盘”是一项非常刺激的娱乐项目，水平大转盘可等效为如图乙所示。若已知物块的质量为m，物块到转轴的距离为r，物块与转盘之间的动摩擦因数为μ。若物块随着圆盘以角速度ω转动，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．物块所受的摩擦力方向与线速度方向垂直 B．物块所受的摩擦力方向指向圆心 C．物块所受的摩擦力大小为μmg D．物块所受的摩擦力大于mω²r 三、实验题 11．用如图所示的向心力演示器探究向心力的表达式。已知小球在挡板处做圆周运动的轨迹半径之比为，回答以下问题： (1)在该实验中，主要利用了___________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系。 A．理想实验法 B．微元法 C．控制变量法 D．等效替代法 (2)若小明同学把两个质量相等的钢球放在、位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格数之比为 。 12．“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下有三种组合方式。回答以下问题： (1)下列实验中与本实验所采用的实验方法相同的是________； A．探究小车速度随时间的变化规律 B．探究两个互成角度的力的合成规律 C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 D．探究平抛运动的特点 (2)实验时将小球1、小球2分别放在挡板A、C位置，将皮带置于变速塔轮半径相同的一层，转动手柄观察左右两个标尺，此过程是探究向心力的大小与 的关系； 四、解答题 13．“转碟”是传统的杂技项目。如图所示，质量为的发光物体放在半径为的平板碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动。当转盘转动的周期为时，碟子边缘看似一个光环。求： (1)此时发光物体线速度的大小； (2)发光物体受到的摩擦力的大小和方向。 14．如图1所示，小朋友用发光跳跳球健身。情境简化如下：长度不可伸长的轻绳一端系着质量的小球，另一端系在固定竖直轴上。某次锻炼时，小球绕轴做角速度的匀速圆周运动，此时轻绳与轴的夹角，如图2所示。不计小球的一切阻力，小球可视为质点，且始终未离开地面，，。求： (1)小球所需向心力大小； (2)轻绳拉力大小T。 15．如图所示，竖直平面内有一圆弧轨道，其半径。质量的小球从平台边缘A处以的速度水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内，轨道半径与竖直线的夹角为（不计空气阻力。已知，，）。求： (1)小球从A点到P点所用的时间t； (2)小球从A点到P点之间的水平距离x； (3)若小球沿轨道通过圆弧的最低点B时速度大小为，求小球通过最低点时小球对轨道压力的大小。 试卷第6页，共6页 试卷第6页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 6.2 向心力参考答案 1．B 【详解】A．图1所示的演示实验中，用小铁球来进行实验，磁体对小铁球有吸引力作用，出现小铁球靠近磁体做曲线运动的现象，说明物体做曲线运动的条件是其所受合力方向与速度方向不共线，故A不正确； B．图2所示为阐述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法，故B正确； C．图3所示的演示实验中，改变装置的高度和敲击振片的力度进行多次实验，若两球同时落地，则证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故C不正确； D．图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，只能说拉力随着转速增大而增大，并不能证明向心力与转速成正比，故D错误； 故选B。 2．B 【详解】A．物体所受合力为零时，可能静止或做匀速直线运动，故A正确； B．物体在变力作用下，只要力的方向与速度方向共线（如大小变化但方向不变的力），即可做直线运动（如变加速直线运动），故B不正确； C．卫星匀速圆周运动时，合力为向心力，大小不变，但方向始终变化，故C正确； D．滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，但可能与物体运动方向相同，从而使其加速，故D正确。 故选B。 3．D 【详解】小物体在圆盘上随圆盘一起做匀速圆周运动，其向心力由静摩擦力提供，方向始终指向圆盘中心，与速度方向垂直。故ACD错误，B正确。 故选D。 4．C 【详解】由胡克定律可得，每根橡皮筋弹力均为 相邻橡皮筋夹角为，则每个小球的合力为 根据牛顿第二定律可得 解得 故选C。 5．D 【详解】圆筒内壁光滑，小球做匀速圆周运动，合力完全提供向心力，因此小球所受重力和支持力的合力来提供向心力。 故选D。 6．B 【详解】根据圆周运动的规律，在水道转弯处的外侧河床受的冲击力提供向心力 则水道半径（曲率半径）越小，则冲击力越大，则最容易被水冲击磨损的位置是d点。 故选B。 7．A 【详解】根据，可得两球所受向心力的大小之比为 故选A。 8．ABD 【详解】A．向心力是按力的作用效果来命名的，它可以是物体受到的合力，也可以是某一个力的分力，实际上在进行受力分析时，不能够认为物体受到向心力，故A错误； B．向心力是由其他力沿半径方向的合力提供，即向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是某几个力的合力，也可以是某一个力的分力，故B不正确； C．向心力的方向时刻沿半径指向圆心，即方向发生变化，可知，向心力是一个变力，故C正确； D．向心力方向时刻指向圆心，与速度方向垂直，所以向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故D不正确。 故选ABD。 9．BCD 【详解】A．小球在水平方向上做匀速圆周运动，圆周运动周期为 小球在竖直方向上做自由落体运动，小球到达点时，经历时间为，则有，故A正确； B．小球在水平方向上做匀速圆周运动，由筒壁对小球的支持力提供向心力，则有 根据牛顿第三定律有 解得 可知，小球在A、、三点时对筒壁的压力大小之比为1:1:1，故B错误； C．小球在竖直方向上做自由落体运动，小球到达A点、B点经历时间分别为T、2T，则有，故C错误； D．小球在水平方向上做匀速圆周运动，由筒壁对小球的支持力提供向心力，则有 小球所受外力的合力，故D不正确。 故选BCD。 10．AB 【详解】AB．物块以角速度ω做匀速圆周运动时，由圆盘对物块的静摩擦力提供向心力，静摩擦力的方向指向圆心，与线速度方向垂直，故A正确，B正确； C．静摩擦力提供向心力，不是滑动摩擦力，故C错误； D．根据向心力公式，有f=mω2r，故D不正确。 故选AB。 11．(1)C (2) 【详解】（1）在该实验中，通过控制质量，半径、角速度中两个物理量相同，探究向心力与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。 故选C。 （2）、位置半径满足 由于两塔轮之间使用皮带传动，线速度相同，根据线速度公式可得 两个位置的钢球质量相同，根据向心力公式可得两小球的向心力之比 左右两标尺露出的格数之比为左右挡板所受弹力之比，挡板弹力提供向心力，因此比值为 12．(1)C (2)质量 【详解】（1）在研究向心力的大小与质量、角速度和半径r之间的关系时，主要用到的是控制变量法；探究加速度与物体受力、物体质量的关系也用的是控制变量法。 故选C。 （2）实验时将小球1、小球2分别放在挡板A、C位置，故两小球的圆周运动半径相同；又因为将皮带置于变速塔轮半径相同的一层，故两小球的也相同。根据控制变量法的要求，研究的是r和相同的情况下与的关系。 13．(1) (2) 【详解】（1）发光物体运动的线速度大小为 （2）发光物体受到的静摩擦力提供所需的向心力，根据牛顿第二定律可得，发光物体受到的静摩擦力大小为 14．(1) (2) 【详解】（1）小球所需向心力大小 （2）水平方向上，根据牛顿第二定律由 解得 15．(1)0.8s (2)4.8m (3)68N 【详解】（1）从A到P过程中，小球做平抛运动，有， 解得 （2）在水平方向上有 解得 （3）通过B点时，根据牛顿第二定律，有 解得 由牛顿第三定律可知，小球通过最低点时对轨道压力的大小为。 2 学科网（北京）股份有限公司 $