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 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册 学号： 班级： 姓名： 一、单项选择题 1 如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动．下列关于汽车转弯时的说法正确的是(　　) A. 汽车处于平衡状态 B. 汽车受到重力、支持力、摩擦力、向心力 C. 汽车的向心力由摩擦力提供 D. 汽车所受的摩擦力与速度无关 2 一质量为0.2 kg的小球，以2 m/s的速度在半径1 m的轨道上做匀速圆周运动时，所需的向心力为(　　) A. 0.8 N B. 0.6 N C. 0.4 N D. 1.2 N 3 如图所示，用向心力演示器探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系，塔轮自上而下有三层，左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接．下列说法正确的是(　　) A. 弹簧弹力提供了钢球做圆周运动的向心力 B. 图示是在探究向心力的大小与角速度的关系 C. 图示是在探究向心力的大小与半径的关系 D. 将皮带分别套在塔轮的不同圆盘上，可以改变两个钢球做圆周运动的半径 4 （2025宿迁测试）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. 由重力和支持力的合力提供 B. 由重力、支持力和摩擦力的合力提供 C. 只由重力提供 D. 只由支持力提供 5 （2025南通海门抽测）如图所示，质量相等的两小球A、B用长度相等的两根细线连接着，在光滑的水平面上以相同的角速度绕O点做匀速圆周运动，两细线上的拉力FAB∶FOB为(　　) A. 2∶1 B. 2∶3 C. 5∶3 D. 3∶2 6 （2023南京第五高级中学阶段练习）如图所示，一同学表演荡秋千．已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg.绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为(　　) A. 200 N B. 400 N C. 600 N D. 800 N 7 （2025南通如皋测试）甲、乙两名溜冰运动员，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动，如图所示，已知两人的质量m甲＞m乙，下列判断正确的是(　　) A. 甲、乙的线速度大小相等 B. 甲、乙的角速度大小相等 C. 甲、乙的轨迹半径相等 D. 甲受到的向心力比较大 8 如图所示，质量相同的小球A、B（看作质点）被轻质细线悬挂在同一点O，在同一水平面内做匀速圆周运动，则(　　) A. A的线速度一定比B的线速度大 B. A的角速度一定比B的角速度大 C. A的向心力一定比B的向心力小 D. A所受细线的拉力一定比B所受细线的拉力小 二、解答题 9 长为L＝0.2 m的细线，拴一质量为m＝1 kg的小球（看作质点），一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图所示，当摆线L与竖直方向的夹角为θ＝60°时，g取10 m/s2.求： (1) 线的拉力F的大小； (2) 小球运动的线速度与角速度的大小． 10 如图所示，一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连．小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴OO′匀速转动，且杆与水平面间始终保持θ＝37°角．已知杆处于静止状态时弹簧长度为0.5L，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8. (1) 求弹簧原长时，小球的角速度ω0； (2) 当杆的角速度ω＝ 时，求弹簧形变量x. 1. C　汽车转弯时存在向心加速度，运动状态不断变化，所以不是处于平衡状态，故A错误；汽车在水平面内做匀速圆周运动，重力和支持力都沿竖直方向，不可能提供向心力，所以提供向心力的一定是在水平方向的摩擦力，根据牛顿第二定律，摩擦力与速度有关，故B、D错误，C正确． 2. A　小球做匀速圆周运动时，所需的向心力为F＝m＝0.2× N＝0.8 N，A正确． 3. B　钢球的向心力由挡板的弹力提供，A错误；由图可知，m、r相同，ω不同，所以探究的是向心力与角速度的关系，B正确，C错误；皮带套在不同圆盘上，改变钢球ω之比，不改变钢球做圆周运动的半径，D错误． 4. A　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．A正确． 5. B　设A、B的质量均为m，角速度均为ω，两根细线的长度均为L，对A、B根据牛顿第二定律分别有FAB＝mω2·2L，FOB－FAB＝mω2L，联立以上两式解得FAB∶FOB＝2∶3.B正确． 6. B　在最低点由2T－mg＝，解得T＝410 N，即每根绳子承受的拉力约为410 N，故B正确． 7. B　甲、乙两名溜冰运动员做匀速圆周运动，是共轴转动，角速度相同，B正确；弹簧测力计对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力，则向心力相等，根据牛顿第二定律得m甲R甲ω2＝m乙R乙ω2，解得＝，已知m甲＞m乙，所以乙做圆周运动的半径较大，C、D错误；甲、乙两名溜冰运动员角速度相同，根据公式v＝ωr，由于转动半径不同，故线速度不相等，A错误． 8. A　设细线与竖直方向的夹角为θ，根据mg tan θ＝mL sin θ·ω2＝m，得v＝，ω＝，A球细线与竖直方向的夹角较大，则线速度较大，两球的L cos θ相等，则两球的角速度相等，故A正确，B错误；向心力Fn＝mg tan θ，A球细线与竖直方向的夹角较大，则向心力较大，故C错误；根据竖直方向上受力平衡有F cos θ＝mg，A球与竖直方向的夹角较大，则A球所受细线的拉力较大，故D错误． 9. (1) 小球受重力和拉力作用，两个力的合力提供向心力，得F＝＝＝20 N. (2) 根据牛顿第二定律得mg tan θ＝m， 代入数据解得v＝ m/s， 由线速度与角速度关系式v＝ωr， 得ω＝， 代入数据解得ω＝10 rad/s. 10. (1) 弹簧为原长时，小球只受到重力和杆的支持力，合力提供向心力mωL cos θ＝mg tan θ， 解得ω0＝. (2) 小球静止时，受力平衡， mg sin θ＝k(L－0.5L)， 解得k＝， 当杆的角速度ω＝ 时，因为ω>ω0，故弹簧处于伸长状态，弹簧的形变量为x，弹簧弹力为F＝kx， 对于小球由受力分析， 竖直方向有FNcos θ＝mg＋F sin θ， 水平方向有FNsin θ＋F cos θ＝mω2(L＋x)cos θ， 解得x＝2L. 学科网（北京）股份有限公司 $