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

高中物理人教版必修第二册 第六章《圆周运动》 6.2 向心力 同步练 1、 单项选择题（共计5题，每小题5分，共计25分） 1.关于向心力的说法正确的是(　　) A．物体由于做圆周运动而产生了向心力 B．向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小 C．对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力 D．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 2.如图，一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一块橡皮，橡皮块随圆盘一起转动（俯视为逆时针）。某段时间内圆盘转速不断增大，但橡皮块仍相对于圆盘静止。在这段时间内，关于橡皮块所受摩擦力 的方向的四种表示（俯视图）中，正确的是( ) A. B. C. D. 3. 如图所示的是一种新型高速列车，当它转弯时，车厢会自动倾斜，提供转弯需要的向心力；假设这种新型列车以 的速度在水平面内转弯，弯道半径为 ，则质量为 的乘客在列车转弯过程中所受到的合外力为( ) A. 0 B. C. D. 4.如图，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 5. 一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑圆环的半径 ，环上有一穿孔的小球 ，小球只能沿环做无摩擦的滑动。如果圆环绕着通过环心的竖直轴 以 的角速度旋转，则小球相对于环静止时和环心 的连线与 的夹角 为 取 ( ) A. B. C. D. 2、 多项选择题（共计3题，每小题6分，选对但不全得3分，错选不得分，共计18分） 6.下列关于向心力的说法中，正确的是(　　) A．物体开始做圆周运动后，过一段时间后就会受到向心力 B.向心力与重力、弹力、摩擦力一样，是一种特定的力，它只有在物体做圆周运动时才产生 C．向心力只能改变物体运动的方向，不能改变物体运动的快慢 D．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中某一种力，也可能是这些力中某几个力的合力 7.如图所示为游乐园中的“空中飞椅”设施，游客乘坐飞椅从启动，匀速旋转，再到逐渐停止运动的过程中，下列说法正确的是(　　) A．游客和飞椅的向心力等于连接飞椅的绳子的拉力 B．游客所受的合力可能大于游客的向心力 C．当游客做匀速圆周运动时，其所受合力的方向总是与速度方向垂直 D．当游客做速率减小的曲线运动时，其所受合力的方向一定与速度方向相反 8.质点做匀速圆周运动，所受向心力 与半径 的关系图线如图所示，关于 、 、 、 四条图线的描述可能正确的是( ) A. 表示速度一定时， 与 的关系 B. 表示速度一定时， 与 的关系 C. 表示角速度一定时， 与 的关系 D. 表示角速度一定时， 与 的关系 三、填空题（共计1题，共计15分） 9.如图甲所示是某同学验证“做圆周运动的物体所受向心力大小与线速度关系”的实验装置．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方靠近A处．在钢球底部竖直地粘住一片质量不计、宽度为d的遮光条，小钢球的质量为m，重力加速度为g.实验步骤如下： (1)将小球竖直悬挂，测出悬点到钢球球心之间的距离，得到钢球运动的半径为R；用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为____ cm；将钢球拉至某一位置释放，测得遮光条的挡光时间为0.010 s，小钢球在A点的速度大小v＝____ m/s(结果保留三位有效数字)． (2)先用力传感器的示数FA计算小钢球运动的向心力F′＝FA－mg，FA应取该次摆动过程中示数的________(选填“平均值”或“最大值”)，然后再用F＝m计算向心力． (3)改变小球释放的位置，重复实验，比较发现F总是略大于F′，分析表明这是系统造成的误差，该系统误差的可能原因是________． A．小钢球的质量偏大 B．小钢球初速度不为零 C．总是存在空气阻力 D．速度的测量值偏大 (4)为了消除该系统误差，可以________________________________(回答一条即可)． 四、解答题（共计3题，共计42分） 10.有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示。长为L的钢绳一端系着质量为m的座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ。不计钢绳的重力，重力加速度为g，求： (1)转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系； (2)此时钢绳的拉力。 11.如图是马戏团上演的飞车节目，圆轨道半径为R.表演者骑着车在圆轨道内做圆周运动．已知表演者和车的总质量均为m，当乙车以v1＝的速度过轨道最高点B时，甲车以v2＝v1的速度经过最低点A.重力加速度为g，忽略其他因素的影响，求： (1)乙在最高点B时受轨道的弹力大小； (2)甲在最低点A时受轨道的弹力大小． 12. 如图所示，小球通过细线绕圆心 在光滑水平面上做匀速圆周运动。已知小球质量 ，线速度大小 ，细线长 。 （1） 求小球的角速度大小 。 （2） 求细线对小球的拉力大小 。 （3） 若细线最大能承受 的拉力，求小球运行的最大线速度。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版必修第二册 第六章《圆周运动》 6.2 向心力 同步练答案 1、 单项选择题（共计5题，每小题5分，共计25分） 1.答案　B 解析　向心力是物体做圆周运动的原因，故A错误；因向心力始终垂直于线速度方向，所以它不改变线速度的大小，只改变线速度的方向，当合外力完全提供向心力时，物体就做匀速圆周运动，该合力大小不变，方向时刻改变，即向心力是变力，故B正确，D错误；向心力是根据力的作用效果命名的，它可能是某种性质的力，也可能是某个力的分力或几个力的合力，受力分析时不能加入向心力，故C错误． 2.[解析]选 。因为圆盘转速不断增大，所以橡皮块将随圆盘一起进行加速圆周运动，此时摩擦力 既要提供指向圆心的向心力，又要提供与运动方向相同的切向力，所以合力方向应该在轨道内侧且与速度成锐角，故 正确。 3.[解析]选 。列车拐弯时做圆周运动，乘客所受的合力 ，又 ， ，得 。 4.答案　B 解析　取该同学与踏板为研究对象，设每根绳子中的平均拉力为F，到达最低点时，受力如图所示． 由牛顿第二定律知：2F－mg＝ 代入数据得F＝405 N， 故选B. 5.[解析]选 。小球受到重力 和圆环的支持力 两个力的作用，两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有 ，可得 ，故 。 2、 多项选择题（共计3题，每小题6分，选对但不全得3分，错选不得分，共计18分） 6.答案　CD 解析　因为有了向心力，物体才做圆周运动，力是因，圆周运动是果，A错误；物体做匀速圆周运动的向心力可以是某一个力，也可以是某几个力的合力，也可以是某一个力的分力，D正确，B错误；向心力的作用效果是改变速度方向，不改变速度的大小，C正确． 7.BC　[游客和飞椅的向心力由绳子的拉力在指向圆心方向的分力提供，向心力不等于绳子的拉力，故A错；在启动过程中，合力一部分提供向心力，一部分提供切向加速度使游客和飞椅加速，该过程中游客所受的合力大于游客的向心力，故B对；当游客做匀速圆周运动时，游客所受的合力完全提供向心力，只改变速度方向，不改变速度大小，即所受合力的方向总是与速度方向垂直，故C对；当游客做速率减小的曲线运动时，其所受合力的方向与速度方向成钝角，切线方向的分力产生切向加速度，使游客的速率减小，故D错。] 8.AC [解析]由向心力公式 可知，速度一定时， 与 成反比的关系，因此 表示速度一定时， 与 的关系， 正确， 错误；由向心力公式 可知，角速度一定时， 与 成正比的关系，因此 表示角速度一定时， 与 的关系， 正确， 错误。 三、填空题（共计1题，共计15分） 9.答案　(1)1.50(1.49～1.51)　1.50(1.49～1.51) (2)最大值　(3)D　(4)测出光电门发光孔到悬点的距离L，由v小球＝R，求出小球的准确速度(将悬线变长一些、遮光条长度变短的回答都错误) 解析　(1)根据刻度尺数据可直接读出，读数为1.50 cm. 根据速度公式可得v＝＝1.50 m/s (2)因为只有力传感器的示数FA最大时，小球在最低点，此时才能满足F′＝FA－mg. (3)因为F＝m，当速度测量值偏大时，F偏大，此时F才略大于F′，故选D. (4)为了消除该系统误差，可以减小速度误差，测出光电门发光孔到悬点的距离L，由v小球＝R，求出小球的准确速度． 四、解答题（共计3题，共计42分） 10.思路点拨：解此题可按以下思路。 ―→―→―→ [解析]　(1)转盘转动的角速度为ω时，钢绳与竖直方向的夹角为θ，则座椅到转轴的距离即座椅做圆周运动的半径为 R＝r＋L sin θ ① 对座椅受力分析，如图所示。 根据几何关系可知：Fn＝mg tan θ 由向心力的公式得：mg tan θ＝mω2R ② 由①②得：ω＝。 (2)设钢绳的拉力为FT，由三角函数知： FT＝。 [答案]　(1)ω＝　(2) 11.答案　(1)mg　(2)7mg 解析　(1)乙在最高点的速度v1＞，故受轨道弹力方向向下(2分) 由牛顿第二定律得：FB＋mg＝m(3分) 解得：FB＝mg(2分) (2)甲在最低点A时，由牛顿第二定律得： FA－mg＝m(2分) 解得：FA＝7mg.(1分) 12.[1] [解析]小物体的线速度大小 。 [2] [解析]小物体的向心力大小 。 [3] [解析]当小物体刚好相对于圆盘滑动时，最大静摩擦力提供向心力， 则有 又 联立可得 。 学科网（北京）股份有限公司 $