课时跟踪检测(七) 向心力的分析与计算（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版 江苏专用）

课时跟踪检测(七)　向心力的分析与计算 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 1.下列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.向心力就是物体受到的合力 C.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 D.向心力改变做圆周运动的物体的速度方向 2.(2025·镇江高一期末)如图，水平桌面上固定有四块黑色木板A、B、C、D，拼成一个S形轨道MN。小铁球(直径略小于轨道宽度和木板厚度)以一定初速度由轨道口M进入、N穿出的过程中，与小球有挤压作用的木板是 (　 ) A.A板和D板　　　　 B.B板和C板 C.A板和C板 D.B板和D板 3.(2025·仪征高一期末)如图为冬奥会上安置在比赛场地外侧的高速轨道摄像机系统，当运动员匀速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频。关于摄像机，下列说法正确的是 (　 ) A.在弯道上运动的速度不变 B.所受合外力的大致方向为F1 C.与运动员在弯道上运动的角速度相同 D.线速度比运动员的线速度更小 4.(2025·建邺高一期末)“转笔”是很多同学喜欢的一种游戏，现在逐步发展成为一种小众的竞技运动。如图所示，在笔杆两端固定两个笔帽(配重)就构成了一只转笔专用笔——双头笔，笔杆的质量忽略不计，笔帽A、B(可视为质点)的质量分别为m1、m2，手指带动笔杆运动，最终使得两笔帽绕笔杆上的O点在水平面内做匀速圆周运动，已知2OA=3OB，不计手指与笔杆间的摩擦，则笔帽A、B质量之比m1∶m2为 (　 ) A.2∶3 B.3∶2 C.4∶9 D.9∶4 5.如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则 (　 ) A.绳的拉力可能为零 B.圆桶对物块的弹力不可能为零 C.随着转动的角速度增大，绳的拉力保持不变 D.随着转动的角速度增大，绳的拉力一定增大 6.如图所示，某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中，物体的速率逐渐增大，则 (　 ) A.物体的合力为零 B.物体的合力大小不变，方向始终指向圆心O C.物体的合力就是向心力 D.物体的合力方向始终不与其运动方向垂直(最低点除外) 7.(2025·宿迁高一阶段练习)某小组同学利用如图所示装置测量小球的质量，将光滑的竖直转轴固定在光滑的平台上，劲度系数为5 N/cm的轻质弹簧一端通过小环套在转轴上，另一端固定一小球。用刻度尺测量轻质弹簧的原长为36 cm，当小球以角速度ω=5 rad/s绕转轴做匀速圆周运动时，测量得出轻质弹簧的伸长量为4 cm(未超过弹簧的弹性限度)，则小球的质量为 (　 ) A.10 kg B.2 kg C.0.128 kg D.0.02 kg 8.如图所示，完全相同的三个小球A、B、C均用长为L=0.8 m的细线悬于小车顶部，小车以v=2 m/s的速度匀速向右运动，A、C两球与小车左、右侧壁接触，由于某种原因，小车的速度突然减为0，此时悬线张力之比FA∶FB∶FC为(重力加速度g取10 m/s2) (　 ) A.3∶3∶2 B.2∶3∶3 C.1∶1∶1 D.1∶2∶2 9.(2025·海陵高一检测)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 10.如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于圆环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是 (　 ) A.若m1>m2，则θ1>θ2 B.若m1<m2，则θ1>θ2 C.θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关 D.以上说法均错误 11.(10分)无动力风帽又叫球形通风器，是屋顶常见的一种通风设备。一风帽如图所示，它会在自然风的推动下绕其竖直中心轴旋转。在其边缘某处粘有一块质量为m的橡皮泥，橡皮泥到中心轴的距离为l。某段时间内，风帽做匀速圆周运动，在时间t内发现风帽旋转了n圈。重力加速度大小为g，橡皮泥可视为质点。求： (1)橡皮泥线速度的大小；(4分) (2)风帽对橡皮泥作用力的大小。(6分) 12.(12分)如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO'转动，筒内壁粗糙，筒壁与中心轴OO'的夹角θ=60°，筒内壁上的A点有一质量为m的小物块，A离中心轴OO'的距离为R。求： (1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；(6分) (2)当物块在A点随筒匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度。(6分) 3 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(七) 1．选D　物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是由物体本身产生的，选项A错误；匀速圆周运动中由合力提供向心力，变速圆周运动中向心力由合力指向圆心的分力提供，选项B错误；向心力始终指向圆心，方向时刻在改变，即向心力是变化的，选项C错误；向心力的方向与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，选项D正确。 2．选D　小铁球在每一段小圆弧上做圆周运动，需要弹力提供向心力，因为桌面是水平的，而向心力指向圆心，所以B板和D板对小铁球有弹力作用，即与小球有挤压作用的木板是B板和D板。 3．选C　运动员匀速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频，则摄像机在弯道上运动的速度大小不变，方向发生变化，速度变化；摄像机与运动员在弯道上运动的角速度相同，根据v＝ωr可知，摄像机的线速度比运动员的线速度更大，故A、D错误，C正确。因为摄像机的速度大小不变，所以摄像机所受合外力与速度方向垂直，则题图中摄像机所受合外力的大致方向为F2，故B错误。 4．选A　由于笔杆的质量忽略不计，由牛顿第二定律可知，笔杆所受合力为0，结合牛顿第三定律可知，笔杆对笔帽A、B(可视为质点)的作用力等大反向，并提供笔帽A、B(可视为质点)做圆周运动的向心力，则有m1ω2·OA＝m2ω2·OB，解得m1∶m2＝OB∶OA＝2∶3。 5．选C　当物块随圆桶一起做圆周运动时，绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平衡，因此绳的拉力为一定值，且不可能为零，故A、D错误，C正确；当绳的拉力的水平分力提供向心力的时候，圆桶对物块的弹力恰好为零，故B错误。 6．选D　物体做加速曲线运动，合力不为零，合力不指向圆心(最低点除外)，合力沿半径方向的分力提供向心力，合力沿切线方向的分力使物体速度变大，即除在最低点外，物体的合力方向与其运动方向的夹角始终为锐角，A、B、C错误，D正确。 7．选B　小球做匀速圆周运动需要的向心力为F＝kx＝20 N，由牛顿第二定律得F＝mω2r＝mω2，解得小球的质量为m＝2 kg。 8．选A　设三个小球的质量均为m，小车突然停止运动，小球C受到小车右侧壁的作用停止运动，则此时悬线张力与小球C的重力大小相等，即FC＝mg，小球A和小球B由于惯性，会向右摆动，将做圆周运动，根据牛顿第二定律可得此时悬挂A、B两球的悬线张力大小为FA＝FB＝mg＋m，代入数据解得FA∶FB∶FC＝3∶3∶2。 9．选B　设小球A、B的质量均为m，角速度均为ω，两根细线的长度均为L，对小球A、B根据牛顿第二定律分别有FAB＝mω2·2L，FOB－FAB＝mω2L，联立解得FAB∶FOB＝2∶3。 10．选C　小球所受重力和圆环的支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得mgtan θ＝mω2Rsin θ，解得cos θ＝，可知两小球和圆心的连线与竖直方向的夹角与其质量无关。 11．解析：(1)由题意可知，橡皮泥随风帽一起做匀速圆周运动时的角速度为ω＝ 橡皮泥的线速度大小为v＝ωl＝。 (2)橡皮泥做匀速圆周运动时受到的向心力大小为 F向＝mω2l＝ 对橡皮泥受力分析可知，风帽对橡皮泥的作用力的大小为 F＝＝m。 答案：(1)　(2)m 12．解析：(1)当筒不转动时，对物块进行受力分析，如图所示。则 FN＝mgsin θ＝mg Ff＝mgcos θ＝mg。 (2)当物块随筒匀速转动，其受到的摩擦力为零时有 FNcos θ＝mω2R，FNsin θ＝mg，解得ω＝＝。 答案：(1)mg　mg　(2) $