6.2 向心力 课时检测 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

第2节 向心力 课时检测 基础对点练 一、选择题: 考点一　向心力的来源分析及计算 1．下列对圆锥摆的受力分析正确的是(　　) 2．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相等时间内甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为(　　) A．1∶4 B．2∶3 C．4∶9 D．9∶16 3.如图所示，绳子的一端拴着一个重物，固定另一端，现使重物在光滑的水平面内做匀速圆周运动，下列判断正确的是(　　) A．半径相同时，角速度越小绳越易断 B．周期相同时，半径越大绳越易断 C．线速度相等时，半径越大绳越易断 D．角速度相等时，线速度越小绳越易断 4．如图所示，把一个长为20 cm，劲度系数为360 N/m的弹簧一端固定，作为圆心，弹簧的另一端连接一个质量为0.50 kg的小球，当小球以r/min的转速在光滑水平面上做匀速圆周运动时，弹簧的伸长量应为(　　) A．5.2 cm B．5.3 cm C．5.0 cm D．5.4 cm 考点二　变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 5．如图所示，在“神舟十一号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐增大．在此过程中“神舟十一号”所受合力F的方向可能是(　　) 6.“歼20”是我国自主研发的一款新型隐形战机，图中虚曲线是某次“歼20”离开跑道加速起飞的轨迹，虚直线是曲线上过飞机所在位置的切线，则空气对飞机作用力的方向可能是(　　) A．沿F1方向 B．沿F2方向 C．沿F3方向 D．沿F4方向 7.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) 能力综合练 一、选择题: 8.质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间(瞬时速度不变)，细线没有断裂，则下列说法正确的是(　　) A．小球的线速度突然增大 B．小球的角速度突然减小 C．小球对细线的拉力突然增大 D．小球对细线的拉力保持不变 9.如图所示，一圆柱形容器绕其竖直轴线匀速转动，内部有A、B两个物体，均与容器的接触面始终保持相对静止．当转速增大后(A、B与容器接触面间仍相对静止)，下列说法正确的是(　　) A．两物体受到的摩擦力都增大 B．两物体受到的摩擦力大小都不变 C．物体A受到的摩擦力增大，物体B受到的摩擦力大小不变 D．物体A受到的摩擦力大小不变，物体B受到的摩擦力增大 10.如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．重力加速度为g，则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下列分析正确的是(　　) A．螺丝帽受重力、弹力、摩擦力以及向心力 B．螺丝帽受到塑料管的弹力方向水平向外，背离圆心 C．此时手转动塑料管的角速度ω＝ D．若塑料管转动加快，螺丝帽有可能相对塑料管发生运动 2． 计算题： 　　11.如图所示，将完全相同的两小球A、B用长L＝0.8 m的细绳悬于以v＝4 m/s向右匀速运动的小车顶部，两球分别与小车前、后壁接触．由于某种原因，小车突然停止运动，求此时细绳的拉力大小之比FB∶FA.(g取10 m/s2) 12.如图所示，有一质量为m1的小球A与质量为m2的物块B通过轻绳相连，轻绳穿过光滑水平板绕O点做半径为r的匀速圆周运动时，物块B刚好保持静止．求：(重力加速度为g) (1)轻绳的拉力大小； (2)小球A做匀速圆周运动的线速度大小． 尖子生选练 13.在光滑水平杆上穿着两个小球m1、m2，且m1＝2m2，用水平细线把两球连起来，当支架匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，如图所示．此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为(　　) A．1∶1 B．1∶4 C．2∶1 D．1∶2 14．如图所示，质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点，当杆在光滑的水平面上绕O点匀速转动时，求杆的OA段及AB段对球的拉力大小之比． 参考答案： 1.答案　D 2.答案　C 3.答案　B解析　由F＝mω2r可知，选项A错误；由F＝mr可知，选项B正确；由F＝m可知，选项C错误；由F＝mvω可知，选项D错误． 4.答案　C解析　小球转动的角速度ω＝2πn＝12 rad/s，弹簧的弹力为小球做圆周运动提供向心力，即kx＝mω2(x0＋x)，解得x＝＝ m＝0.05 m＝5.0 cm，选项C正确． 5.答案　B解析　做曲线运动的物体所受合力的方向总是指向曲线凹侧，A、D错误；由于速度逐渐增大，故合力F的方向沿切线方向的分力与速度方向相同，B正确，C错误． 6.答案　C解析　飞机向上加速，空气作用力与重力的合力应指向曲线的凹侧，同时由于飞机加速起飞，故空气对飞机的作用力与速度的夹角应为锐角，故只有C选项符合题意． 7.答案　D解析　物体做加速曲线运动，合力不为零，A错误；物体做速度大小变化的圆周运动，合力不指向圆心(最低点除外)，合力沿半径方向的分力等于向心力，合力沿切线方向的分力使物体速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合力方向的夹角始终为锐角，合力与速度不垂直，B、C错误，D正确． 8.答案　C解析　根据题意，细线碰到钉子的瞬间，小球的瞬时速度v不变，但其做圆周运动的半径从L突变为，由ω＝可知小球的角速度突然增大，选项A、B错误；根据FT－mg＝m可知小球受到的拉力增大，由牛顿第三定律知，小球对细线的拉力增大，选项C正确，D错误． 9.答案　D解析　容器绕其轴线转动时，两个物体随容器一起转动，以A为研究对象，在水平方向上，容器施加的弹力提供A做圆周运动的向心力；在竖直方向上，重力和静摩擦力平衡，所以当转速增大后，物体A受到的摩擦力大小保持不变；以B为研究对象，水平方向的静摩擦力提供向心力，由Ff＝Fn＝mω2r＝4π2mn2r知其受到的摩擦力随着转速的增大而增大，故D正确． 10.答案　C解析　螺丝帽受重力、弹力和摩擦力三个力的作用，螺丝帽在水平方向受到的弹力提供向心力，弹力的方向指向圆心，故A、B错误；螺丝帽恰好不下滑，则螺丝帽受到的重力和最大静摩擦力平衡，根据mg＝Ff＝μFN，FN＝mω2r，解得ω＝，故C正确；若塑料管转动加快，则所需向心力增大，弹力增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽受到的重力和静摩擦力仍然平衡，故D错误． 11.答案　1∶3 解析　设两小球A、B的质量均为m. 小车突然停止运动时，小球B相对于小车静止，竖直方向上受力平衡， 则有FB＝mg； 小球A绕悬点以速度v做圆周运动，此时有FA－mg＝m， 得FA＝mg＋m， 联立可得FB∶FA＝1∶3. 12.答案　(1)m2g　(2) 解析　(1)物块B受力平衡，故轻绳拉力大小FT＝m2g (2)小球A做匀速圆周运动的向心力由轻绳拉力FT提供， 根据牛顿第二定律有：m2g＝m1 解得v＝. 13.答案　D解析　由题图可知，两球均由所受细线的拉力提供向心力，所以向心力大小相等，角速度也相等，则有：m1ω2r1＝m2ω2r2，m1＝2m2，联立解得：r1∶r2＝1∶2.故选D. 14.答案　3∶2 解析　球所受的重力和水平面的支持力在竖直面内，且是一对平衡力，故球的向心力由杆的OA段和AB段的拉力提供． 分别隔离A、B受力分析，如图所示．A、B固定在同一根轻杆上，所以A、B的角速度相同，设角速度为ω，则由向心力公式可得： 对A：FOA－FAB＝mrω2，对B：FAB′＝2mrω2 又FAB＝FAB′， 联立三式，解得FOA∶FAB＝3∶2. 学科网（北京）股份有限公司 $