2022年高一物理必修《向心力》练习题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 物理必修 2向心力练习题基础训练一、挑选题 A1以下关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中. 正确选项 图 1 物体除其他的力外仍要受到个向心力的作用 B物体所受的合外力供应向心力） C向心力是一个恒力 D向心力的大小直在变化 2以下关于向心加速度的说法中,不正确的是（ A向心加速度的方向始终与速度的方向垂直） B向心加速度的方向保持不变 C在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的 D在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化3在匀速圆周运动中,以下物理量不变的是（A向心加速度 B线速度 C向心力 D角速度4. 如图 1 所示,在匀速转动的水

2、平转盘上,有一个相对于盘静止的物体,随盘一起转动,关于它的受力情形,下列说法中正确选项（）A只受到重力和盘面的支持力的作用B只受到重力、支持力和静摩擦力的作用C除受到重力和支持力外,仍受到向心力的作用D受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用5如图 2 所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,物体相对桶壁静止就A 物体受到 4 个力的作用B 物体所受向心力是物体所受的重力供应的C 物体所受向心力是物体所受的弹力供应的图 2 D 物体所受向心力是物体所受的静摩擦力供应的6. 在一段半径为 R的圆孤形水平弯道上 , 已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的 倍, 就汽车拐弯

3、时的安全速度是（）A. v gR B. v gR C. v 2 gR D. v gR7. 如图 3 所示,为一皮带传动装置,右轮的半径为 r,a 是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为 4r,小轮的半径为 2r,b 点在小轮上,到小轮中心的距离为 r,c 点和 d 点分别位于小轮和大轮的边缘上,如在传动过程中,皮带不打滑,就：就（）A. a 点与 b 点的线速度大小相等；B.a 点与 b 点的角速度大小相等；C.a 点与 c 点的角速度大小相等；D.a 点与 d 点的向心加速度大小相等 . 二、填空题 图 3 8. 一个做匀速圆周运动的物体,假如轨道半径不变,转速变为原先的 3 倍,所需

4、的向心力就比原先的向心力大 40N,物体原先的向心力大小为 _ . 9汽车通过拱桥顶点的速度为 10m/s 时,车对桥的压力为车重的 3/4 ,假如使汽车行驶至桥顶时桥恰无压力,就名师归纳总结 第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 汽车速度大小为_ m/s. 三、运算题10如图 4 所示 , 小球 A 质量为 m. 固定在长为L 的轻细直杆一端, 并随杆一起绕杆的另一端. O点在竖直平面内做圆周运动 . 假如小球经过最高位置时, 杆对球的作用力为拉力, 拉力大小等于球的重力. 求图 4 （1）球的速度大小. （2）当小球经过最低点时速

5、度为6gL,求杆对球的作用力的大小和球的向心加速度大小11. 如图 5 所示, 在光滑水平桌面上有一光滑小孔O；一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m1kg 的小球 A,另一端连接质量为 M 4kg 的重物 B1当小球 A 沿半径 r0.1m 的圆周做匀速圆周运动,其角速度为 10rad/s 时,物体 B 对地面的压力为多大？2当 A 球的角速度为多大时,B 物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态？g10m/s2 图 5 12用一根细绳拴一物体,使它在距水平地面高h1.6m 处的水平面内做匀速圆周运动,轨道的圆周半径r1m细绳在某一时刻突然被拉断,物体飞出后, 落地点到圆周运动轨道圆心的水平距

6、离S3m,就物体做匀速圆周运动的线速度为多大？向心加速度多大？才能提高一、挑选题1如图 1 所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球 A 和 B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,就（）A球 A 的角速度肯定大于球 B 的角速度A B球 A 的线速度肯定大于球 B 的线速度B C球 A 的运动周期肯定小于球 B的运动周期D球 A对筒壁的压力肯定大于球 B 对筒壁的压力图 1 2小球 m 用长为 L 的悬线固定在 O点,在 O点正下方 L/2 处有一个光滑钉子 C,如图 2 所示,今把小球拉到悬线成水平后无初速度地释放,当悬线成竖直状态且与钉子

7、相碰时（）小球的速度突然增大小球的角速度突然增大名师归纳总结 图 2第 2 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 小球的向心加速度突然增大 悬线的拉力突然增大 3用材料和粗细相同、长短不同的两段绳子,各栓一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,那么（）b 两个球以相同的线速度运动时,长绳易断两个球以相同的角速度运动时,长绳易断 两个球以相同的周期运动时,长绳易断 无论如何,长绳易断o a 图 3 4如图 3,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点

8、,就杆对球的作用力可能是A. a 处为拉力, b 处为拉力 B.a 处为拉力, b处为推力C.a 处为推力, b 处为拉力 D.a 处为推力, b处为推力5如图所示,从A、 B两物体做匀速圆周运动时的向心加速度随半径变化的关系图线中可以看出 A B物体运动时,其线速度的大小不变 B 物体运动时,其角速度不变 A 物体运动时,其角速度不变图 4R、R、2R, A 物体运动时,其线速度随r 的增大而减小6如图所示,水平转台上放着A、 B、C 三个物体,质量分别为2m、m、m,离转轴的距离分别为与转台间的摩擦因数相同,转台旋转时,以下说法中,正确选项（）图 5如三个物体均未滑动,C物体的向心加速度最

9、大如三个物体均未滑动,B 物体受的摩擦力最大. 如在某转弯处转速增加,A 物比 B 物先滑动转速增加,C物先滑动7火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定规定行驶的速度为v,就以下说法中正确选项 A当以 v 的速度通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力供应向心力 B当以 v 的速度通过弯路时,火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力供应向心力 C当速度大于 v 时,火车轮缘挤压外轨 D当速度小于 v 时,火车轮缘挤压外轨 二、填空题8. 如图 6 所示 , 内壁光滑的半球形容器半径为R,一个小球 视为质点 在容器内沿水平面做匀速圆周运动,小球与容器球心连线与竖直方

10、向成 角,就小球做匀速圆周运动的角速度为. . 图 6 9如图 7 所示, 长为 L 的细线,一端固定在O 点,另一端系一个球.把小球拉到与悬点O 处于同一水平面的A 点,并给小球竖直向下的初速度,使小球绕 O 点在竖直平面内做圆周运动.要使小球能够在竖直平面内做圆周运动,在 A 处小球竖直向下的最小初速度应为_ 图 7 第 3 页,共 7 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 三、运算题10. 如图 8 所示,两质量分别为 m A 和 m B 的小球 A 与 B 套在水平杆 CD 上,且 mA=m B=m ,两球之间用一轻细线连接, A

11、和 B 距转轴 OO 的距离分别为 rA=R,rB=2R,且 CD 对 AB 的最大静摩擦力都是 f,问：1要使两球绕轴在水平面内转动而无滑动,角速度 的最大值？2当 达到最大值时,绳子受张力为多大？图 8 11. 如图 9 所示,用细绳一端系着的质量为 M=0.6kg 的物体 A 静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔 O 吊着质量为 m=0.3kg 的小球 B,A 的重心到 O 点的距离为 0.2m如 A 与转盘间的最大静摩擦力为 f=2N,为使小球 B 保持静止,求转盘绕中心 O 旋转的角速度 的取值范畴 （取 g=10m/s 2）图 9 12. 如图 10 所示 AB 为竖

12、直转轴, 细绳 AC 和 BC 的结点 C系一质量为 m 的小球,两绳能承担的最大拉力均为 2.25mg,当 AC和 BC均拉直时 ABC=90 , ACB=53 , BC=1.2m. ABC 能绕竖直轴 AB 匀速转动,因而 C 球在水平面内做匀速圆周运动,求： （g 取 10m/s 2）1 m 的线速度增大为何值时,BC 绳才刚好被拉直 . 2 如 m 的速率连续增加,哪条绳先断,此时小球的速率多大 . A C B 图 10名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 参考答案 基础训练 1.B 做匀速圆周运动的物体肯定是合

13、外力供应向心力,向力不是恒力,方向要不断变化,而且是成效力 . 2.BCD 向心加速度方向始终沿半径方向 . 3.D 4.B 5.C 6.A 滑动摩擦力供应向心力时mgmv2,vgR,安全速度肯定不能大于它. R7.D b 、 c、d 三点角速度相同,a、c 线速度相同 . 8.5N 9.20 10. 解：（1）在最高点重力与杆的拉力的合力供应向心力2mgmv2,解得v2gL22m. 第 5 页,共 7 页L（2）在最低点Fmgmv2,得F7mg. L向心加速度为av2,a6g. L11. 解：（1）设绳供应的向心力大小为F,地面对 A 的支持力为FN有Fm2rFNFMg得FN30N由牛顿第三

14、定律可得物体对地面的压力为30N. （2）设此时的角速度为1,绳的拉力等于B 物体的重力,即F40NFm2r解得20 rad /s12. 解：绳断后小球沿圆周切线做平抛运动,由几何关系可知平抛运动的水平射程为名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由平抛的关系h1 gt 22,xvt,解得v5 m/s. 向心加速度为av2,得a25m/s2. r才能提高1.B 对两球分别受力分析可知两球的向心力相同 . 2.BCD小球到达最低点时速度不会发生突变,但半径变小就向心力、向心加速度角速度都变 . 3.BC 依据向心力公式判定 . 4.AB 留意杆与

15、绳的不同 . 2v 25.B 由两图线可知 A 为双曲线就 a,线速度不变,B 为过圆点直线 a r 角速度不变 . r6.AD 7.AC 8.9.gRcos3 gL10. 解：当两球绕轴在水平面内转动而无滑动时,设角速度的极大值为,由于 B 球圆周运动的半径较大,需要的向心力较大,就此时两个球有沿水平杆CD向 D运动的趋势,设细线上的张力为F,就对 A、B 分别有牛顿其次定律,有FfmA2rAFfm B2rB联立以上两方程,并代入数据求解得2fF3fmR11. 解析：要使 B 静止, A 必需相对于转盘静止具有与转盘相同的角速度A 需要的向心力由绳拉力和静摩擦力合成角速度取最大值时,A 有离

16、心趋势,静摩擦力指向圆心O；角速度取最小值时,A 有向心运动的趋势,静摩擦力背离圆心 O对于 B,T=mg 对于 A,TfMr222.9rad/s 所以2.9 rad/s 6 5.rad/s 116 .52TfMr2rad/s 12. 解：（1）BC线刚好拉直时没有作用力,依据受力可得名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - mgcot530mv2解得：v3 m/sr（2）当速率连续增加时小球的位置不变,设T Acos530TBmv2rTAsin530mgAC绳拉力为 TA, BC绳拉力为 TB水平坚直列方程得由以上两式可知BC 绳肯定先断,就当TB2 .25mg时解得v42m/s第 7 页,共 7 页名师归纳总结 - - - - - - -