2019-2020年高一物理下學(xué)期末復(fù)習(xí)分層達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 5.6《向心力》 新人教版.doc

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2019-2020年高一物理下學(xué)期末復(fù)習(xí)分層達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 5.6《向心力》 新人教版 【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】 1.(xx成都高一檢測(cè))以下關(guān)于向心力及其作用的說法中正確的是( ) A.向心力既改變圓周運(yùn)動(dòng)物體速度的方向，又改變速度的大小 B.在物體所受力中，只有指向圓心的力才是向心力 C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，除了受到別的物體對(duì)它的作用力外，一定還受到一個(gè)向心力的作用 D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力即為物體的向心力 2.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它所受的向心力的大小必定與( ) A.線速度平方成正比 B.角速度平方成正比 C.運(yùn)動(dòng)半徑成反比 D.線速度和角速度的乘積成正比 3.(xx安慶高一檢測(cè))在水平面上,小猴拉著小滑塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng),O點(diǎn)為圓心，能正確地表示小滑塊受到的牽引力及摩擦力Ff的圖是( ) 4.如圖所示，一小球用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，將其拉離豎直位置一個(gè)角度后釋放，則小球以O(shè)點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中小球所需的向心力是( ) A.繩的拉力 B.重力和繩拉力的合力 C.重力和繩拉力的合力沿繩方向的分力 D.繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力 5.質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線速度為v時(shí)圓周半徑為R，若保持向心力大小不變，當(dāng)圓周半徑為2R時(shí)，角速度應(yīng)為( ) A. B. C. D. 6.(xx成都高一檢測(cè))如圖所示，兩個(gè)圓盤靠皮帶傳動(dòng)，已知R1＝2R2，質(zhì)量為m1的物體放在圓盤O1距圓心處，質(zhì)量為m2的物體放在圓盤O2的邊緣處。它們隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，且與圓盤保持相對(duì)靜止。若m1= 4m2，那么( ) A.m1和m2的向心力大小相等 B.m1和m2的角速度相等 C.m1和m2的向心加速度大小相等 D.m1和m2的線速度大小相等 7．一位鏈球運(yùn)動(dòng)員在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量為4 kg的鏈球,鏈球每1 s轉(zhuǎn)一圈。轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為1.5 m,求： (1)鏈球的線速度； (2)鏈球做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力。 【能力提升】 8.質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿P插在桌面上，桿端套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，今使小球沿水平方向做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度為ω，如圖所示，則桿的上端受到的作用力大小為( ) A.mω2R B. C. D.不能確定 9.如圖所示為一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐，其軸線垂直于水平面，圓錐固定不動(dòng)，兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A、B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則( ) A.球A的線速度必大于球B的線速度 B.球A的角速度必小于球B的角速度 C.球A的運(yùn)動(dòng)周期必小于球B的運(yùn)動(dòng)周期 D.球A對(duì)內(nèi)壁的壓力必大于球B對(duì)內(nèi)壁的壓力 10.在電視上有一個(gè)“勇往直前”的節(jié)目，參加者要連續(xù)成功過幾道障礙，先到達(dá)終點(diǎn)者獲勝，其中有一種旋轉(zhuǎn)障礙，要求參加者站在旋轉(zhuǎn)的圓盤上，把球投入箱子里，假設(shè)參加者與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6，圓盤以0.3 r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則參加者站在離圓盤的圓心多遠(yuǎn)的地方才能隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)？(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2，π2=10) 11. 長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定在O點(diǎn)，讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng))，如圖所示，當(dāng)擺線L與豎直方向的夾角是α?xí)r，求： (1)線的拉力F的大小； (2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大?。? (3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度及周期。 答案解析 1.【解析】選D。向心力只改變圓周運(yùn)動(dòng)的速度的方向，不改變圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小，A錯(cuò)誤；向心力是效果力，它可以由物體所受的合力提供，也可由某個(gè)力或某個(gè)力的分力提供，B、C錯(cuò)誤；勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力提供向心力，D正確。 2.【解析】選D。因做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體滿足關(guān)系由此可以看出在R、v、ω是變量的情況下，F(xiàn)向與R、v、ω是什么關(guān)系不能確定，只有在 R一定的情況下，向心力才與線速度的平方、角速度的平方成正比；在v一定時(shí)，F(xiàn)向與R成反比，ω一定時(shí)，F(xiàn)向與R成正比，故A、B、C錯(cuò)誤；而從 F向=mvω看，m是不變的，知D正確。 3.【解析】選A?；瑒?dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，故滑動(dòng)摩擦力的方向沿圓周的切線方向，B、D錯(cuò)誤；小滑塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其合外力提供向心力，故A正確，C錯(cuò)誤。 4.【解析】選C、D。小球在豎直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng)，受重力和繩的拉力作用，由于向心力是指向圓心方向的合外力，因此它可以是小球所受合力沿繩方向的分力，也可以是各力沿繩方向的分力的合力，故C、D正確。 5.【解析】選B。設(shè)向心力大小為F，則當(dāng)圓周半徑為2R時(shí)，設(shè)線速度為v′，則由以上兩式得v′=。根據(jù)v=ωr得所以ω=B正確。 6.【解析】選A。同一皮帶帶動(dòng)的輪子邊緣線速度大小相等，D錯(cuò)誤；設(shè)兩輪子邊緣的線速度大小為v，根據(jù)v=ωr可得即兩輪子的角速度不同，B錯(cuò)誤；根據(jù)a=ω2r得m1的向心加速度，m2的向心加速度故C錯(cuò)誤；根據(jù)向心力Fn=ma得m1的向心力 m2的向心力故A正確。 7．【解析】(1)v=rω=2πr/T=3π m/s=9.42 m/s (2)根據(jù)向心力公式F=mv2/r 可得F=49.422/1.5 N=236.6 N 答案：(1)9.42 m/s (2)236.6 N 8.【解析】選C。小球在重力和桿的作用力下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力必指向圓心，如圖所示。用合成法可得桿的作用力。F= =，C正確。 9.【解題指南】解答本題需要把握以下三點(diǎn)： (1)A、B兩物體的受力情況相同，向心力相同； (2)A、B兩物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同； (3)向心力的表達(dá)式有不同的形式。 【解析】選C。小球只受重力mg和支持力FN，根據(jù)重力與支持力的合力提供向心力，可得向心力而B球受力情況與A球完全一樣，向心力也是故由Fn=mv2/r知r大，v大；由Fn=mω2r知r大，ω??；由知r大，T大；故A、B錯(cuò)，C對(duì)。小球A、B所受支持力均為故D錯(cuò)。 10.【解析】設(shè)參加者到圓心的最大距離為r時(shí)，恰好隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，向心力恰好等于最大靜摩擦力，即μmg=mrω2，又知ω=2πn，代入數(shù)據(jù)解得：r=1.67 m。因此，參加者站在離圓心1.67 m以內(nèi)才能隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。 答案：距離圓心1.67 m以內(nèi) 【總結(jié)提升】與摩擦力有關(guān)的圓周運(yùn)動(dòng)的臨界極值問題 (1)物體間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是物體間恰好達(dá)到最大靜摩擦力，如果只是摩擦力提供向心力，則有μFN=靜摩擦力的方向一定指向圓心； (2)如果除摩擦力以外還有其他力，如繩兩端連著物體，其中一個(gè)物體豎直懸掛，另一個(gè)物體隨轉(zhuǎn)盤在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，存在一個(gè)恰不向內(nèi)滑動(dòng)的臨界條件和一個(gè)恰不向外滑動(dòng)的臨界條件，靜摩擦力達(dá)到最大且靜摩擦力的方向分別為沿半徑背離圓心和沿半徑指向圓心。 11.【解析】(1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球受力如圖所示，小球受重力mg和繩子的拉力F作用。因?yàn)樾∏蛟谒矫鎯?nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以小球受到的合力指向圓心O′，且是水平方向的。由平行四邊形定則得小球受到的合力大小為mgtanα，線對(duì)小球的拉力大小為 (2)由牛頓第二定律得mgtanα= 由幾何關(guān)系得r=Lsinα，所以小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的大小為 v= (3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度ω= 小球運(yùn)動(dòng)的周期 答案：(1) (2) (3)