高中物理 第五章 圆周运动的向心力及其应用（基础）巩固训练 新人教版必修2.doc

第五章 圆周运动的向心力及其应用【巩固练习】一、选择题：1、关于向心力的下列说法中正确的是( )A物体受到向心力的作用才能做圆周运动B向心力是指向圆心方向的合外力，它是根据力的作用效果命名的C向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某种力的分力D向心力只能改变物体的运动方向，不可能改变运动的快慢2、用绳拴住一个小球，使其在光滑水平面上做匀速圆周运动，绳子突然断开，那么小球将（ ）A. 沿半径方向远离圆心B. 沿半径方向接近圆心C. 做一个半径增大的匀速圆周运动D. 沿线断时小球所在点的圆弧切线方向做匀速直线运动3、A、B两质点均做匀速圆周运动，它们做圆周运动的半径，当A转60转时，B正好转45转，两质点所受向心力之比为（ ）A. 1：4 B. 4：1 C. 4：9 D. 2：3 4、 在匀速旋转的圆筒内壁上紧贴一个物体，物体随圆筒一起运动时：(1)它受到的外力是（ ）A. 重力、弹力、摩擦力 B. 重力、弹力、静摩擦力C. 重力、弹力、滑动摩擦力 D. 重力、弹力、向心力(2)物体受到的向心力是（ ）A. 静摩擦力 B. 滑动摩擦力 C. 重力 D. 弹力5、图中摆球做匀速圆周运动的向心力是（ ）A. 重力 B. 弹力 C. 重力和弹力的合力 D. 平衡力6、有一质量为m的物体放在水平旋转的圆台上，离转轴距离为r，当圆台转速为n时，物体和圆台相对静止，如果转台的转速增加，而物体仍和台面相对静止。则（ ）A. 静摩擦力增大 B. 台面弹力增大C. 台面对物体最大静摩擦力增大 D. 物体受到的合力增大7、下面哪种运动的情况物体处于超重状态（ ）A平抛出去的物体在落地前B竖直向上加速发射的火箭中的物体C汽车通过凸形桥桥顶时D荡打秋千的人摆过最低位置时8、A、B球之间用线相连，为光滑水平桌面上一小铁钉，再用线将与B球相连，当A、B两球绕点在桌面上以相同的角速度转动时，两线段的拉力为（ ）（已知）A. 3：2 B. 2：3 C. 5：3 D. 2：1 二、填空题：1、一个做匀速圆周运动的物体，若半径保持不变，当它的转速变为原来的4倍时，它的线速度将变为原来的_倍，它所受向心力将变为原来的_倍；若线速度保持不变，当角速度变成原来的4倍时，它的轨道半径将变为原来的_倍，它所受的向心力将变为原来的_倍。2、如果做匀速圆周运动的物体每秒转速变为原来的2倍时，所需的向心力比原来增大了3N，则物体原来所需的向心力为_N。三、计算题：1、洗衣机的甩干桶竖直放置。桶的内径为20cm，工作时被甩的衣物贴在桶壁上，衣物与桶壁的动摩擦因数为0.025。若不使衣物滑落下去，甩干桶的转速至少多大？2、小球被绳拉着在水平面内做匀速圆周运动。已知小球质量m0.4kg，线速度，圆周运动半径r0.4m，求绳对小球的拉力。（）3、质量为m的飞行员，驾机以一定速率在竖直平面内做匀速圆周运动的特技飞行。当他飞行到最高点时对座椅的压力大小恰好等于自身重力。求他飞到最低点时对座椅的压力。4、 一根劲度系数为的弹簧，原长m，一端固定在光滑水平转台的转动轴上，另一端系一个质量m2kg的物体，当转台以180r/min的转速转动时，求弹簧伸长了多少？ 【答案与解析】一、选择题：1、BCD解析：向心力是根据力的作用效果命名的，而不是一种性质力，物体之所以能做匀速圆周运动，不是因为物体多受了一个向心力的作用，而是物体所受各种力的合外力始终指向圆心，从而只改变速度的方向而不改变速度的大小，故选项A错误，B、C、D三个选项均正确2、D解析：绳子突然断开时，向心力完全消失，小球因惯性而做离心运动，即保持沿线断时小球所在点的圆弧切线方向做匀速直线运动，所以选项D正确。3、C解析：A、B两质点的角速度之比是，根据知道，向心力的大小与质点的质量、半径以及角速度的平方成正比，所以，选项C正确。4、(1) B (2) D解析：物体随圆筒一起做匀速圆周运动时，在竖直方向处于平衡状态，物体除了受到竖直向下的重力外，还受到竖直向上的静摩擦力；筒壁对它的水平方向的弹力提供向心力，所以答案为(1) B (2) D。5、C解析：摆球受到重力和线的拉力作用而做匀速圆周运动，这两个力的合力提供水平方向的向心力，所以C 选项正确。6、AD解析：物体在竖直方向上受到的重力和圆台对它的支持力相平衡，静摩擦力就是物体受到的合力，它充当物体做匀速圆周运动的向心力。当转速增大时物体所需要的向心力增大，因为物体仍然与圆台相对静止，所以，它受到的静摩擦力必然增大，AD选项正确；最大静摩擦力的大小取决于：物体与台面的正压力的大小以及它与接触面间的粗糙程度，所以转速增大时，最大静摩擦力大小不发生变化，C选项不正确。7、BD解析：平抛出去的物体在落地前具有向下的加速度，处于失重状态；汽车通过凸形桥桥顶时，具有向下的向心加速度，也处于失重状态；竖直向上加速发射的火箭中的物体，具有向上的加速度，处于超重状态；荡秋千的人摆过最低位置时，具有向上的向心加速度，也处于超重状态。故选项BD正确。8、B解析：A、B两球绕点在桌面上转动的角速度为，分别对A、B在水平方向上用牛顿第二定律得：对A：(1)对B：(2)将(1)代入(2)式：所以，选项B正确。二、填空题：1、4；16；4；解析：物体做匀速圆周运动半径一定时，根据，有，所以线速度的大小正比于转速，当转速变为原来的4倍时线速度也变为原来的4倍；向心加速度，所以向心加速度正比于转速的平方，因此当转速变为原来的4倍时向心加速度变为原来的16倍，向心力也变为原来的16倍。根据知线速度大小不变时，角速度的大小与半径成反比，当角速度变成原来的4倍时半径变为原来的；根据知线速度大小不变时，向心加速度与半径成反比，所以当角速度变成原来的4倍时向心加速度也变为原来的4倍，向心力也变为原来的4倍。2、1解析：设物体原来转速为n ，受到的向心力大小为FN，由向心力的计算公式得：当转速变为原来的2倍时，所需的向心力FN，则所以，解得三、计算题：1、420r/min解析：衣服在桶中的受力如图所示，mgfFN若不使衣服滑落下去，则在竖直方向上有重力和摩擦力平衡，即 在水平方向上由匀速圆周运动知识有摩擦力的大小 联立以上各式得桶的转速为代入数值解得，即n=420r/min所以甩干桶的转速至少为420r/min。2、5N，绳的拉力方向与竖直方向成角解析：小球受到两个力：重力G和拉力T。因为小球做匀速圆周运动，所以这两个力的合力一定指向圆心，就是向心力。这样就可以根据力的合力的知识和向心力公式，求出绳对小球的拉力。 即绳的拉力方向与竖直方向成角。3、3mg解析：飞机飞至最低点时飞行员受向下的重力mg和向上的支持力F1， 由牛顿第二定律得：在最高点时，飞行员受向下的重力和F2的作用，由牛顿第二定律得：可见两个向心力大小相等，即因此飞行员飞到最低点时对座椅的压力4、0.49m解析：物体随转台做圆周运动的向心力就是弹簧的弹力，。设转动时弹簧伸长的长度为，则物体的转动半径。转速n=180r/min=3r/s。 根据牛顿第二定律有：解得：