第六章圓周運動第二節(jié)向心力基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)（含解析）一、單選題1．關(guān)于曲線運動和運動合成的下列說法中正確的是（）A．勻速圓周運動是勻加速曲線運動B．做勻速圓周運動的物體所受合外力是保持不變的C．做勻速圓周運動的物體向心加速度與半徑成反比D．做勻速圓周運動的物體角速度與轉(zhuǎn)速成正比2．物體做勻速圓周運動時，下列說法正確的是（）A．所受合力全部用來提供向心力 B．是勻變速曲線運動C．速度的大小和方向都改變 D．向心加速度不變3．飛機(jī)由俯沖到拉起時，飛行員處于超重狀態(tài)，此時座椅對飛行員的支持力大于飛行員所受的重力，嚴(yán)重時會造成飛行員四肢沉重，大腦缺血，暫時失明，甚至昏厥。受過專門訓(xùn)練的空軍飛行員最多可承受9倍重力的影響。當(dāng)飛機(jī)在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖、拉起的速度為100m/s時，圓弧軌道的最小半徑為（?。ǎ〢．100m B．111m C．125m D．250m4．在水平冰面上，狗拉著雪橇做勻速圓周運動，O點為圓心，能正確地表示雪橇受到的牽引力F及摩擦力的選項是（）A． B．C． D．5．如圖所示，小物體A與水平圓盤保持相對靜止，跟著圓盤一起做勻速圓周運動，則A受力情況是()A．重力、支持力B．重力、向心力C．重力、支持力、指向圓心的摩擦力D．重力、支持力、向心力、摩擦力6．如圖所示，在粗糙水平木板上放一個物塊，使水平板和物塊一起在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運動，ab為水平直徑，cd為豎直直徑．在運動過程中木板始終保持水平，物塊相對木板始終靜止，則()A．物塊始終受到兩個力作用B．只有在a、b、c、d四點，物塊受到的合外力才指向圓心C．從a到b，物塊所受的摩擦力先增大后減小D．從b到a，物塊處于超重狀態(tài)7．甲、乙兩物體都做勻速圓周運動，其質(zhì)量之比為1∶2，轉(zhuǎn)動半徑之比為1∶2，在相等時間里甲轉(zhuǎn)過60°，乙轉(zhuǎn)過45°，則它們所受外力的合力之比為A．1∶4 B．4∶9 C．2∶3 D．9∶168．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上有兩個質(zhì)量相同的物塊P和Q兩物塊均可視為質(zhì)點，它們隨圓盤一起做勻速圓周運動，線速度大小分別為和，摩擦力大小分別為和，下列說法中正確的是A． B．C． D．9．如圖所示，利用向心力演示儀，探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系，若皮帶套在兩個半徑相等的塔輪上，且做勻速圓周運動，兩側(cè)分別放置鋁球和鋼球，則此時正在研究哪兩個物理量之間的關(guān)系（）A．研究向心力與質(zhì)量之間的關(guān)系B．研究向心力與角速度之間的關(guān)系C．研究向心力與半徑之間的關(guān)系D．研究向心力與線速度之間的關(guān)系10．“遼寧艦”質(zhì)量為，如圖是“遼寧艦”在海上轉(zhuǎn)彎時的照片，假設(shè)整個過程中遼寧艦做勻速圓周運動，速度大小為20m/s，圓周運動的半徑為1000m，下列說法中正確的是A．在A點時水對艦的合力指向圓心B．在A點時水對艦的合力大小約為C．在A點時水對艦的合力大小約為D．在點時水對艦的合力大小為011．如圖所示，M能在水平光滑桿上自由滑動，滑桿連架裝在轉(zhuǎn)盤上．M用繩跨過在圓心處的光滑滑輪與另一質(zhì)量為m的物體相連．當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω轉(zhuǎn)動時，M離軸距離為r，且恰能保持穩(wěn)定轉(zhuǎn)動．當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速增至原來的2倍，調(diào)整r使之達(dá)到新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動狀態(tài)，則滑塊M()A．所受向心力變?yōu)樵瓉淼?倍B．線速度變?yōu)樵瓉淼腃．半徑r變?yōu)樵瓉淼腄．M的角速度變?yōu)樵瓉淼?2．如圖所示，是某課外研究小組設(shè)計的可以用來測量轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的裝置．該裝置上方是一與轉(zhuǎn)盤固定在一起有橫向均勻刻度的標(biāo)尺，帶孔的小球穿在光滑細(xì)桿與一輕彈簧相連，彈簧的另一端固定在轉(zhuǎn)動軸上，小球可沿桿自由滑動并隨轉(zhuǎn)盤在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動．當(dāng)轉(zhuǎn)盤不轉(zhuǎn)動時，指針指在O處，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為時，指針指在A處，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為時，指針指在B處，設(shè)彈簧均沒有超過彈性限度，則與的比值為A． B． C． D．13．甲、乙兩名滑冰運動員，m甲＝80kg，m乙＝40kg，面對面拉著彈簧秤做勻速圓周運動的滑冰表演，如圖所示，兩人相距m，彈簧秤的示數(shù)為N，下列判斷中正確的是()A．兩人的線速度相同，約為40m/sB．兩人的角速度相同，為6rad/sC．兩人的運動半徑不同，甲為m，乙為mD．兩人的運動半徑相同，都是m14．殲20是我國自主研發(fā)的一款新型隱形戰(zhàn)機(jī)，圖中虛線是某次殲20離開跑道在豎直方向向上加速起飛的軌跡，虛直線是曲線上過飛機(jī)所在位置的切線，則空氣對飛機(jī)作用力的方向可能是（）A．沿方向 B．沿方向 C．沿方向 D．沿方向15．如圖所示,一圓柱形容器繞其軸線勻速轉(zhuǎn)動,內(nèi)部有A、B兩個物體與容器的接觸面間始終保持相對靜止．當(dāng)轉(zhuǎn)速增大后(A、B與容器接觸面間仍相對靜止),下列正確的是()A．兩物體受的摩擦力都增大B．兩物體受的摩擦力大小都不變C．物體A受的摩擦力增大，物體B受的摩擦力大小不變D．物體A受的摩擦力大小不變，物體B受的摩擦力增大16．如圖所示，細(xì)繩長為L，掛一個質(zhì)量為m的小球，球離地的高度h=2L，當(dāng)繩受到大小為2mg的拉力時就會斷裂，繩的上端系一質(zhì)量不計的環(huán)，環(huán)套在光滑水平桿上，現(xiàn)讓環(huán)與球一起以速度向右運動，在A處環(huán)被擋住而立即停止，A離墻的水平距離也為L，球在以后的運動過程中，球第一次碰撞點離墻角B點的距離是（不計空氣阻力）：

A． B． C． D．二、解答題17．無動力風(fēng)帽又叫球形通風(fēng)器，是屋頂常見的一種通風(fēng)設(shè)備。一風(fēng)帽如圖所示，它會在自然風(fēng)的推動下繞其豎直中心軸旋轉(zhuǎn)。在其邊緣某處粘有一塊質(zhì)量為m的橡皮泥，過橡皮泥所處的位置的一條切線豎直，橡皮泥到中心軸的距離為l。某段時間內(nèi)，風(fēng)帆做勻速圓周運動，在時間t內(nèi)發(fā)現(xiàn)風(fēng)帽旋轉(zhuǎn)了n圈。重力加速度大小為g。求：（1）橡皮泥線速度的大小；（2）風(fēng)帽對橡皮泥作用力的大小。

18．如圖所示,質(zhì)量為的物體,沿半徑為的圓軌道自點滑下,與圓心等高,滑至點(點在點正下方)時的速度為,已知物體與軌道間的動摩擦因數(shù)為,求物體在點所受的摩擦力．19．長為L的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點．讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運動(這種運動通常稱為圓錐擺運動)，如圖.求擺線L與豎直方向的夾角為α?xí)r：(1)線的拉力F；(2)小球運動的線速度的大?。?3)小球運動的角速度及周期．參考答案1．D【解析】A．勻速圓周運動的加速度是大小不變，方向時刻變化的，所以是變加速曲線運動，故A錯誤；B．做勻速圓周運動的物體所受的合外力大小保持不變，但方向時刻改變，故是變力，故B錯誤；C．做勻速圓周運動的物體向心加速度與受力有關(guān)，與半徑無關(guān)，故C錯誤；D．根據(jù)ω=2πn可知，做勻速圓周運動的物體角速度與轉(zhuǎn)速成正比，故D正確。故選D。2．A【解析】A．物體做勻速圓周運動，合外力完全提供向心力，A正確；B．物體所受合外力始終與速度垂直，速度大小始終不變，合外力方向始終指向圓心，一直改變，不是勻變速曲線運動，BC錯誤；D．向心加速度大小不變，方向一直改變，D錯誤。故選A。3．C【解析】在飛機(jī)經(jīng)過最低點時，對飛行員受力分析，受重力和支持力，兩者的合力提供向心力，由題意知，當(dāng)時，圓弧軌道半徑最小，為，由牛頓第二定律得解得故C正確。故選C。4．C【解析】雪橇做勻速圓周運動，合力指向圓心，提供向心力；滑動摩擦力的方向和相對運動方向相反，故沿切線向后；拉力與摩擦力的合力指向圓心，故拉力指向斜右上方；故C正確，ABD錯誤。故選C。5．C【解析】物體受到重力、支持力、靜摩擦力，其中，指向圓心的靜摩擦力提供向心力，C正確。故選C。6．D【解析】A.在c、d兩點，物塊只受重力和支持力，在其他位置物塊受到重力、支持力、靜摩擦力三個力作用，故A項與題意不相符；B.物塊做勻速圓周運動，合外力提供向心力，所以合外力始終指向圓心，故B項與題意不相符；C.從a運動到b，物塊的加速度的方向始終指向圓心，水平方向的加速度先減小后反向增大，根據(jù)牛頓第二定律可得，物塊所受木板的靜摩擦力先減小后增大，故C項與題意不相符；D.從b運動到a，向心加速度有向上的分量，物塊處于超重狀態(tài)，故D項與題意相符．7．B【解析】相同時間里甲轉(zhuǎn)過60°角，乙轉(zhuǎn)過45°角，根據(jù)角速度定義可知：ω1：ω2=4:3；由題意可知r1:r2=1:2，m1:m2=1:2，根據(jù)公式式F向=mω2r，F(xiàn)1:F2=m1ω12r1:m2ω22r2=4:9；故選B8．A【解析】同軸傳動角速度相等，故ωp=ωq，由于rp＜rQ，根據(jù)v=rω，有vp＜vQ，故CD錯誤；由于rp＜rQ，根據(jù)F=mrω2可知Fp＜FQ，故A正確，B錯誤；故選A．9．A【解析】鋁球與鋼球質(zhì)量不同，轉(zhuǎn)動的半徑相等，線速度大小相等，本實驗研究向心力與質(zhì)量之間的關(guān)系，不是研究向心力與角速度、半徑、線速度的關(guān)系．故A正確，BCD錯誤．故選A．10．B【解析】A．在A點時，水對艦有向上的浮力大小等于艦的重力，同時有指向圓心方向的水的推力，兩個力的合力方向斜向上方向，選項A錯誤；BCD．水對艦的合力大小約為，選項B正確，CD錯誤；故選B.11．B【解析】轉(zhuǎn)速增加，再次穩(wěn)定時，M做圓周運動的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m的重力，所以向心力不變．故A錯誤．轉(zhuǎn)速增至原來的2倍，則角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)F=mrω2，向心力不變，則r變?yōu)樵瓉淼模鶕?jù)v=rω，線速度變?yōu)樵瓉淼模蔅正確，CD錯誤；故選B．12．C【解析】設(shè)每格的長度為l，根據(jù)彈簧的彈力提供向心力，得：kl=mω12?4l，k3l=mω22?6l，聯(lián)立解得：，故C正確，ABD錯誤．13．C【解析】甲、乙兩人做圓周運動的角速度相同，向心力大小都是彈簧的彈力，則有M甲ω2r甲=M乙ω2r乙，即M甲r甲=M乙r乙；且r甲+r乙=

m，M甲=80

kg，M乙=40

kg，解得r甲=

m，r乙=

m，由于F=M甲ω2r甲所以，而v=ωr，r不同，v不同，故ABD錯誤、C正確．故選C．14．C【解析】飛機(jī)向上加速，空氣作用力應(yīng)指向曲線彎曲的凹側(cè)，同時由于飛機(jī)加速運動，故力應(yīng)與速度的夾角為銳角；故只有符合題意；故選C．15．D【解析】對A分析，在豎直方向f=mg故摩擦力不變，對B根據(jù)牛頓第二定律可知f=m（2πn）2r由于轉(zhuǎn)速增大，故摩擦力增大，故D正確，ABC錯誤．16．D【解析】環(huán)被A擋住的瞬間又解得F=2mg故繩斷，之后小球做平拋運動；假設(shè)小球接落地，則球的水平位移x=vt=2L＞L所以小球先與墻壁碰撞；球平拋運動到墻的時間為t′，則小球下落高度碰撞點距B的距離故選D。17．（1）；（2）【解析】（1）橡皮泥隨風(fēng)帽一起運動時的角速度為橡皮泥的線速度大小為（2）橡皮泥運動時受到的向心力大小為對橡皮泥受力分析可知，風(fēng)帽對橡皮泥的作用力的大小為18．【解析】物體由A滑到B的過程中，受到重力、軌道彈力及摩擦力的作用，做圓周運動，在B點物體的受力情況如圖所示，其中軌道彈力FN與重力mg的合力提供物體做圓周運動的向心力；

由牛