2019-2020年高中物理 5.6向心力（探究導學課型）課時提升作業(yè) 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 5.6向心力（探究導學課型）課時提升作業(yè) 新人教版必修2 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標出) 1.(xx凱里高一檢測)對于做勻速圓周運動的物體,以下說法正確的是(　　) A.速度不變 B.受到平衡力作用 C.除受到重力、彈力、摩擦力之外,還受到向心力的作用 D.所受合力大小不變,方向始終與線速度垂直并指向圓心 【解析】選D。做勻速圓周運動的物體速度方向不斷變化,A錯誤。又因為做勻速圓周運動的物體具有向心加速度,所以所受合力不為零,B錯誤。向心力是效果力,受力分析時不考慮,C錯誤。做勻速圓周運動的物體,合力充當向心力,所以其大小不變,方向始終與線速度垂直并指向圓心,D正確。 2.如圖所示,一只老鷹在水平面內(nèi)盤旋做勻速圓周運動,則關(guān)于老鷹受力的說法正確的是(　　) A.老鷹受重力、空氣對它的作用力和向心力的作用 B.老鷹受重力和空氣對它的作用力 C.老鷹受重力和向心力的作用 D.老鷹受空氣對它的作用力和向心力的作用 【解析】選B。老鷹在空中做圓周運動,受重力和空氣對它的作用力兩個力的作用,兩個力的合力充當它做圓周運動的向心力。但不能說老鷹受重力、空氣對它的作用力和向心力三個力的作用。選項B正確。 3.汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等,以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運動,甲車在乙車的外側(cè)。兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙,以下說法正確的是(　　) A.Ff甲小于Ff乙 B.Ff甲等于Ff乙 C.Ff甲大于Ff乙 D.Ff甲和Ff乙大小均與汽車速率無關(guān) 【解析】選A。兩車做圓周運動的向心力均由摩擦力提供,由于甲車在乙車外側(cè),故r甲>r乙,而兩者質(zhì)量和速率均相等,據(jù)Ff=m可得選項A正確。 4.(xx西寧高一檢測)甲、乙兩個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,在相同的時間里甲轉(zhuǎn)過60,乙轉(zhuǎn)過45,則它們 的向心力之比為(　　) A.1∶4　　　B.2∶3　　　C.4∶9　　　D.9∶16 【解析】選C。由勻速圓周運動的向心力公式得,Fn=mω2R=m()2R,所以=。 5.如圖所示,天車下吊著兩個質(zhì)量都是m的工件A和B,系A(chǔ)的吊繩較短,系B的吊繩較長。若天車運動到P處突然停止,則兩吊繩所受的拉力FA和FB的大小關(guān)系為(　　) A.FA>FB B.FAmg 【解題指南】解答本題應注意以下兩點: (1)天車突然停止時,A、B兩工件開始做圓周運動。 (2)吊繩的拉力和重力的合力提供向心力。 【解析】選A。設(shè)天車原來的速度大小為v,天車突然停止運動,A、B工件都處于圓周運動的最低點,線速度均為v。由于F-mg=m,故拉力F=mg+m,又由于rAFB,A正確。 二、非選擇題(15分) 6.(xx成都高一檢測)有一種叫“飛椅”的游樂項目,如圖所示。長為L的鋼繩一端系著座椅,另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi),與豎直方向的夾角為θ。不計鋼繩的重力,求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω與夾角θ的關(guān)系。 【解析】對座椅受力分析,如圖所示 y軸上,Fcosθ=mg x軸上,Fsinθ=mω2(r+Lsinθ) 則由以上兩式得 tanθ= 因此ω= 答案:ω= 【總結(jié)提升】處理勻速圓周運動問題的基本原則 (1)明白向心力的來源,即什么力來提供向心力,大小等于多少; (2)準確確定圓周運動的圓心位置、半徑大小; (3)熟記向心力公式的各種表達式,在不同的情況下選用不同的表達式解題。 【變式訓練】一位鏈球運動員在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量為4kg的鏈球,鏈球每1s轉(zhuǎn)一圈,轉(zhuǎn)動半徑為1.5m,求: (1)鏈球的線速度; (2)鏈球做圓周運動需要的向心力。 【解析】(1)鏈球的角速度ω=,故線速度 v=rω==3πm/s=9.42m/s (2)根據(jù)向心力公式F= 可得F=N=236.6N 答案:(1)9.42m/s　(2)236.6N 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號后標出) 1.(xx崇文高一檢測)關(guān)于向心力的說法中錯誤的是(　　) A.向心力總是沿半徑指向圓心,且大小不變,向心力是一個恒力 B.向心力是沿著半徑指向圓心方向的合力,是根據(jù)力的作用效果命名的 C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力,也可以是其中某個力的分力 D.向心力只改變物體線速度的方向,不可能改變物體線速度的大小 【解析】選A。向心力是根據(jù)力的作用效果命名的,可以是某個力或幾個力的合力,也可以是某個力的分力,B、C正確;向心力跟線速度方向垂直,只改變線速度的方向,不可能改變線速度的大小,D正確;向心力是變力,A錯誤。 2.(xx上海高考)秋千的吊繩有些磨損。在擺動過程中,吊繩最容易斷裂的時候是秋千(　　) A.在下擺過程中 B.在上擺過程中 C.擺到最高點時 D.擺到最低點時 【解題指南】解答本題時應注意理解以下兩點: (1)重力和吊繩的拉力提供向心力; (2)拉力最大時,吊繩最容易斷裂。 【解析】選D。當秋千擺到最低點時速度最大,由F-mg=m知,吊繩中拉力F最大,吊繩最容易斷裂,選項D正確。 3.(xx徐州高一檢測)如圖所示,在雙人花樣滑冰運動中,有時會看到被男運動員拉著的女運動員離開地面在空中做圓錐擺運動的精彩場面,目測體重為G的女運動員做圓錐擺運動時與水平冰面的夾角約為30,重力加速度為g,估算知該女運動員(　　) A.受到的拉力為G B.受到的拉力為2G C.向心加速度為3g D.向心加速度為2g 【解析】選B。如圖所示,F1=Fcos30,F2=Fsin30,F2=G,F1=ma,所以a=g,F=2G。選項B正確。 4.質(zhì)量不計的輕質(zhì)彈性桿P插在桌面上,桿端套有一個質(zhì)量為m的小球,今使小球沿水平方向做半徑為R的勻速圓周運動,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 【解析】選C。小球在重力和桿的作用力下做勻速圓周運動。這兩個力的合力充當向心力必指向圓心,如圖所示。用力的合成法可得桿的作用力:F==,根據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)U的上端的反作用力F=F,C正確。 二、非選擇題(本題共2小題,共22分) 5.(10分)如圖所示,旋轉(zhuǎn)木馬被水平杠桿拴住,繞轉(zhuǎn)臺的中心軸做勻速圓周運動。若相對兩個木馬間的桿長為6m,木馬的質(zhì)量為30 kg,騎木馬的兒童質(zhì)量為40 kg,當木馬旋轉(zhuǎn)的速度為6 m/s時,試問: (1)此時木馬和兒童的向心力由哪個物體提供? (2)此時兒童受到的向心力是多大? 【解析】(1)木馬受騎在木馬上的兒童對它的壓力、重力和杠桿對它的作用力做勻速圓周運動。木馬受到的向心力由杠桿提供;兒童受到木馬對他的作用力和重力作用,向心力由木馬提供。(2)兒童所受向心力由木馬提供且指向圓心,由Fn=m,得Fn=40N=480 N 答案:(1)杠桿　木馬　(2)480N 6.(12分)如圖所示,兩根長度相同的輕繩,連接著相同的兩個小球,讓它們穿過光滑的桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,其中O為圓心,兩段細繩在同一直線上,此時,兩段繩子受到的拉力之比為多少? 【解析】設(shè)每段繩子長為l,對球2有F2=2mlω2 對球1有:F1-F2=mlω2,由以上兩式得:F1=3mlω2 故=。 答案:3∶2 【總結(jié)提升】處理勻速圓周運動問題的基本方法 (1)明確哪一個物體做勻速圓周運動。 (2)確定物體做勻速圓周運動的圓心和半徑。 (3)分析物體的受力情況。 (4)在半徑方向上的合力提供向心力。 (5)按照向心力合適的形式列出方程,并求解。