2019-2020學(xué)年新教材高中物理 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練（七）向心力 新人教版必修第二冊(cè)

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1、課時(shí)跟蹤訓(xùn)練（七） 向心力 A級(jí)—學(xué)考達(dá)標(biāo) 1．關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心力，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．向心力是一種性質(zhì)力 B．向心力與速度方向不一定始終垂直 C．向心力只能改變線速度的方向 D．向心力只改變線速度的大小 解析：選C　物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要一個(gè)指向圓心的合外力，是根據(jù)力的作用效果命名的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于向心力指向圓心，與線速度方向始終垂直，所以它的效果只是改變線速度方向，不會(huì)改變線速度大小，故B、D項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。 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．

2、線速度和角速度的乘積成正比 解析：選D　因做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體滿足關(guān)系Fn＝m＝mRω2＝mvω，由此可以看出在R、v、ω是變量的情況下，F(xiàn)n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)n與R成反比；ω一定時(shí)，F(xiàn)n與R成正比。故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，而從Fn＝mvω看，因m是不變的，故選項(xiàng)D正確。 3.如圖為某中國(guó)運(yùn)動(dòng)員在短道速滑比賽中勇奪金牌的精彩瞬間。假定此時(shí)他正沿圓弧形彎道勻速率滑行，則他(　　 ) A．所受的合力為零，做勻速運(yùn)動(dòng) B．所受的合力恒定，做勻加速運(yùn)動(dòng) C．所受的合力恒定，做變加速運(yùn)動(dòng) D．所受的合

3、力變化，做變加速運(yùn)動(dòng) 解析：選D　運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合力時(shí)刻變化，加速度時(shí)刻變化，D正確。 4.如圖所示，照片中的汽車在水平路面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知圖中雙向四車道的總寬度約為15 m，假設(shè)汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍，則運(yùn)動(dòng)的汽車(　　) A．所受的合力可能為零 B．只受重力和地面支持力作用 C．最大速度不能超過(guò)25 m/s D．所需的向心力由重力和支持力的合力提供 解析：選C　汽車在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力時(shí)刻指向圓心，拐彎時(shí)靠靜摩擦力提供向心力，因此排除A、B、D項(xiàng)，所以選擇C。 5.某同學(xué)為感受向心力的大小與哪些因素有關(guān)，做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：繩的一

4、端拴一小球，手牽著在空中甩動(dòng)，使小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)(如圖所示)，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，繩對(duì)手的拉力將不變 B．保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，繩對(duì)手的拉力將增大 C．保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將不變 D．保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將減小 解析：選B　由向心力的表達(dá)式Fn＝mω2r可知，保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，向心力增大，繩對(duì)手的拉力增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，向心力增大，繩對(duì)手的拉力增大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 6.如圖所示，在光滑桿上穿著兩個(gè)小球m1、m2，且m1＝2m2，用細(xì)線把兩球連起來(lái)，當(dāng)桿勻

5、速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩小球剛好能與桿保持無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)兩小球到轉(zhuǎn)軸的距離r1與r2之比為(　　) A．1∶1 B．1∶ C．2∶1 D．1∶2 解析：選D　兩個(gè)小球繞共同的圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的拉力互為向心力，角速度相同。設(shè)兩球所需的向心力大小為Fn，角速度為ω，則： 對(duì)球m1：Fn＝m1ω2r1， 對(duì)球m2：Fn＝m2ω2r2， 由上述兩式得r1∶r2＝1∶2。故D正確。 7.如圖所示，一對(duì)男、女溜冰運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量分別為m男＝80 kg和m女＝40 kg，面對(duì)面拉著一彈簧測(cè)力計(jì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰表演，不計(jì)冰面的摩擦。則男、女兩人(　　) A．做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力之比為2∶1

6、 B．做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)半徑之比為1∶2 C．做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為1∶2 D．做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為2∶1 解析：選B　男、女兩名運(yùn)動(dòng)員靠彈簧測(cè)力計(jì)的拉力提供向心力，兩向心力大小相等，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩名運(yùn)動(dòng)員的角速度相等，根據(jù)m男r1ω2＝m女r2ω2知，男、女兩名運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)半徑之比等于質(zhì)量反比，即1∶2，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)v＝ωr知，兩人的角速度相等，半徑之比為1∶2，則線速度之比為1∶2，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.如圖所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)，且始終與轉(zhuǎn)盤相對(duì)靜止，圖中c沿半徑指向圓心，a與c垂直，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向

7、為b方向 B．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為c方向 C．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為a方向 D．當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為d方向 解析：選D　做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在切向方向受力為零，合力指向圓心，而物塊P的向心力是由摩擦力提供的，所以當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向?yàn)閏方向，故A錯(cuò)誤。當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊P做加速圓周運(yùn)動(dòng)，不僅有沿c方向指向圓心的向心力，還有沿a方向的切向力，使線速度大小增大，二力的合力為摩擦力，方向可能為b方向，故B、C錯(cuò)誤。當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊P做減速圓周運(yùn)動(dòng)，不僅有沿c方向指向圓心的向心力，還有沿a相反方向的切向力，使線速度大小

8、減小，二力的合力為摩擦力，方向可能為d方向，故D正確。 9.如圖甲所示是某同學(xué)探究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體質(zhì)量、向心力、軌道半徑及線速度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓柱體放置在水平光滑圓盤上，力傳感器測(cè)量向心力F，速度傳感器測(cè)量圓柱體的線速度v，該同學(xué)通過(guò)保持圓柱體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變，來(lái)探究向心力F與線速度v的關(guān)系： (1)該同學(xué)采用的實(shí)驗(yàn)方法為_(kāi)_______。 A．等效替代法 B．控制變量法 C．理想化模型法 D．比值法 (2)改變線速度v，多次測(cè)量，該同學(xué)測(cè)出了五組F、v數(shù)據(jù)，如表所示： v/(m·s－1) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 F/N 0.

9、88 2.00 3.50 5.50 7.90 該同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)分析后，在圖乙坐標(biāo)紙上描出了五個(gè)點(diǎn)。 ①作出F-v2圖線； ②若圓柱體運(yùn)動(dòng)半徑r＝0.2 m，由作出的F-v2圖線可得圓柱體的質(zhì)量m＝________ kg(保留兩位有效數(shù)字)。 解析：(1)實(shí)驗(yàn)中研究向心力和速度的關(guān)系，保持圓柱體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變，采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，所以B選項(xiàng)是正確的。 (2)①作出F-v2圖線，如圖所示。 ②根據(jù)F＝知，圖線的斜率k＝，則有：＝ kg/m，代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出：m＝0.18 kg。 答案：(1)B　(2)① 見(jiàn)解析圖?、?.18 B級(jí)—選考提能 10.[

10、多選]一質(zhì)點(diǎn)沿螺旋線自外向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，如圖所示。已知其走過(guò)的弧長(zhǎng)s與時(shí)間t成正比。則關(guān)于該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度越來(lái)越大 B．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的向心力越來(lái)越大 C．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度越來(lái)越大 D．質(zhì)點(diǎn)所受的合外力不變 解析：選BC　質(zhì)點(diǎn)沿螺旋線自外向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)軌跡半徑R不斷減小，根據(jù)其走過(guò)的弧長(zhǎng)s與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t成正比，由v＝可知，線速度大小不變，故A錯(cuò)誤；根據(jù)F向＝m，可知v不變，R減小時(shí)，F(xiàn)向增大，故B正確；根據(jù)ω＝可知，v不變，R減小時(shí)，ω增大，故C正確；根據(jù)F合＝m可知，質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量不變，R減小，F(xiàn)合增大，故D錯(cuò)誤。 11.如圖所示，光滑固定的水平圓盤中

11、心有一個(gè)光滑的小孔，用一細(xì)繩穿過(guò)小孔連接質(zhì)量分別為m1、m2的小球A和B，讓B球懸掛，A球在光滑的圓盤面上繞圓盤中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度為ω，半徑為r，則關(guān)于r和ω關(guān)系的圖像正確的是(　　) 解析：選B　根據(jù)m2g＝m1rω2得r＝·，可知r與成正比，與ω2成反比，故A錯(cuò)誤，B正確。因?yàn)椋溅?，則與ω2成正比，故C、D錯(cuò)誤。 12.如圖所示，質(zhì)量為m的物體，沿半徑為r的圓軌道自A點(diǎn)滑下，A與圓心O等高，滑至B點(diǎn)(B點(diǎn)在O點(diǎn)正下方)時(shí)的速度為v。已知物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求物體在B點(diǎn)所受的摩擦力。 解析：物體由A滑到B的過(guò)程中，受到重力、軌道彈力及摩擦力的作用，做圓周運(yùn)動(dòng)。物體在B點(diǎn)的受力情況如圖所示，其中軌道彈力FN與重力G＝mg的合力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得FN－mg＝，得FN＝mg＋，則滑動(dòng)摩擦力為Ff＝μFN＝μm。 答案：μm 5