2019人教版物理必修二精练：分层训练·进阶冲关 5.6 向心力（含解析）

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1、分层训练进阶冲关A 组 基础练(建议用时 20 分钟)1.(2018徐州高一检测)下列说法正确的是 (C)A.匀速圆周运动是一种匀速运动B.匀速圆周运动是一种匀变速运动C.匀速圆周运动是一种变加速运动 D.物体做圆周运动时,其合力垂直于速度方向2.(2018漳州高一检测)如图所示,用细线吊着一个质量为 m 的小球(不计空气阻力),使小球在水平面内做匀速圆周运动,关于小球受力,正确的是 (B)A.受重力、拉力、向心力 B.受重力、拉力C.受重力 D.以上说法都不正确3.(多选)(2018南平高一检测)洗衣机的甩干筒在旋转时有衣服附在筒壁上,可简化为如图所示的物理模型,此时( B、D )A.衣服受

2、重力、筒壁的弹力、摩擦力和离心力作用B.衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供C.筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大D.转速一定时,筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而减小4.(多选)如图所示,在光滑水平面上钉有两个钉子 A 和 B,一根长细绳的一端系一个小球,另一端固定在钉子 A 上,开始时小球与钉子A、B 均在一条直线上(图示位置),且细绳的一大部分沿顺时针方向(俯视)缠绕在两钉子上,现使小球以初速度 v0在水平面上沿逆时针方向(俯视)做匀速圆周运动,使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放,在绳子完全被释放后与释放前相比,下列说法正确的是( C、D )A.小球的线速度变大 B.小球的角速

3、度变大C.小球的向心加速度变小 D.细绳对小球的拉力变小5.如图所示,在光滑杆上穿着两个小球 m1、m 2,且 m1=2m2,用细线把两球连起来,当杆匀速转动时,两小球刚好能与杆保持无相对滑动,此时两小球到转轴的距离 r1与 r2之比为 (D)A.11 B.1 C.21 D.126.(2018汕头高一检测)如图所示,质量相等的 A、B 两物块放在匀速转动的水平圆盘上,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列关系中正确的是(A)A.它们所受的摩擦力 f AfBB.它们的线速度 vAGC.NcG D.NdG8.未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加

4、装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的,下列说法正确的是 (B)A.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大B.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小C.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大D.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小9.(多选)如图所示,在水平转台上放一个质量 M=2 kg 的木块,它与转台间的最大静摩擦力为 Fmax=6.0 N,绳的一端系在木块上,另一端通过转台的中心孔 O(孔光滑)悬挂一个质量 m=1.0 kg 的物体,当转台以角速度 =5 rad/s 匀速转

5、动时,木块相对转台静止,则木块到 O点的距离可以是(g 取 10 m/s2,M、m 均视为质点)( B、C、D )A.0.04 m B.0.08 mC.0.16 m D.0.32 m10.图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施,它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理模型,其中 P 为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO转动,设绳长 l=10 m,质点的质量 m=60 kg,转盘静止时质点与转轴之间的距离 d=4.0 m,转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此

6、时绳与竖直方向的夹角 =37,不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长,sin 37=0.6, cos 37=0.8,g 取10 m/s2求质点与转盘一起做匀速圆周运动时:(1)绳子拉力的大小。(2)转盘角速度的大小。【解析】(1)如图所示,对人和座椅进行受力分析,图中 F 为绳子的拉力,在竖直方向:Fcos 37-mg=0,解得 F= =750 N。(2)人和座椅在水平面内做匀速圆周运动,重力和绳子拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有mgtan 37=m2RR=d+lsin 37联立解得 = = rad/s。答案:(1)750 N (2) rad/sC 组 培优练(建议用时 20 分钟)11.(

7、多选)(2018湛江高一检测)如图所示,在光滑的水平面上有两个质量相等的小球 A、B,两球用轻绳连接,再用同样长度的轻绳连接A 球,C 为绳的自由端,设运动中水平拉直的 AC 和 AB 两段绳所受拉力分别为 T1和 T2,下列说法正确的是( B、D )A.若用力水平向左拉着 C 端使两球运动,则 T1=T2B.若用力水平向左拉着 C 端使两球运动,则 T1=2T2C.若以 C 为圆心,使两球以相同角速度沿水平面做匀速圆周运动,则T1=T2D.若以 C 为圆心,使两球以相同角速度沿水平面做匀速圆周运动,则T1=1.5T212.A、B 两球质量分别为 m1与 m2,用一劲度系数为 k 的弹簧相连,

8、一长为 l1的细线与 A 球相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端拴在竖直轴 OO上,如图所示,当 A 与 B 两球均以角速度 绕 OO做匀速圆周运动时,弹簧长度为 l2。问:(1)此时弹簧伸长量为多大?细线张力为多大?(2)将线突然烧断的瞬间两球加速度各为多大?【解析】A、B 两球做匀速圆周运动时,B 球受到的弹簧的弹力提供向心力,A 球受到细线的张力和弹簧的弹力的合力提供向心力。(1)对于 B 球弹簧的弹力 T提供向心力,Fn=m22(l1+l2)=T=kx,解得弹簧的伸长量 x= m22;对于 A 球,细线的张力 T 与弹簧的弹力 T提供向心力 ,T-T=m12l1,即 T=T+m12l1=m22(l1+l2)+m12l1。(2)当细线烧断的瞬间 A 球不再受到细线的张力,此时,A、B 两球都只受弹簧的弹力,在这一瞬间弹簧的形变不发生变化, 故弹力仍为 T不变。此时 A 球的加速度大小 a1= = 2(l1+l2),B 球加速度大小 a2= =2(l1+l2)。答案:(1) m22 m22(l1+l2)+m12l1(2) 2(l1+l2) 2(l1+l2)