人教版 (2019)必修 第二册第六章 圆周运动2 向心力当堂达标检测题

人教版（2019）物理必修第二册同步练习

6.2向心力

一、单选题

1.关于向心力的说法中正确的是    (    )

A.物体由于做圆周运动而产生向心力
B.向心力不改变圆周运动物体的速度的大小
C.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力

2.如图所示,一圆盘可绕通过圆盘的中心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一小木块它随圆盘一起做匀速圆周运动,则关于木块的受力,下列说法正确的是(   )

A.木块受重力、支持力和向心力
B.木块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相反
C.木块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向指向圆心
D.木块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相同

3.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶,速度逐渐增加,选项图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,正确的是(    )

A.     B.      C.      D.

4.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1:2,转动半径之比为1:2,在相同的时间里甲转过60°,乙转过45 °,则它们的向心力之比为(   )

A.1:4        B.2:3        C.4:9        D.9:16

二、多选题

5.如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒,其轴线垂直于水平面,圆锥筒固定在水平地面不动.有两个质量均为m的小球A和小球B紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动,小球B所在的高度为小球A所在的高度一半.下列说法正确的是(   )

A.小球所受的支持力大小之比为

B.小球所受的支持力大小之比为

C.小球的角速度之比为

D.小球的线速度之比为

6.如下图所示,长为的悬线固定在点,在点正下方处有一钉子,把悬线另一端的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的(  ).
 

A.线速度突然增大                    B.角速度突然增大
C.向心加速度突然增大                  D.悬线拉力突然增大

三、计算题

7.长为的细线,拴一质量为的小球(看作质点),一端固定于点,让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图所示,当摆线与竖直方向的夹角为时,求:
1.线的拉力;
2.小球运动的线速度的大小;
3.小球运动的角速度及周期。

8.一同学骑自行车在水平公路上以的恒定速率转弯,已知人和车的总质量,转弯的路径近似看成一段圆弧,圆弧半径,求:
（1）求人和车作为一个整体转弯时需要的向心力;
（2）若车胎和路面间的动摩擦因数,为安全转弯,车速不能超过多少?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,)

参考答案

1.答案：B

解析：力是改变物体运动状态的原因,因为有向心力物体才做圆周运动,故选项A错误。向心力只改变物体运动的方向,不改变物体速度的大小,故选项B正确。物体做勻速圆周运动的向心力方向永远指向圆心,其大小不变,方向时刻改变, 故选项C错误。只有在匀速圆周运动中,合力提供向心力,而在非匀速圆周运动中向心力并非物体所受的合力,而是合力指向圆心的分力提供向心力,故选项D错误。

2.答案：C

解析：由于圆盘上的木块在竖直方向上受的重力和支持力相平衡,而木块在水平面内做匀速圆周运动,则其所需的向心力只能由静摩擦力提供,且静摩擦力的方向指向圆心.

3.答案：B

解析：汽车沿曲线运动时,轨迹应位于F和v的方向夹角之间,且向力一侧弯曲,故A、D选项错误;选项B、C中,将力沿切线和径向分解,沿半径方向的分力提供向心力,改变速度的方向;沿切线方向的分力改变速度的大小,要使速度增加, 应与v同向,故B选项正确。

4.答案：C

解析：由匀速圆周运动的向心力,所以  . 

5.答案：BD

解析：两球均贴着圆筒的内壁,在水平面内做匀速圆周运动,由重力和筒壁的支持力的合力提供向心力,如图所示,由图可知,筒壁对两球的支持力均为,故支持力大小之比为1:1,故A错误,B正确;由合力提供向心力,,由于小球的轨道半径之比为2:1,则角速度之比为,故C错误;由合力提供向心力,,得,的线速度之比为,故D正确。

6.答案：BCD

解析：悬线与钉子碰撞前后,线对球的拉力始终与球运动方向垂直,水平方向不受力,故小球的线速度不变,但半径减小,由知突然增大,再由向心力、知向心加速度突然增大,而在最低点向心力，故悬线拉力突然增大。故答案选B、C、D。

7.答案：1.
2.
3.    

解析：1.做匀速圆周运动的小球受力如图所示,小球受重力和绳子的拉力。因为小球在水平面内做匀速圆周运动,所以小球受到的合力指向圆心,且是水平方向。由平行四边形定则得小球受到的合力大小为,线对小球的拉力大小为。

2.由牛顿第二定律得,由几何关系得,所以,小球做匀速圆周运动线速度的大小为

3.小球运动的角速度,小球运动的周期 。

8.答案：（1）
（2）

解析：（1）根据向心力,将,代入得;
（2）为安全转弯,则向心力不应大于滑动摩擦力f,滑动摩擦力,则,
解得,∴速度不能超过.