物理2 向心力达标测试

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第六章  圆周运动2  向心力【基础巩固】1.下列关于圆周运动的说法错误的是 (　　)A.向心力只改变物体运动的方向,不能改变物体的速度大小B.向心力是指向圆心方向的力,是根据力的作用效果命名的C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中一种力或一种力的分力D.物体可以做加速圆周运动说明向心力可以改变物体速度的大小答案:D2.质量为1 kg的小球做匀速圆周运动,10 s内沿半径为20 m的圆周运动了100 m.小球做匀速圆周运动时,下列选项正确的是 (　　)A.线速度的大小为5 m/sB.向心力的大小为5 NC.角速度大小为5 rad/sD.周期大小为4 s答案:B3.用长短不同、材料和粗细均相同的两根绳子各拴着一个质量相同的小球,使其在光滑的水平面上做匀速圆周运动,则              (　　)A.两个小球以相同的角速度运动时,短绳容易断B.两个小球以相同的线速度运动时,长绳容易断C.两个小球以相同的角速度运动时,长绳容易断D.不管怎样都是短绳容易断答案:C 4.在光滑杆上穿着两个小球,质量分别为m1、m2,且m1=2m2,用细线把两球连起来,当光滑杆匀速转动时,两小球刚好能与杆保持无相对滑动,如图所示,此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为(　　)A.1∶2 B.1∶ C.2∶1 D.1∶1答案:A5.摆式列车是集电脑、自动控制等技术于一体的高速列车,如图所示.当列车转弯时,在电脑控制下,车厢会自动倾斜.行走在平直路上时,车厢又恢复原状,就像玩具“不倒翁”一样.假设有一超高速列车在水平面内行驶,以100 m/s的速度拐弯,拐弯半径为500 m,g取10 m/s2,则质量为50 kg的乘客,在拐弯过程中受到的火车给他的作用力为              (　　)A.500 N    B.500 N     C.1 000 N    D.0答案:A6.如图所示,长0.4 m的细绳,一端拴一质量为0.2 kg的小球,另一端固定于O点,小球在光滑水平面上绕O点做匀速圆周运动.若运动的角速度为5 rad/s,求绳对小球施加的拉力的大小.解析:小球沿半径等于绳长的圆周做匀速圆周运动,根据向心力公式,所需向心力的大小Fn=mω2r=2 N.因此,绳对小球施加拉力的大小FT=Fn=2 N.答案:2 N【拓展提高】7.鹰在高空中盘旋时,垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力.如图所示,当翼面与水平面成θ角且鹰以速率v匀速水平盘旋时,半径为              (　　)A.R=     B.R=C.R=     D.R=解析:鹰做匀速圆周运动,合力提供向心力,则有mgtan θ=m,解得半径为R=,故选项B正确.答案:B8.如图所示,一轨道由圆弧和水平部分组成,且连接处光滑.质量为m的滑块与轨道间的动摩擦因数为μ.在滑块从A滑到B的过程中,受到的滑动摩擦力的最大值为Ff,则              (　　)A.Ff=μmg B.Ff<μmgC.Ff>μmg D.无法确定Ff的值解析:当滑块刚要滑到水平轨道部分时,轨道对滑块的支持力FN=+mg,FN>mg,滑块在此位置受到摩擦力大于μmg,所以Ff>μmg,选项C正确.答案:C9.(多选)甲、乙两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧测力计做匀速圆周运动.已知m甲=80 kg,m乙=40 kg,两人相距0.9 m,弹簧测力计的示数为96 N,下列判断中正确的是              (　　)A.两人的线速度相同,约为40 m/sB.两人的角速度相同,为2 rad/sC.两人的运动半径相同,都是0.45 mD.两人的运动半径不同,甲为0.3 m,乙为0.6 m解析:两人旋转一周的时间相同,故两人的角速度相同,两人做圆周运动所需的向心力相同,由Fn=mω2r可知,旋转半径满足r甲∶r乙=m乙∶m甲=1∶2,又r甲+r乙=0.9 m,则r甲=0.3 m,r乙=0.6 m.两人的角速度相同,则v甲∶v乙=1∶2.由Fn=m甲ω2r甲可得ω=2 rad/s.故选项B、D正确.答案:BD【挑战创新】10.如图所示,长为l的细线一端悬于O点,另一端连接一个质量为m的小球,小球从A点由静止开始摆下,当摆到A点与最低点之间的某一位置C点时,其速度大小为v,此时悬线与竖直方向夹角为θ.求小球在经过C点时悬线对小球的拉力大小.解析:小球在C点时,速度大小为v,圆周运动的轨道半径为l.设小球在C点时悬线对小球拉力为F,由F-mgcos θ=m,可求得F=m+mgcos θ.答案:m+mgcos θ