高中物理2 向心力巩固练习

这是一份高中物理2 向心力巩固练习，共32页。试卷主要包含了作用效果等内容，欢迎下载使用。
考点一：向心力
1.做匀速圆周运动的物体所受的指向圆心的力
2．公式：Fn＝eq \f(mv2,r)和Fn＝mrω2.
3．方向
向心力的方向始终指向圆心，由于方向时刻改变，所以向心力是变力．
4．效果力
向心力是根据力的作用效果来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力．
5.作用效果
改变线速度的方向。由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小。
考点二：变速圆周运动和一般曲线运动
1．变速圆周运动
变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力，合外力一般产生两个方面的效果：
(1)合外力F跟圆周相切的分力Ft，此分力产生切向加速度at，描述速度大小变化的快慢．
(2)合外力F指向圆心的分力Fn，此分力产生向心加速度an，向心加速度只改变速度的方向．
2．一般曲线运动的处理方法
一般曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小段圆弧．圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的半径．这样，质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理．
技巧归纳一： 向心力的大小、方向和来源
1．向心力的作用效果
由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向．
2．大小
Fn＝man＝meq \f(v2,r)＝mω2r＝mωv.
对于匀速圆周运动，向心力大小始终不变，但对非匀速圆周运动(如用一根绳拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的圆周运动)，其向心力大小随速率v的变化而变化，公式表述的只是瞬时值．
3．方向
无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力．
4．向心力的来源
物体做圆周运动时，向心力由物体所受力中沿半径方向的力提供．
几种常见的实例如下：

技巧归纳二：匀速圆周运动
1．质点做匀速圆周运动的条件
合力的大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心．匀速圆周运动是仅速度的方向变化而速度大小不变的运动，所以只存在向心加速度，因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合力．
2．匀速圆周运动的三个特点
(1)线速度大小不变、方向时刻改变．
(2)角速度、周期、频率都恒定不变．
(3)向心加速度和向心力的大小都恒定不变，但方向时刻改变．
3．匀速圆周运动的性质
(1)线速度大小不变而方向时刻改变，是变速运动，不是匀速运动．
(2)加速度大小不变而方向时刻改变，是变加速曲线运动．
4．分析匀速圆周运动的步骤
(1)明确研究对象，对研究对象进行受力分析，画出受力示意图．
(2)将物体所受外力通过力的正交分解，分解到沿切线方向和沿半径方向．
(3)列方程：沿半径方向满足F合1＝mrω2＝meq \f(v2,r)＝eq \f(4π2mr,T2)，沿切线方向F合2＝0.
(4)解方程求出结果．
二：考点题型归纳
题型一：向心力的定义
1．（2021·高一）关于向心力的说法中正确的是（ ）
A．向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力
B．向心力不改变圆周运动物体速度的大小
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．（2023·全国·高一）下列关于向心力的说法正确的是（ ）
A．物体由于做圆周运动而产生了向心力B．向心力就是物体受到的合力
C．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D．向心力改变做圆周运动的物体的速度方向
3．（2022春·贵州黔西·高一）下列关于向心力的论述中，正确的是（ ）
A．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中某一种力，也可以是这些力中某几个力的合力
B．向心力与重力、弹力、摩擦力一样是一种特定的力，它只有物体做圆周运动时才产生
C．向心力既可能改变物体运动的方向，又可能改变物体运动的快慢
D．物体做圆周运动后，过一段时间后就会受到向心力
题型二：匀速圆周运动的特点
4．（2022春·云南昭通·高一期末）下列关于匀速圆周运动的说法正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动的物体，所受合力一定指向圆心
B．做匀速圆周运动的物体，其线速度不变
C．做匀速圆周运动的物体，其加速度不变
D．匀速圆周运动是匀变速曲线运动
5．（2022春·四川绵阳·高一期末）一物体做匀速圆周运动，角速度为，在任意一段时间t内（ ）
A．加速度恒定不变B．线速度恒定不变
C．位移大小是D．线速度方向改变
6．（2022春·新疆伊犁·高一期中）下列说法正确的是（ ）
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，线速度不变
题型三：向心力的来源
7．（2023·高一课时练习）如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力
B．向心力由细线对小球的拉力提供
C．向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分力
D．向心力的大小等于
8．（2022·全国·高一假期作业）如图所示，质量为m的木块从半径为R的半球形碗的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变，则（ ）
A．木块下滑的过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力4个力作用
B．因为速率不变，所以木块加速度为零
C．木块下滑的过程中所受的合力越来越大
D．木块下滑过程中加速度大小不变，方向时刻指向球心
9．（2022春·陕西西安·高一长安一中期末）如图所示，一圆筒绕其中心轴匀速转动，筒内壁上紧挨着一个物体与筒一起运动且相对筒无滑动，关于物体受力的说法正确的是（ ）
A．重力、静摩擦力
B．重力、滑动摩擦力、向心力
C．重力、弹力、静摩擦力
D．重力、弹力、滑动摩擦力、向心力
题型四：向心力的综合计算问题
10．（2022·全国·高一假期作业）如图，A、B两小球沿倒置的光滑圆锥内侧在水平面内做匀速圆周运动。则（ ）
A．A球质量大于B球B．A球线速度大于B球
C．A球转动周期小于B球D．A球向心加速度小于B球
11．（2022·全国·高一假期作业）如图所示，轻绳的一端系着物块A，另一端通过水平转盘中心的光滑小孔O吊着小球B，A随转盘一起绕通过小孔O的竖直轴匀速转动，小球B始终与转盘保持相对静止。已知：物块A与小球B质量均为m，物块A与转盘接触面的动摩擦因数为，物块A转动半径为r，重力加速度为g，则转盘转动的角速度可能是（ ）
A．B．C．D．
12．（2022·高一课时练习）飞机由俯冲转为上升的一段轨迹可以看成圆弧，如图所示，如果这段圆弧的半径r=800m，飞行员能承受的力最大为自身重力的8倍。飞机在最低点P的速率不得超过（g=10m/s2）（ ）
A．m/sB．C．D．
题型五： 通过牛顿第二定律求向心力
13．（2023·高一）如图所示，长为L的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球。在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A。把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，在细绳碰到钉子后的瞬间（细绳没有断），下列说法中正确的是（ ）
A．小球的向心加速度突然增大到原来的3倍B．小球的线速度突然增大到原来的3倍
C．小球的角速度突然增大到原来的1.5倍D．小球的向心力突然增大到原来的1.5倍
14．（2023春·河北廊坊·高一河北省文安县第一中学校考开学考试）如图所示，水平放置的圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，质量分别为、的物块、（均视为质点）放置在圆盘上随圆盘一起做匀速圆周运动的半径分别为、，与圆盘间的动摩擦因数分别为、，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现使转盘转速逐渐缓慢增大，则比先滑动的条件一定是（ ）
A．B．C．D．
15．（2022春·四川绵阳·高一期末）如图所示，光滑小球串在三杆夹角均为的Y形杆上，三杆结点为O，Y形杆的一杆竖直，并绕该竖直杆匀速旋转，使小球维持在距O点l处，重力加速度为g，则Y形杆旋转的角速度为（ ）
A．B．C．D．
三：课堂过关精练
一、单选题
16．（2023秋·广东广州·高二广东广雅中学校考期末）小明同学乘坐高铁分别以不同速率v1、v2通过同一水平圆弧形弯道，且v1>v2。若小明所需向心力的大小分别为F1、F2，则（ ）
A．F1F2D．F1、F2的大小关系无法确定
17．（2021·高一课时练习）两列列车相撞事故，造成了大量人员伤亡和财产损失．引发事故的主要原因是其中一列列车转弯时超速行驶。如图所示，是一种新型高速列车，当它转弯时，车厢会自动倾斜，提供转弯需要的向心力；假设这种新型列车以的速度在水平面内转弯，弯道半径为，则质量为的乘客在列车转弯过程中所受到的合外力为（ ）
A．0B．
C．D．
18．（2021·高一）做圆周运动的两个物体M和N，它们所受的向心力F与轨道半径间的关系如图所示，其中N的图线为双曲线的一支，则由图像可知（ ）
A．物体M、N的线速度大小均不变
B．物体M、N的角速度均不变
C．物体M的角速度不变，N的线速度大小不变
D．物体N的角速度不变，M的线速度大小不变
19．（2022·高一课时练习）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（ ）
A．运动周期为B．在最低点受摩天轮的作用力为mω2R
C．受摩天轮作用力的大小始终为mgD．所受合力的大小始终为mω2R
20．（2022·高一课时练习）如图，一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一块橡皮，橡皮块随圆盘一起转动（俯视为逆时针）。某段时间内圆盘转速不断增大，但橡皮块仍相对圆盘静止，在这段时间内，关于橡皮块所受摩擦力Ff的方向的四种表示（俯视图）中，正确的是（ ）
A．B．C．D．
21．（2023·高一课时练习）如图所示，完全相同的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，A离圆盘中心较远，则两物块（ ）
A．线速度大小相同B．角速度相同C．向心力相同D．同时发生滑动
22．（2022春·北京·高一期中）我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
B．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板B处
C．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板B处
D．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
23．（2023·全国·高一假期作业）画出图中物体A的受力示意图，并分析其所受向心力的来源。
24．（2021·高一课时练习）一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是。盘面上距圆盘中心的位置有一个质量为的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，如图所示，已知小物块与盘面的动摩擦因数为0.5，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，求：
（1）小物体的线速度大小；
（2）小物体的向心力大小；
（3）当圆盘的角速度增加到多大时，小物体会相对圆盘滑动？
四：高分突破精练
一、单选题
25．（2022春·北京昌平·高一期末）如图所示，圆盘在水平面内绕竖直中心轴匀速转动，圆盘上P点有一小物体随圆盘一起转动且相对圆盘静止。下列说法正确的是（ ）
A．小物体仅受重力作用B．小物体仅受重力、支持力作用
C．小物体受重力、支持力和向心力作用D．小物体受重力、支持力和静摩擦力作用
26．（2022春·广东东莞·高一期末）如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的转速减小以后，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是（ ）
A．物体所受弹力增大，摩擦力增大B．物体所受弹力不变，摩擦力减小
C．物体所受弹力减小，摩擦力不变D．物体所受弹力增大，摩擦力不变
27．（2022·全国·高一专题练习）过山车的部分轨道可简化为半径为、的圆，其底部位于同一水平面上，。质量为的一节过山车（可简化为质点）以某一速度滑上半径为的轨道时，恰好能通过轨道的最高点；若过山车通过轨道的最高点时速度恰好与通过的最高点时相等，则过山车通过的最高点时对轨道压力为（ ）
A．0B．C．D．
28．（2022春·广东·高一深圳中学期中）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为，重力加速度为g，则座舱（ ）
A．运动周期为
B．在与转轴水平等高处受摩天轮作用力的大小为mg
C．线速度的大小为
D．所受合力的大小始终为
二、多选题
29．（2023·高一课时练习）质点做匀速圆周运动，所受向心力F与半径R的关系图线如图所示，关于a、b、c、d四条图线的描述可能正确的是（ ）
A．a表示速度一定时，F与R的关系B．b表示速度一定时，F与R的关系
C．c表示角速度一定时，F与R的关系D．d表示角速度一定时，F与R的关系
30．（2021·高一课时练习）如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动（若忽略摩擦），对这时球的受力情况正确的是（ ）
A．重力和向心力
B．重力和支持力
C．合力指向水平方向
D．合力指向碗底
31．（2022·高一课时练习）如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则（ ）
A．物块始终受到三个力作用
B．物块受到的合力始终指向圆心
C．在c、d两个位置，物块所受支持力N=mg，摩擦力f为零
D．在a、b两个位置物块所受摩擦力提供向心力，支持力N=mg
32．（2022春·陕西渭南·高一期末）如图所示，质量为m的小球置于内表面光滑的正方体盒子中，盒子的棱长略大于球的直径。某同学拿着这个盒子在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，盒子在运动过程中不发生转动，已知重力加速度为g，盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力。以下说法正确的是（ ）
A．该盒子做匀速圆周运动的线速度为
B．该盒子做匀速圆周运动的周期为
C．盒子经过最低点C时与小球之间的作用力大小为2mg
D．盒子经过与圆心O等高处的B点时，小球对盒子左壁的压力大小为mg
33．（2022春·陕西西安·高一期末）关于向心力，下列说法正确的是（ ）
A．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各力的合力，也可以是某个力的分力
B．向心力一定是由做圆周运动的物体所受的合力提供，它是根据力的作用效果命名的
C．对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力
D．向心力只能改变物体的运动方向，不能改变物体运动的快慢
34．（2022·高一课时练习）小金属球质量为m，用长为L的轻质悬线固定于O点，在O点的正下方处钉有一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直，如图所示。若无初速度释放小球，当悬线碰到钉子后的瞬间（设线没有断）（ ）
A．小球的角速度突然增大
B．悬线的拉力突然减小
C．小球的向心力突然增大
D．小球的线速度突然增大
35．（2022春·新疆伊犁·高一）如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.2s后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰。已知半圆形管道的半径为R=0.5m，B小球可看做质点且其质量为m=1kg，g取10m/s2。则（ ）
A．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9m
B．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.4m
C．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力NB的大小是1N
D．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力NB的大小是2N
三、实验题
36．（2022春·北京·高一期中）向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系，装置如图1所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽糟内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杄作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。
（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是________。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法
（2）为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是________。
A．应使用两个质量不等的小球
B．应使两小球离转轴的距离相同
C．应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
（3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，获得多组数据，画出了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。
37．（2022秋·重庆九龙坡·高一重庆市育才中学校考期末）某同学用如图4甲所示装置做探究向心力大小与线速度大小的关系。装置中光滑水平直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，当滑块随水平杆一起转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的线速度可以通过速度传感器测得。
（1）要探究向心力大小与线速度大小的关系，采用的方法是___________。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法
（2）实验中，要测量滑块做圆周运动时的半径，应测量滑块到___________（选填“力传感器”或“竖直转轴”）的距离。若仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及速度传感器的示数v，将测得的多组F、v值，在图乙F—v2坐标系中描点，请将描出的点进行作图______。若测得滑块做圆周运动的半径为r = 0.2m，由作出的F—v2图线可得滑块与速度传感器的总质量m = ___________kg（结果保留两位有效数字）。
四、解答题
38．（2022·高一课时练习）如图所示，长为L的细线拴一质量为m的小球，细线另一端固定于O点，让小球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。已知运动中细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，求∶
（1）小球在水平面内做匀速圆周运动的向心力大小；
（2）细线对小球的拉力F的大小；
（3）小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小。
39．（2021春·云南曲靖·高一）如图所示，小球通过细线绕圆心O在光滑水平面上做匀速圆周运动。已知小球质量m＝0.50kg，角速度大小ω＝2rad/s，细线长L＝0.20m。
（1）求小球的线速度大小v、周期T、转速n；
（2）求细线对小球的拉力大小F；
（3）若细线最大能承受10.0N的拉力，求小球运行的最大线速度vm。
实例
向心力
示意图
用细线拴住的小球在竖直面内转动至最高点时
绳子的拉力和重力的合力提供向心力，F向＝F＋G
用细线拴住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动
线的拉力提供向心力，F向＝FT
物体随转盘做匀速圆周运动，且相对转盘静止
转盘对物体的静摩擦力提供向心力，F向＝Ff
小球在细线作用下，在水平面内做圆周运动
重力和细线的拉力的合力提供向心力，F向＝F合
参考答案：
1．B
【详解】A．向心力是一种效果力，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是物体所受力的合力，它不是物体受到的一种新力，A错误；
B．向心力只改变物体运动的方向，不改变速度的大小，故B正确；
C．物体做匀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C错误；
D．只有在匀速圆周运动中，合力提供向心力，而非匀速圆周运动中向心力并非物体受到的合力，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是由物体本身产生的，选项A错误；
B．匀速圆周运动中由合力提供向心力，变速圆周运动中合力与向心力是不同的，选项B错误；
C．向心力始终指向圆心，方向时刻在改变，即向心力是变化的，选项C错误；
D．向心力的方向与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，选项D正确。
故选D。
3．A
【详解】A．物体做圆周运动所需的向心力可以是某个力、几个力的合力或某个力的分力提供，故A正确。
B．向心力是效果力，不是性质力，与重力、弹力、摩擦力不同，应有向心力，才使得物体做圆周运动，故B错误；
C．向心力与速度始终垂直，只改变运动方向，不改变速度大小，故C错误；
D．向心力与圆周运动状态同时存在，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】A．做匀速圆周运动的物体，靠合力提供向心力，合力一定指向圆心，故A正确；
B．做匀速圆周运动的物体，其线速度大小不变，方向改变，则线速度改变，故B错误；
CD．做匀速圆周运动的物体，其加速度大小不变，方向时刻指向圆心，则加速度变化，为非匀变速曲线运动，故CD错误。
故选A。
5．D
【详解】A．加速度大小不变，方向不断变化，选项A错误；
B．线速度大小不变，方向不断变化，选项B错误；
C．根据题中条件，半径未知，则不能求解位移大小，选项C错误；
D．线速度方向改变
选项D正确。
故选D。
6．C
【详解】D．物体做圆周运动时，由于线速度的方向时刻改变，故线速度是变化的，D错误；
A．匀速圆周运动线速度大小不变，方向时刻改变，不是匀速运动，A错误；
BC．因为匀速圆周运动的向心加速度时刻改变，故匀速圆周运动不是匀变速运动，是变加速运动，B错误，C正确。
故选C。
7．C
【详解】ABC．对小球受力分析可知，小球受到重力、细线的拉力两个力，这两个力的合力提供向心力，也可把拉力分解，拉力的水平分力提供向心力，如图所示，AB错误，C正确；
D．向心力的大小
D错误。
故选C。
8．D
【详解】A．木块下滑的过程中受重力、弹力、摩擦力3个力作用，这3个力的合力提供木块所需要的向心力，故A错误；
B．木块下滑时速率不变，速度方向发生变化，木块做变速运动，所以木块加速度不为零，故B错误；
C．木块下滑时做匀速圆周运动，所受的合力提供木块所需要的向心力，即合力大小为
即合力大小不变，故C错误；
D．木块下滑时做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向时刻指向球心，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】物体做匀速圆周运动，由合力充当向心力。对物体受力分析，物体受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的弹力，如图
其中重力G与静摩擦力f平衡，由弹力N提供向心力。
故选C。
10．B
【详解】对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图
根据牛顿第二定律，有
A．由表达式可知不能比较两球质量关系，选项A错误；
B．根据
可知A的半径大，则A的线速度大，选项B正确；
C．根据
可知A的半径大，则A的周期大，选项 C错误；
D．根据
可知AB的向心加速度相等，选项D错误。
故选B。
11．C
【详解】若物块A有沿细绳向里的运动趋势，则静摩擦力方向沿细绳向外，由于最大静摩擦力不小于滑动摩擦力，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，设静摩擦力达到最大静摩擦力时转盘角速度为，根据牛顿第二定律可得
解得
若物块A有沿细绳向外的运动趋势，则静摩擦力方向沿细绳向里，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，设静摩擦力达到最大静摩擦力时转盘角速度为，根据牛顿第二定律可得
解得
综合上述分析可得转盘转动的角速度满足
故选C。
12．D
【详解】飞机在最低点做圆周运动，飞行员能承受的力最大不得超过8mg才能保证飞行员安全，设飞机给飞行员竖直向上的力为FN，则有
且
FN≤8mg
解得
故飞机在最低点P的速率不得超过。
故选D。
13．A
【详解】B．细绳碰到钉子的瞬间，线速度不变，B错误；
A．圆周运动的半径由L变为，由a＝知，a增大到原来的3倍，A正确；
C．根据v＝rω知角速度ω增大到原来的3倍，C错误；
D．细绳碰到钉子前瞬间小球的向心力
F向1＝m
碰后瞬间向心力
F向2＝m＝3F向1
D错误。
故选A。
14．D
【详解】A．由牛顿第二定律与圆周运动规律：当刚要相对圆盘滑动时
当刚要相对圆盘滑动时
可得
，
两物块相对圆盘开始滑动的临界角速度与质量、无关，A错误；
BCD．当比先滑动时，则有
即
整理可得
故BC错误，D正确。
故选D。
15．A
【详解】小球在水平面内做匀速圆周运动，圆周半径为
小球所受的合力提供向心力，即
由向心力公式
可得
故选A。
16．C
【详解】根据向心力表达式有
，
由于
v1>v2
可知
F1>F2
故选C。
17．D
【详解】列车拐弯时做圆周运动，乘客所受的合力
又
得
故选D。
18．C
【详解】M为过原点的倾斜直线，说明M的向心力与半径成正比，根据知，M的角速度不变；N为双曲线的一个分支，知N的向心力与半径成反比，根据知，N的线速度大小不变。
故选C。
19．D
【详解】A．根据角速度的定义式可知，ω=，所以T=，A错误；
BC．匀速圆周运动的向心力始终指向圆心，座舱在最低点时，向心力竖直向上，座舱所受摩天轮的作用力为
FN1=mg+mω2R
而座舱在最高点时，向心力竖直向下，座舱所受摩天轮的作用力为
FN2 = mg−mω2R
BC错误；
D．做匀速圆周运动的物体所受合力提供向心力，即座舱所受合力大小始终为
Fn=mω2R
D正确。
故选D。
20．C
【详解】因为圆盘转速不断增大，所以橡皮块将随圆盘一起进行加速圆周运动，此时摩擦力Ff既要提供指向圆心的向心力，又要提供与运动方向相同的切向力，所以合力方向应该在轨道内侧且与速度成锐角，故选C。
21．B
【详解】A．由于A、B两物块在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相同，根据线速度与角速度的关系可知，由于两物块距离中心的距离不同，所以线速度不同，故选项A错误；
B．由于A、B两物块在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相同，故选项B正确；
C．根据向心力公式，可以知道，质量相等、角速度相等的条件下，半径不同则向心力不同，故选项C错误；
D．根据向心力公式，可以知道，质量相等、角速度相等的条件下，半径不同则向心力不同，由于物块A距离中心较远，因此物块A所需向心力较大，会先发生滑动，故选项D错误。
故选B。
22．D
【详解】AB．探究向心力和角速度的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处，则两小球做圆周运动的半径相同，传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，则角速度不同，故AB错误；
CD．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，则小球做圆周运动的角速度相同，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，则两球做圆周运动的半径不同，故C错误，D正确。
故选D。
23．见解析
【详解】图a、图b、图c中，向心力由物体所受的重力和绳子拉力的合力提供，也可以认为是由绳子拉力的一个分力提供，拉力的另一个分力与重力平衡，如图：
图d中，向心力由绳子的拉力提供，如图：
图e中，向心力由物体所受的静摩擦力提供，如图：
图f中，向心力由侧壁对物体的支持力提供，如图：
图g中，向心力由物体所受的重力和斜面的支持力的合力提供，也可以认为是由支持力的水平分力提供，其竖直分力与重力平衡，如图：
图h中，向心力由飞机所受的重力和空气对飞机的“推举力”的合力提供，这个“推举力”的本质是弹力，弹力总与接触面垂直，所以飞机机身有一定的倾角。
通过以上分析可以清楚看到，向心力不是某种性质力，而是由重力、弹力、摩擦力这些性质力的合力或分力来提供。
24．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小物体的线速度大小为
（2）小物体的向心力大小为
（3）当小物体刚好相对圆盘滑动时，最大静摩擦力提供向心力，则有
又
联立可得
25．D
【详解】小物体随水平面内圆盘一起转动且相对圆盘静止，可知小物体在竖直方向受力平衡，即受到重力和圆盘对小物体的支持力；在水平方向，由小物体随圆盘一起转动且相对圆盘静止可知，小物体受圆盘的静摩擦力作用，此力提供小物体随圆盘一起转动的向心力，因此小物体受重力、支持力和静摩擦力作用，ABC错误，D正确。
故选D。
26．C
【详解】物体所受弹力提供向心力，当圆筒的转速减小以后，物体所需向心力减小，则弹力减小，但在竖直方向上物体合力为零，所受摩擦力与重力大小始终相等，所以摩擦力不变。
故选C。
27．C
【详解】过山车恰好经过半径为轨道的最高点，由牛顿第二定律得
解得
以同样速度通过半径为轨道的最高点时
由于，解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
28．D
【详解】A．座舱的运动周期为
故A错误；
B．在与转轴水平等高处，摩天轮对座舱水平方向分力提供向心力，对座舱竖直方向分力与座舱重力平衡，所以合作用力大于mg，故B错误；
C．座舱线速度的大小为
故C错误；
D．座舱所受合外力提供向心力，大小为
故D正确。
故选D。
29．AC
【详解】AB．由向心力公式可知，速度一定时，F与R成反比的关系，因此a表示速度一定时，F与R的关系，A正确，B错误；
CD．由向心力公式可知，角速度一定时，F与R成正比的关系，因此c表示角速度一定时，F与R的关系，C正确，D错误。
故选AC。
30．BC
【详解】AB．玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动，受到重力和支持力作用。 向心力是根据效果命名的力，只能由其它力的合力或者分力来充当，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力，A错误、B正确；
CD．合力沿水平方向，提供向心力，C正确、D错误。
故选BC。
31．BD
【详解】AC．物块在竖直平面内做匀速圆周运动，受到的重力与支持力在竖直方向上，c、d两点物块所受的向心力由重力和支持力的合力提供，摩擦力为零，重力与支持力不相等，其他时候要受到摩擦力的作用，故AC错误；
B．物块在竖直平面内做匀速圆周运动，合外力就是向心力，匀速圆周运动的向心力指向圆心，故B正确；
D．在b位置受力如图，因物块做匀速圆周运动，故合力指向圆心，支持力N=mg，摩擦力f提供向心力，同理可得，在a位置的情形相同，故D正确。
故选BD。
32．CD
【详解】A．盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力，此时对球，重力提供向心力，有
则该盒子做匀速圆周运动的线速度为
所以A错误；
B．盒子做匀速圆周运动的周期为
所以B错误；
C．盒子经过最低点C时，对球，支持力与重力的合力提供向心力，有
解得
所以C正确；
D．盒子经过与圆心O等高处的B点时，球受到盒子左壁的水平向右的压力Fx提供向心力，有
根据牛顿第三定律，小球对盒子左壁的压力大小为
所以D正确。
故选CD。
33．AD
【详解】AB．向心力是由指向圆心方向的合外力提供，它是根据力的作用效果命名的，向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各力的合力来提供，也可以是某个力的分力来提供，故A正确，B错误；
C．物体做圆周运动就需要向心力，向心力是根据力的作用效果命名的，需由外界提供，而不是物体受到了向心力，故C错误；
D．向心力的方向与速度方向垂直，因此不改变速度的大小，只改变速度的方向，故D正确。
故选AD。
34．AC
【详解】D．由题意知，当悬线运动到与钉子相碰时，悬线仍然竖直，小球在竖直方向仍然只受重力和悬线的额拉力，故其运动方向不受力，小球的线速度不变，故D错误；
A．根据
减小，不变，则角速度增大，故A正确；
C．根据
减小，不变，不变，则向心力增大，故C正确；
B．由牛顿第二定律
得
减小，不变，不变，则悬线拉力增大，故B错误。
故选AC。
35．BD
【详解】AB．根据平抛运动的规律和运动合成的可知
则小球在C点竖直方向的分速度和水平分速度相等，得
则B点与C点的水平距离为
故A错误，B正确；
CD．B点的速度为2m/s，根据牛顿运动定律，设在B点设轨道对球的作用力方向向下
代入解得
负号表示轨道对球的作用力方向向上，故C错误，D正确；
故选BD。
36． A C
【详解】（1）[1]在研究向心力F的大小与质量m、角速度、半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是控制变量法。
故选A。
（2）[2]由公式
可知探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，应使用两个相等质量的小球，将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上使角速度相等，应使两小球离转轴的距离不相同，观察向心力F的大小与轨道半径r之间的关系。
故选C。
（3）[3]由公式
结合图像是一条过原点的直线，所以F与成正比，所以图像横坐标x代表的是。
37． A 竖直转轴 0.18
【详解】（1）[1]根据，要探究向心力大小与线速度大小的关系，必须让m、r保持不变，所以采用的方法是控制变量法。
故选A。
（2）[2]实验中，要测量滑块做圆周运动时的半径，应测量滑块到圆心的距离，即测量滑块到竖直转轴的距离；
[3]作出的F—v2图线如图所示
根据
根据图线得
解得
m = 0.18kg
38．（1）mgtanθ；（2）；（3）
【详解】（1）由受力分析可知，重力与细线拉力的合力提供向心力，如图：
有
Fn=mgtanθ
（2）建立如图所示的坐标系，竖直方向上有
Fcsθ=mg
解得
（3）小球做圆周运动的半径为
r=Lsinθ
向心力
即
解得
39．（1），，；（2）；（3）
【详解】（1）根据
根据
解得
根据
解得
（2）细线对小球的拉力大小，根据牛顿第二定律得
（3）若细线最大能承受10.0N的拉力，求小球运行的最大线速度
解得