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2019-2020年高中物理人教版必修2习题第五章曲线运动第6节向心力1Word版含答案(满分100分,45分钟完成)班级_______姓名_______第Ⅰ卷选择题共48分
一、选择题本大题共8小题,每小题6分,共48分在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确,选对的得6分,对而不全得3分选错或不选的得0分1.一质点做圆周运动,速度处处不为零,则()A.任何时刻质点所受的合力一定不为零B.任何时刻质点的加速度一定不为零C.质点的加速度大小一定变化D.质点的速度方向一定不断地改变2.如图1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,当圆筒的角速度增大以后,下列说法中正确的是()A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大了B.物体所受弹力增大,摩擦力减小了C.物体所受弹力和摩擦力都减小了D.物体所受弹力增大,摩擦力不变图13.一小球质量为m,用长为L的悬线固定于O点,在O点正下方L/2处钉有一根长钉,把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球,当悬线碰到钉子的瞬时()A.小球的向心加速度突然增大B.小球的角速度突然增大C.小球的速度突然增大D.悬线的张力突然增大4.关于地球上的物体随地球自转的向心加速度的大小,下列说法中正确的是()A.在赤道上向心加速度最大B.在两极向心加速度最大C.在地球上各处,向心加速度一样大D.随着纬度的升高,向心加速度的值逐渐减小5.关于向心力的说法中正确的是()A.因为物体做圆周运动,所以才可能受到向心力的作用B.向心力是指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果来命名的C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是其中某几种力的合力D.向心力只改变物体运动的方向,不改变物体运动的快慢6.木块从半球形的碗边缘开始下滑到最低点,不计一切摩擦,则木块在下滑过程中( )A.木块的加速度方向指向球心B.碗对木块的弹力不断增加C.木块所受的合外力大小不变,方向不断变化D.木块所受的合外力大小不断变化,方向指向球心7.绳子的一端拴一重物,用手握住绳子另一端,使重物在水平面内做匀速圆周运动,下列判断中正确的是()A.每秒转数相同时,绳短的容易断B.线速度大小相等时,绳短的容易断C.旋转周期相同时,绳短的容易断D.角速度相同时,绳短的容易断8.如图2所示,A、B、C三个物体放在旋转圆台上,动摩擦因数均为μ,A的质量是2m,B和C的质量均为m,A、B离轴R,C离轴2R若当圆台旋转时,A、B、C均没滑动,则()A.C的向心加速度最大B.B的摩擦力最小C.当圆台转速增大时,B比A先滑动D.当圆台转速增大时,C比B先滑动图2第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、填空、实验题本大题共5小题,每小题5分,共25分把正确答案填写在题中横线上或按要求作答9.向心加速度是用来描述质点做匀速圆周运动的快慢的物理量,其方向总是指向10.质点做匀速圆周运动时,其向心加速度大小变,如果角速度一定时,其向心加速度大小与轨道半径成11.质点做圆周运动时,其向心力的作用效果是产生,以不断改变物体的方向12.同心力是按命名的,质点做圆周运动时,其向心力是由物体所受的提供的13.质点做匀速圆周运动时,线速度一定时其向心加速度大小与轨道半径;若角速度一定时其向心加速度大小与轨道半径
三、计算题本大题共2小题,计27分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位14.(12分)质量为4t的汽车,以5m/s的速率匀速通过半径为50m的圆弧拱桥,桥面对汽车的动摩擦因数为μ=
0.5,求汽车通过桥面最高点时汽车的牵引力15.(15分)质量为M的人抓住长L的轻绳,绳的另一端系着质量为m的小球,现让小球在竖直平面内做圆周运动,当球通过最高点时速率为v,则此时人对地面的压力是多大?参考答案
一、选择题1.【答案】ABD【点拨】圆周运动是一种变加速运动,ABD正确2.【答案】D【点拨】物体所受的摩擦力和物体的重力平衡;物体所受的弹力作为物体做圆周运动的向心力,故D正确3.【答案】ABD【点拨】速度不会突变,但是半径突然减小,从而造成了其他物理量的变化4.【答案】AD【点拨】地球上各处物体随地球一起绕地轴转动,它们的角速度相等根据a=rω2,物体所在的转动平面半径越大,向心加速度就越大;反之,半径越小,向心加速度就越小,物体在赤道上半径最大,随着纬度的升高,转动平面的半径逐渐减小故AD正确5.【答案】BCD【点拨】物体做圆周运动是受到向心力作用的结果,A错误6.【答案】B【点拨】由于木块下滑到最低点的过程中,速度大小不断增加,所需向心力也不断增大,其所受合外力的大小、方向都在不断变化,故B正确7.【答案】B【点拨】转速相同时(周期相同、角速度相同),据F向=mrω2可知,线越长,所需要的向心力越大;线越短,所需要的向心力越小,故线长易断,选项A、C、D错误;当线速度大小相同时,据可知,绳越短,向心力越大,绳子易断,故B选项正确8.【答案】ABD【点拨】三个物体放在同一圆台上,做圆周运动的角速度都相同,向心加速度a=ω2R,C物体离轴最远,向心加速度最大三个物体做圆周运动的向心力由静摩擦力f提供,f=mω2R,静摩擦力的大小由m、ω、R三者决定,其中ω相同,B与A比,R相同,m小;B与C比,m相同,R小,所以B的静摩擦力最小当圆台转速增大,物体将要滑动时,静摩擦力达到最大,最大静摩擦力提供向心力,μmg=mω2RB与A相比,ω、R相同,质量是A的,所需的向心力也是A的,同时最大静摩擦力μmg也是A的,所以B和A应同时开始滑动C和B相比,最大静摩擦力μmg相同,C转动半径是B的2倍,所需向心力mω2R也是B的2倍,所以C比B先滑动
二、填空、实验题9.【答案】速度方向改变;圆心【点拨】(略)10.【答案】保持不变;正比【点拨】(略)11.【答案】向心加速度;线速度【点拨】(略)12.【答案】力的作用效果;合外力【点拨】(略)13.【答案】成反比;成正比【点拨】(略)
三、计算题14.【答案】
1.9×103N【解析】汽车通过桥顶时受到重力G、支持力FN、牵引力F及摩擦力Ff,在竖直方向mg-FN=m所以FN=mg-m桥面对汽车的摩擦力Ff=μFN,由于汽车做匀速圆周运动通过最高点,故它在切线方向的合外力应为零,则牵引力F=Ff=μmg-=
1.9×103N15.【答案】M+mg-m【解析】对球进行受力分析,由牛顿第二定律可得F+mg=m所以F=m-mg,即轻绳对小球的拉力为F再对人进行受力分析,即受重力、地面对人的支持力和轻绳对人的拉力所以FN+F′=MgFN=Mg-F′=Mg-m-mg=M+mg-m由牛顿第三定律,人对地面的压力大小为FN'=FN=M+mg-m。