第六章第二节 向心力-高一物理人教版（2019）必修第二册 课时练习（含解析）

第六章第二节 向心力
【教材课后*题】
1.地球质量为，地球与太阳的距离为。地球绕太阳的运动可以看作匀速圆周运动。太阳对地球的引力是多少？
2.把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动（如图）。小球的向心力是由什么力提供的？
3.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4 rad/s。盘面上距圆盘中心0.10 m的位置有一个质量为0.10 kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。
（1）求小物体所受向心力的大小。
（2）关于小物体所受的向心力，甲、乙两人有不同意见：甲认为该向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力，指向圆心；乙认为小物体有向前运动的趋势，静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，即向后，而不是和运动方向垂直，因此向心力不可能由静摩擦力提供。你的意见是什么？说明理由。
4.如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下。经验告诉我们，当细绳与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断。请解释这一现象。
【定点变式训练】
5.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。图甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为哪种是正确的？为什么？
6.关于匀速圆周运动的向心力，下列说法错误的是 ( )
A.向心力是根据力的作用效果命名的
B.对匀速圆周运动，向心力是一个恒力
C.向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力
D.向心力方向指向圆心，其表现就是改变速度的方向
7.如图所示，运动员在短道速滑比赛时可以将短时间内的某一小段运动看作匀速圆周运动，则关于该小段运动下列说法正确的是( )
A.运动员受到冰面的恒力作用，做匀速运动
B.运动员受到冰面的恒力作用，做匀变速运动
C.运动员受到冰面的变力作用，做变加速运动
D.运动员受到冰面的变力作用，做匀变速运动
8.小明同学乘坐高铁分别以不同速率通过同一水平圆弧形弯道，且。若小明所需向心力的大小分别为，则( )
A. B.
C. D.的大小关系无法确定
9.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
10.如图所示，物块放在水平圆盘上，随圆盘一起绕竖直中心轴匀速转动.使物块做匀速圆周运动的向心力是( )
A.重力和支持力的合力 B.圆盘施加的支持力
C.圆盘施加的静摩擦力 D.圆盘施加的滑动摩擦力
答案以及解析
1.答案：
解析：解：由于地球在太阳的引力作用下做匀速圆周运动，设引力为F，地球公转周期为。
根据牛顿第二定律得。
2.答案：见解析
解析：解：小球在漏斗壁上的受力如图所示。
小球所受重力G、漏斗壁对小球的支持力的合力提供了小球做圆周运动的向心力。
3.答案：（1）
（2）见解析
解析：解：（1）根据牛顿第二定律得。
（2）甲的意见是正确的。
静摩擦力的方向与物体相对接触面运动的趋势方向相反。小物体在随圆盘匀速转动的过程中，相对圆盘有沿半径向外的运动趋势。
4.答案：见解析
解析：解：设小球的质量为m，钉子A与小球的距离为r，小球通过最低点时的速度为v。小球通过最低点时运动半径为r，绳子的拉力、重力G的合力提供了向心力，即：
得
在一定的情况下，r越小，越大，即绳子受到的拉力越大，绳子越容易断。
5.答案：见解析
解析：解：汽车在行驶过程中速度越来越小，所以汽车在轨迹的切线方向做减速运动，切线方向受力如图中的所示；同时汽车做曲线运动，必有向心加速度，向心力如图中的所示。汽车所受合力F为的合力，如图中的F所示。丙图正确。
6.答案：B
解析：A.向心力是根据力的作用效果命名的，选项A正确，不符合题意;
B.对匀速圆周运动，向心力大小不变，但方向不断改变，不是一个恒力，选项B错误，符合题意；
C.向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力，选项C正确不符合题意;
D.向心力方向指向圆心，其表现就是改变速度的方向，选项D正确，不符合题意；
故选B。
7.答案：C
解析：做匀速圆周运动的物体合力提供向心力，向心力大小不变但方向时刻改变，合力是大小不变，方向始终指向圆心；运动员受到重力与冰对运动员的作用力，重力不变，则冰对运动的作用力是变化的，运动员做变加速运动。
故选C。
8.答案：C
解析：根据向心力表达式有
，
由于
可知
故选C。
9.答案：C
解析：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。
10.答案：C
解析：对物体受力分析可知，物体受到重力、支持力、静摩擦力，重力和支持力平衡，静摩擦力用来提供向心力；
故选C。
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