《向心力》同步练习6.docx

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1、向心力1 .做匀速圆周运动的物体受到的沿半径指向 的力叫向心力，向心力的方向 ,和质点的运动方向 ,向心力不改变速度的 ,只改变速度的.2 . 向心力的表达式 F =.3 .做匀速圆周运动的物体在向心力作用下产生的加速度叫 ,其方向指 向,向心加速度只改变速度的 ,不改变速度的 ,它用来描述 线速度方向改变的 .一4 奈一4 .向心加速度的表达式 a= =rr=4Ttfr.5 .匀速圆周运动中加速度的大小不变而方向时刻在改变，匀速圆周运动是加速度方向不 断改变的.6 .关于向心力，下列说法中正确的是（）A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力B.向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小C .做匀

2、速圆周运动的物体的向心力是恒力D .做一般曲线运动的物体的合力即为向心力7 .如图1所示，用细绳拴一小球在光滑桌面上绕一铁钉（系一绳套）做匀速圆周运动，关于小球的受力,下列说法正确的是（）A.重力、支持力8 .重力、支持力、绳子拉力C.重力、支持力、绳子拉力和向心力D.重力、支持力、向心力8.关于匀速圆周运动及向心加速度，下列说法中正确的是（）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速曲线运动C.向心加速度描述线速度大小变化的快慢D.匀速圆周运动是加速度方向不断改变的变速运动【概念规律练】知识点一向心力的概念1 .下列关于向心力的说法中错误的是（）A.物体受到向心力的作用才能做圆

3、周运动B.向心力是指向弧形轨道圆心方向的力，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，也可以是某一种力或某一种力 的分力D.向心力不但可以改变物体运动的方向，也可以改变物体运动的快慢2.（双选）关于向心力，下列说法正确的是 （）A.向心力是一种效果力B.向心力是一种具有某种性质的力C.向心力既可以改变线速度的方向，又可以改变线速度的大小D.向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小知识点二 向心力的来源3.（双选）如图2所示, s. J .II- B图2一小球用细绳悬挂于 。点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则.小球以。点为圆心做圆周运动，运动中小球所需向

4、心力是（）A .绳的拉力B.重力和绳拉力的合力C.重力和绳拉力的合力沿绳的方向的分力D .绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力4 .如图3所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动，关于小强的受力，下列说法正确的是（）A.小强在P点不动，因此不受摩擦力作用B .小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力C .小强随圆盘做匀速圆周运动，盘对他的摩擦力充当向心力D.若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力不变知识点三 向心加速度5 .下列关于向心加速度的说法中，正确的是（）A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B.向心加速度的方向始终保持不变C.

5、在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的D.在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化6 .关于匀速圆周运，动的向心加速度，下列说法中正确的是（）2A,由于a=V,所以线速度大的物体向心加速度大 2B,由于a=v-,所以旋转半径大的物体向心加速度小C,由于a= r 所以角速度大的物体向心加速度大D.以上结论都不正确【方法技巧练】一、向心力大小的计算方法7 . 一只质量为 m的老鹰，以速率 v在水平面内彳半径为 R的匀速圆周运动，则空气对老鹰作用力的大小等于 （）2C. mvD . mgR8.在双人花样滑冰运动中，有时会看到男运动员拉着女运动员离开冰面在空中做圆锥摆运动的精彩的场面，目测体重为 G的

6、女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角为30。,重力加速度为g,估算该女运动员（）A.受到的拉力为 43GB.受到的拉力为 2GC.向心加速度为 3gD.向心加速度为 2g二、匀速圆周运动问题的分析方法9. 一 图4长为L的细线，拴一质量为 m的小球，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4所示.当摆线 L与竖直方向的夹角为 a时,求： 线的拉力F;小球运动的线速度的大小;（3）小球运动的角速度及周期.1 .物体做匀速圆周运动时，下列关于物体受力情况的说法中正确的是A.必须受到恒力的作用B.物体所受合力必须等于零C.物体所受合力大小可能变化D.物体

7、所受合力大小不变，方向不断改变O点为圆心.能正确地表示雪橇受到的2 .在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动, 牵引力F及摩擦力f的图是（A图53 .如图5所示,某物彳沿4光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点的过程中，物体的速率逐渐增大，则A.物体的合外力为零B.物体的合力大小不变，方向始终指向圆心C.物体的合外力就是向心力D .物体的合力方向始终与其运动方向不垂4.在高速公路的拐弯处，路面造的外高内低, 侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为一直（最低点除外）即当车-向右拐弯时，司机左侧的路面比右8设拐弯路段是半径为 R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向 （即垂直于前进方向）摩擦力等于零,2

8、28应等于（）vA. arcsin RgVB. arctan Rg1 2v2 c.2a心in而5.甲、乙2 VD. arccot Rg图6两名溜冰运动员，M甲=80 kg, M乙=40 kg,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图6所示.某时刻两人相距0.9 m,弹簧秤的示数为 9.2 N,下列判断中正确的是（）A.两人的线速度相同，约为 40 m/s8 .两人的角速度相同，为 6 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 m9 .如图7所示，H图7天车下吊着两个质量都是m的工件A和B,整体一起向左匀速运动.系 A的吊绳较短

9、,系B的吊绳较长，若天车运动到P处时突然停止，则两吊绳所受拉力Fa、Fb的大小关系是（）A. FAFBmgB. FAFBmg7 .（双选）在光滑的水平面上，用长为 l的细线拴一质量为 m的小球，以角速度 3做匀速 圆周运动，下列说法中正确的是（）A. l、3不变，m越大线越易被拉断B. m、3不变，l越小线越易被拉断C. m、l不变，3越大线越易被拉断D. m不变，l减半且角速度加倍时，线的拉力不变8 .汽车甲和汽车乙的质量相等，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在 乙车的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为 f甲和f乙以下说法正确的是（）A. f甲小于f乙B. f甲等于f乙C

10、. f甲大于f乙D . f甲和f乙的大小均与汽车速率无关题号12345678答案9.如图8所示,图8质量相等的小球 A、B分别固定在轻杆的中点和端点，当杆在光滑的水平面上绕。点匀速转动时，求杆的 OA段和AB段对小球的拉力之比.10.图9长L = 0.5 m、质量可忽略的杆，其下端固定于 O点，上端连有质量 m=2 kg的小球，它绕。点在竖直平面内做圆周运动.当通过最高点时，如图 9所示，求下列情况下杆受到 的力(计算出大小，并说明是拉力还是压力，g取10 m/s2)：(1)当v=1 m/s时，杆受到的力为多少，是什么力？(2)当v=4 m/s时，杆受到的力为多少，是什么力？11 .如图10所

11、示,图10一根长为0.1 m的细线，一端系着一个质量是0.18 kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的转速增加到原转速3倍时，细线断裂，这时测得线的拉力比原来大40 N.求：(1)线断裂的瞬间，线的拉力；这时小球运动的线速度；第二节 向心力课前预习练1 .圆心 沿半径指向圆心垂直 大小 方向22 . mr w m-3 .向心加速度圆心 方向 大小 快慢V224 . 35 .变速运动6 . B 与速度方向垂直的力使物体运动方向发生改变，此力指向圆心命名为向心力，所以 向心力不是物体做圆周运动而产生的.向心力与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度 的方向.

12、做匀速圆周运动的物体的向心力始终指向圆心，方向在不断变化，是个变力.做一般曲 线运动的物体的合力通常可分解为切向分力和法向分力.切线方向的分力提供切向加速度，改变 速度的大小；法线方向的分力提供向心加速度，改变速度的方向.正确选项为B.7 . B 向心力是效果力，可以是一个力，也可以是一个力的一分力或几个力的合力.8 . D 匀速圆周运动的速度方向时刻改变，是一种变速曲线运动，A、B错；匀速圆周运动的加速度大小不变，方向时刻在改变，且加速度的大小描述了做匀速圆周运动的物体线速度方 向变化的快慢，故 C错，D对.课堂探究练1. D 向心力是使物体做圆周运动的原因，它可由各种性质力的合力、某一个力

13、或某一个 力的分力提供，方向始终从做圆周运动的物体的所在位置指向圆心，是根据力的作用效果命名 的，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小.2. AD 向心力是按力的作用效果命名的，是一种效果力，所以A选项正确，B选项错误；由于向心力始终沿半径指向圆心，与速度的方向垂直，即向心力对做圆周运动的物体始终不做 功，不改变线速度的大小，只改变线速度的方向，因此C选项错误，D选项正确.点评 由于向心力是一种效果力，所以在受力分析时不要加上向心力，它只能由其他性质的 力提供.3. CD mg如图所示，对小球进行受力分析，它受重力和绳的拉力，向心力由指向圆心O方向的合外力提供，因此，它可以是小球所受合力沿绳

14、方向的分力，也可以是各力沿绳方向分力的合力，故选C、D.4. C 由于小强随圆盘一起做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心方向， 而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，且充当向心 力，A、B错误，C正确；由于小强随圆盘转动的半径不变，当圆盘角速度变小时，由Fn=mrw2可知，所需向心力变小，故 D错误.点评对物体受力分析得到的指向圆心的力提供向心力.向心力可以是某个力、可以是某几 个力的合力，也可以是某个力的分力.在匀速圆周运动中，向心力就是物体所受的指向圆心方向的合外力.在变速圆周运动中，物 体所受合外力一般不再指向圆心，可沿切线方向和法线方向分解

15、，法线方向的分力就是向心力.5. A 向心加速度方向始终指向圆心，与速度方向垂直，方向时刻在变化，故选项A正确，B错误；在匀速圆周运动中向心加速度的大小不变，方向时刻变化，故选项C、D错误.6. 2D 研究三个物理量之间的关系时，要注意在一个量一定时，研究另两个量的关系，比 如a=v-只有在r一定的前提下，才能说速度v越大，加速度a越大.r7. A8. B 如图所示F1= Fcos 30F2= Fsin 30F2= G , Fi = maa=3g, F=2G.方法总结用向心力公式解题的思路与用牛顿第二定律解题的思路相似:(1)明确研究对象，受力分析，画出受力示意图;(2)分析运动情况，确定运动

16、的平面、圆心和半径，明确向心加速度的方向和大小;在向心加速度方向上，求出合力的表达式，根据向心力公式列方程求解.9. (1)F = CmS (2)v=JgLtan osin a解析gcos acos agT = 2 Tt做匀速圆周运动的小球受力如图所示，小球受重力mg和绳子的拉力 F.mgtan a,线对小球的拉力大小为:f=4. cos a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O,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2由牛顿第二.定律彳导:mgtan a= mv-由几何关系得r= Lsin a所以，小球做匀速圆周运动线速度的大小为10. vgLtanos

17、ina小球运动的角速度v .gLtan osin a | gr Lsin a Lcos a小球运动的周期2 Tt_ 2 无力Lcos aT= 3 - 7tAz g .方法总结匀速圆周运动问题的分析步骤(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.将物体所受外力通过力的分解将其分解成为两部分，其中一部分分力沿半径方向.2v2 4 T2mr列方程：沿半径方向满足F合1 = mm2=m,= -Trn-,另一方向F合2=0.(4)解方程，求出结果.课后巩固练1. . D 匀速圆周运动的合外力是向心力，大小不变，方向始终指向圆心，即方向时刻变 化，故A、B、C错，D对.2. C 由于雪橇在

18、冰面上滑动，故滑动摩擦力方向必与运动方向相反，即方向应为圆的切线方向，因做匀速圆周运动，合外力一定指向圆心，由此可知C正确.3. D 物体做加速曲线运动，合力不为零，A错；物体做速度大小变化的圆周运动，合力不指向圆心，合力沿半径方向的分力提供向心力，合力沿切线方向的分力使物体速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合外力方向间的夹角为锐角，合力方向与速度方向不垂直，B、C错，D对.4. B 本题主要考查的是圆周运动的向心力问题.试题把情景设置在高速公路拐弯处，比较新颖， 同时也考查考生对实际问题的处理能力.汽车向右拐弯时，受力如图所示.汽车做圆周运动的圆 心与汽车在同一水平面上，当支持力 F

19、n和重力G的合力刚好是汽车沿圆弧运动的向心力时，汽车与路面之间的横向摩擦力就为0,因此由mgtan 6= m可得6= arctan ,故本题应选 B.RRg5. D 甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，它们间的拉力互为向心力，他们的角速度相 同，半径之和为两人的距离.设甲、乙两人所需的向心力为F向，角速度为 3,半径分别为r甲、r乙，则F 向= M甲3r 甲= Mz13r 乙= 9.2 Nr甲+ r乙=0.9 m由两式可解得只有D项正确.6. A 突然停止时，A、B两物体速度相同，做圆周运动，Ft mg=mv2/L,故Ft= mg +mv2/L , LaF Bmg.7. AC8. A 两车做圆周

20、运动的向心力均由货擦力提供，由于甲车在乙车的外侧，故r甲r乙，而两车的质量和速率均相等，根据f=mv-可得选项A正确.r9. 3 ： 2解析 本题所考查的内容是向心力和向心加速度的应用，设杆的 OA和AB段对小球的拉力 分别为Foa和Fab .OA = AB = r依据牛顿第二定律可得：对小球 A有：FoaFAB=mrco2对小球B有：Fab =m2r32由得Foa ： Fab = 3 ： 2即杆的OA段和AB段对小球的拉力之比为3 : 2.10. (1)16 N 压力 (2)44 N 拉力解析本题考查圆周运动临界条件的应用.设小球受到杆的作用力Fn向上，如图所示，mgN= 16 NFni =

21、 16 N,方向竖直向下.N = - 44 N则：22V1V1(1)F 向=mL，即 mg FN1=m22V11Fni = mg- mL- = 2X 10 N 2X05根据牛顿第三定律：杆受到的是压力，22(2)F 向=mv2,即 mg FN2=mv22/V2 _. . . 4Fn2 = mg m = 2X 10 N 2X 0 5负号说明Fn2与规定的正方向相反，故小球受到杆的作用力Fn2= 44 N,方向应竖直向下.根据牛顿第三定律：杆受到的是拉力，Fn2 = 44 N,方向竖直向上.11 . (1)45 N (2)5 m/s解析(1)小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用，重力 mg、桌面弹力Fn和线的 拉力F.重力mg和弹力Fn平衡.线的拉力等于向心力，F向= F=mo 2R.设原来的角速度为 g,线上的拉力是Fo,加快后的角速度为 3,线断时的拉力是 Fi.则Fi : Fo= co2：髭=9： 1.又 Fi = Fo+40 N,所以 Fo=5 N,则线断时 Fi = 45 N.(2)设线断时小球的速度为v,2由 Fl = mv4导 V45 X 0.1c “c-m/s = 5 m/s.0.18