3.2科學(xué)探究：向心力基礎(chǔ)鞏固2021—2022學(xué)年高中物理魯科版（2019）必修第二冊一、選擇題（共15題）1．對于做勻速圓周運動的物體，下列說法正確的是　　A．線速度不變 B．向心力不變 C．角速度不變 D．運動狀態(tài)不變2．如圖所示，一圓盤可繞通過圓盤中心O點且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放置一小木塊A，它隨圓盤一起做勻速圓周運動，則關(guān)于木塊A的受力，下列說法正確的是（　?。?/span>A．木塊A受重力、支持力和向心力B．木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向指向圓心C．木塊A受重力、支持力D．木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向與木塊運動方向相反3．半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體m，如圖所示,今給小物體一個水平初速度，則物體將A．沿球面滑至M點B．立即離開半球面作平拋運動C．先沿球面滑至某點N再離開球面做斜下拋運動D．沿半徑大于R的新圓弧軌道運動4．下列實例屬于超重現(xiàn)象的是 (     　 )A．汽車駛過拱形橋頂端B．跳水運動員被跳板彈起，離開跳板向上運動C．蕩秋千的小孩通過最低點D．宇宙飛船繞地球做勻速圓周運動5．如圖所示，輕繩的一端系一小球,另一端固定于O點，在O點的正下方P點釘一顆釘子，使懸線拉緊時與豎直方向成一角度?，然后由靜止釋放小球，當(dāng)懸線碰到釘子時A．小球的瞬時速度突然變大B．小球的角速度突然變小C．繩上拉力突然變小D．球的加速度突然變大6．關(guān)于質(zhì)點的勻速圓周運動，下列說法中正確的是（　?。?/span>A．由an＝可知，an與r成反比B．由an＝ω2r可知，an與r成正比C．由v＝ωr可知，ω與r成反比D．由ω＝2πf可知，ω與f成正比7．如圖所示，在繞中心軸 轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上，有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動．在圓筒的角速度逐漸增大的過程中，物體相對圓筒始終未滑動，下列說法正確的是（       ）A．物體所受摩擦力逐漸增大B．物體所受摩擦力不變C．物體所受彈力不變D．物體所受彈力逐漸減小8．如圖所示，用細繩吊著一個質(zhì)量為m的小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，不計空氣阻力，關(guān)于小球受力的說法正確的是：（       ）A．受重力、拉力、向心力 B．受重力和拉力C．只受重力 D．無法確定9．以下情境描述符合物理實際的是（　　）A．火車軌道在彎道處設(shè)計成外軌低內(nèi)軌高，以便火車成功安全轉(zhuǎn)彎B．軌道上飛行的航天器是平衡狀態(tài)C．汽車通過拱形橋最高點時對橋的壓力小于汽車重力D．汽車通過凹形橋最低點時對橋的壓力小于汽車重力10．我們可以用如圖所示的實驗裝置來探究影響向心力大小的因素。長槽上的擋板B到轉(zhuǎn)軸的距離是擋板A的2倍，長槽上的擋板A和短槽上的擋板C到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等。轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個球所受向心力的比值。則（　?。?/span>A．當(dāng)傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的輪盤上、質(zhì)量相等的小球分別放在B、C時可以探究向心力大小與線速度的關(guān)系B．當(dāng)傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的輪盤上、質(zhì)量相等的小球分別放在B、C時可以探究向心力大小與角速度的關(guān)系C．當(dāng)傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上、質(zhì)量相等的小球分別放在B、C時可以探究向心力大小與線速度的關(guān)系D．當(dāng)傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上、質(zhì)量相等的小球分別放在A、C時可以探究向心力大小與角速度的關(guān)系11．質(zhì)量為m的木塊從半徑為R的半球形的碗口下滑到碗的最低點的過程中，如果由于摩擦力的作用使得木塊的速率不變，如圖所示。那么正確的說法是（　?。?/span>A．因為速率不變，所以木塊的加速度為零B．木塊下滑過程中加速度大小不變，方向始終指向球心C．木塊下滑過程中的摩擦力大小不變D．木塊下滑過程中所受的合外力越來越大12．如圖所示，一輛汽車依次通過路上的A、B和C點，汽車對路面的壓力相應(yīng)為、和，它們間的大小關(guān)系是（　?。?/span>A．B．C．D．13．在高速公路的拐彎處，路面外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時，司機左側(cè)的路面比右側(cè)要高一些。已知某拐彎路段是半徑為的水平圓弧，路面與水平面夾角為，重力加速度為。要使車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進方向）摩擦力等于零，則車速的大小為（　?。?/span>A． B．C． D．14．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個物體與圓筒一起運動，物體相對桶壁靜止。則（　?。?/span>A．物體受到4個力的作用B．物體所受向心力是物體所受的重力提供的C．物體所受向心力是物體所受的彈力提供的D．物體所受向心力是物體所受的靜摩擦力提供的15．“飛車走壁”雜技表演比較受青少年的喜愛，這項運動由雜技演員駕駛摩托車，沿表演臺的側(cè)壁做勻速圓周運動。簡化后的模型如圖所示，若表演時雜技演員和摩托車的總質(zhì)量不變，摩托車與側(cè)壁間沿側(cè)壁傾斜方向的摩擦力恰好為零，軌道平面離地面的高度為H，側(cè)壁傾斜角度α不變，摩托車做圓周運動的H越高，則（　　）A．運動的線速度越大 B．運動的向心加速度越大C．運動的向心力越大 D．對側(cè)壁的壓力越大二、填空題（共4題）16．質(zhì)量為m的物體，沿半徑為R的圓形軌道滑下，如圖所示，當(dāng)物體通過最低點B時速度為v0，已知物體和軌道間的動摩擦因數(shù)μ，則物體滑過B點時受到的摩擦力大小為________。17．如圖所示，OM=MN=R，兩球質(zhì)量都是m，a、b為水平輕繩。小球正隨水平圓盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，摩擦不計，則繩b的拉力Fb=______。18．如圖所示，兩輪的半徑分別為3R和R，兩輪通過皮帶相連，轉(zhuǎn)動中皮帶與輪之間沒有打滑現(xiàn)象，A、B分別為兩輪子邊緣上一點，則A、B兩點角速度大小之比為_____；C點到圓心距離為該輪半徑的，則B、C兩點向心加速度大小之比為_____。19．在探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系的實驗中。(1)在探究向心力的大小F與角速度ω的關(guān)系時，要保持_________相同。A．ω和r       B．ω和m       C．m和r       D．m和F(2)本實驗采用的實驗方法是________。A．累積法       B．控制變量法        C．微元法       D．放大法(3)甲同學(xué)在進行如圖甲所示的實驗，他是在研究向心力的大小F與____________的關(guān)系?？梢缘玫降恼_結(jié)果是______________。(4)乙同學(xué)把兩小球都換為鋼球，且質(zhì)量相等，如圖乙所示，實驗中觀察到標尺上黑白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1∶4。由圓周運動知識可以判斷與皮帶連接的變速輪塔相對應(yīng)的半徑之比為_______。三、綜合題（共4題）20．一輛質(zhì)量為的汽車行駛在圓弧半徑為50米的拱橋上，取重力加速度，求：(1)汽車到達橋頂時速度為，橋頂對汽車的支持力；(2)汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時恰好對橋頂沒有壓力。21．如圖所示，半徑為R，內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進入管內(nèi)，A通過最高點C時，對管壁上部的壓力為2mg，B通過最高點C時，對管壁下部和管壁上部的壓力都為零，求： （1）小球A在最高點的速度大??；（2）小球B在最高點的速度大??；（3）A、B兩球落地點間的距離。22．在水平地面上固定半圓形的光滑曲面ABC，圓的半徑為R，一質(zhì)量為m小球以速度v通過曲面的最高點，如圖所示，重力加速度用g表示。(1)若小球以速度后通過球面的頂端時，求小球受到的支持力大小；(2)若小球以速度通過球面的頂端時，甲同學(xué)認為小球立即做平拋運動，會落在曲面BC上；乙同學(xué)認為小球立即做平拋運動，將直接落到水平地面上、你認為哪位同學(xué)說法正確，并給出理由；(3)若小球距曲面頂端B點正上方高為h處，以初速度水平拋出，為使小球不碰到曲面，且恰好落在水平地面，求高度h及小球落地點距C點的距離。23．如圖所示，物體A放在地球表面處，作出它隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動時的加速度方向。
參考答案：1．C2．B3．B4．C5．D6．D7．B8．B9．C10．D11．B12．C13．B14．C15．A16．17．2mω2R18．     1:3     9:119．     C     B     質(zhì)量     在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比     2：120．(1)7600N；(2)22.4m/s或m/s21．（1）；（2）；（3）222．(1) 若小球以速度后通過球面的頂端時，解得：(2)平拋的豎直方向水平方向故乙同學(xué)正確。(3)設(shè)軌跡與圓相切點與圓心連線和水平方向夾角為，從拋出到該點 ，解得：豎直方向 ，解得：全過程 ，聯(lián)立解得23． 

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第2節(jié) 科學(xué)探究:向心力

版本： 魯科版 (2019)

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