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山东省专用2018_2019学年高中物理第五章曲线运动课时跟踪检测五向心力含解析新人教版必修2.doc

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2018-2019高中物理第五章曲线运动讲义及跟踪检测（共14套新人教版必修2）
- 2018-2019学年高中物理第五章曲线运动讲义及跟踪检测（共14套新人教版必修2）

资料简介

课时跟踪检测（五）向心力 ‎1．关于做匀速圆周运动物体的向心力，下列说法正确的是(　　)‎ A．向心力是一种性质力 B．向心力与速度方向不一定始终垂直 C．向心力只能改变线速度的方向 D．向心力只改变线速度的大小解析：选C　物体做匀速圆周运动需要一个指向圆心的合外力，向心力是根据力的作用效果命名的，故A错误；由于向心力指向圆心，与线速度方向始终垂直，所以它的效果只是改变线速度方向，不会改变线速度大小，故B、D错误，C正确。‎ ‎2．一只小狗拉雪橇沿位于水平面的圆弧形道路匀速行驶，如图所示画出了雪橇受到牵引力F和摩擦力Ff可能方向的示意图，其中表示正确的图是(　　)‎ 解析：选D　因小狗拉雪橇使其在水平面内做匀速圆周运动，所以雪橇所受的力的合力应指向圆心，故A错误，B错误；又因雪橇所受的摩擦力Ff应与相对运动方向相反，即沿圆弧的切线方向，所以D正确，C错误。‎ ‎3.如图所示，一小球套在光滑轻杆上，绕着竖直轴OO′匀速转动，下列关于小球受力的说法中正确的是(　　)‎ A．小球受到离心力、重力和弹力 B．小球受到重力和弹力 C．小球受到重力、弹力、向心力 D．小球受到重力、弹力、下滑力解析：选B　小球做圆周运动，受到重力和弹力作用，两个力的合力充当做圆周运动的向心力，故B正确。‎ ‎4.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。当圆筒的角速度增大以后，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(　　)‎ - 5 -‎ 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，摩擦力不变解析：选D　物体随圆筒一起匀速转动时，受到三个力的作用：重力G、筒壁对它的弹力FN和筒壁对它的摩擦力F1(如图所示)。其中G和F1是一对平衡力，筒壁对它的弹力FN提供它做匀速圆周运动的向心力。当圆筒匀速转动时，不管其角速度多大，只要物体随圆筒一起匀速转动而未滑动，则物体所受的摩擦力F1大小等于其重力。而根据向心力公式FN＝mω2r可知，当角速度ω变大时，FN也变大，故D正确。‎ ‎5．如图所示，在光滑杆上穿着两个小球m1、m2，且m1＝2m2，用细线把两球连起来，当杆匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为(　　)‎ A．1∶1　　　　　　　　 B．1∶ C．2∶1 D．1∶2‎ 解析：选D　两个小球绕共同的圆心做圆周运动，它们之间的拉力互为向心力，角速度相同。设两球所需的向心力大小为Fn，角速度为ω，则：‎ 对球m1∶Fn＝m1ω2r1，‎ 对球m2∶Fn＝m2ω2r2，‎ 由上述两式得r1∶r2＝1∶2‎ ‎6.如图所示，物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动，物体B在水平方向所受的作用力有(　　)‎ A．圆盘对B及A对B的摩擦力，两力都指向圆心 B．圆盘对B的摩擦力指向圆心，A对B的摩擦力背离圆心 C．圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力 - 5 -‎ D．圆盘对B的摩擦力和向心力解析：选B　以A为研究对象，B对A的静摩擦力指向圆心，提供A做圆周运动的向心力，根据牛顿第三定律，A对B有背离圆心的静摩擦力；以整体为研究对象，圆盘对B一定施加沿半径向里的静摩擦力，B项正确。‎ ‎7.如图所示，一轨道由圆弧和水平部分组成，且连接处光滑。质量为m的滑块与轨道间的动摩擦因数为μ。在滑块从A滑到B的过程中，受到的摩擦力的最大值为Ff，则(　　)‎ A．Ff＝μmg B．Ffμmg D．无法确定Ff的值解析：选C　当滑块刚要滑到水平轨道部分时，滑块对轨道的压力大于mg，故此时的滑动摩擦力Ff>μmg，C正确。‎ ‎8.[多选]有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是(　　)‎ A．h越高，摩托车对侧壁的压力将越大 B．h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大 C．h越高，摩托车做圆周运动的周期将越大 D．h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大解析：选BC　摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力，受力分析如图所示。侧壁对摩托车的支持力F＝不变，则摩托车对侧壁的压力不变，故A错误；向心力Fn＝mgtan θ，m和θ不变，向心力大小不变，故D错误；根据Fn＝m，h越高，r越大，Fn不变，则v越大，故B正确；根据Fn＝mr，h越高，r越大，Fn不变，则T越大，故C正确。‎ - 5 -‎ ‎9.摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图所示。当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，抵消离心力的作用。行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。假设有一超高速列车在水平面内行驶，以100 m/s的速度拐弯，拐弯半径为500 m，则质量为50 kg的乘客，在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力为(g取10 m/s2)(　　)‎ A．500 N B．500 N C．1 000 N D．0 ‎ 解析：选A　根据牛顿第二定律得：F合＝m＝50× N＝1 000 N，根据平行四边形定则知火车给乘客的作用力：N＝＝ N＝500 N，故A正确，B、C、D错误。‎ ‎10.如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面间的夹角为30°，g取10 m/s2。则ω的最大值为(　　)‎ A. rad/s B. rad/s C．1.0 rad/s D．0.5 rad/s 解析：选C　当物体在圆盘上转到最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定律得：μmgcos θ－mgsin θ＝mω2r, 代入数据解得：ω＝1.0 rad/s，选项C正确，A、B、D错误。‎ ‎11.利用如图所示的方法测定细线的抗拉强度。在长为L的细线下端悬挂一个质量不计的小盒，小盒的左侧开一孔，一个金属小球从斜轨道上释放后，水平进入小盒内，与小盒一起向右摆动。现逐渐增大金属小球在轨道上释放时的高度，直至摆动时细线恰好被拉断，并测得此时金属小球与盒一起做平抛运动的竖直位移h和水平位移x，若小球质量为m，试求：‎ ‎(1)金属小球做平抛运动的初速度为多少？‎ ‎(2)该细线的抗拉断张力为多大？‎ - 5 -‎ 解析：(1)细线被拉断后，由平抛知识得h＝gt2，x＝v0t，‎ 则小球做平抛运动的初速度v0＝x。‎ ‎(2)拉断瞬间由牛顿第二定律可得 FT－mg＝，‎ 则细线的抗拉断张力FT＝mg。‎ 答案：(1)x　(2)mg ‎12.在一根长为L的不计质量的细杆中点和末端各连一质量为m的小球B和C，如图所示，杆可以在竖直平面内绕固定点A转动，将杆拉到某位置放开，末端C球摆到最低位置时，杆BC受到的拉力刚好等于C球重力的2倍。重力加速度为g。求：‎ ‎(1)C球通过最低点时的线速度大小；‎ ‎(2)杆AB段此时受到的拉力大小。‎ 解析：(1)C球通过最低点时，Fn＝TBC－mg 即：2mg－mg＝m 得C球通过最低点时的线速度大小为：vC＝。‎ ‎(2)以最低点B球为研究对象，B球做圆周运动的向心力Fn＝TAB－mg－2mg 即TAB－3mg＝m 且vB＝vC 得杆AB段此时受到的拉力大小为：TAB＝3.5mg。‎ 答案：(1)　(2)3.5mg - 5 -‎ 查看更多

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