高一物理同步练习题解析 5-7 向心力 （人教版必修2） 4页

1 5.7 向心力 同步练习题解析（人教版必修 2） 1．关于向心力的说法中正确的是（ ）。 A．物体由于做圆周运动而产生向心力 B．向心力不改变圆周运动物体的速度大小 C．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力 2．细绳一端系一物体，使物体绕另一端在光滑水平面上做匀速圆周运动，下列说法正 确的 是（ ）。 A．线速度一定时，线越长越容易断 B．向心加速度一定时，线越短越容易断 C．角速度一定时，线越短越容易断 D．周期一定时，线越长越容易断 3．如图所示，一只质量为 m 的老鹰，以速率 v 在水平面内做半径为 R 的匀速圆周运动， 则空气对老鹰作用力的大小等于（ ）。 A． 2 2 2vm g R    B． 2 2vm gR  C． 2vm R D．mg 4．如图所示，一小球用细绳悬挂于 O 点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球 以 O 点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是（ ）。 A．绳的拉力 B．重力和绳拉力的合力 2 C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力 D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力 5．如图所示，A、B、C 三个物体放在旋转圆台上，最大静摩擦因数均为μ。已知 A 的 质量为 2 m，B、C 的质量均为 m，A、B 离轴的距离均为 r，C 离轴的距离为 2r，则当圆台 旋转时（ ）。 A．C 的向心加速度最大 B．B 的摩擦力最小 C．当圆台转速增加时，C 比 B 先滑动 D．当圆台转速增加时，B 比 A 先滑动 6．如图所示是一游乐转筒的模型图，它是一个半径约为 3 m 的直圆筒，可绕中间的轴 转动，里面的乘客背靠圆筒壁站立。当转筒转速达到至少每分钟 30 圈时，乘客脚下的踏板 突然脱落，人随筒一 起转动而不掉下来。要保证乘客的安全，乘客与铁筒之间的动摩擦因 数至少多大？（g 取 10 m/s2） 7．如图所示，水平转盘上放有质量为 m 的物块，当物块到转轴的距离为 r 时，连接物 块和转轴的绳刚好被拉直（绳上张力为零）。物体和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍。 求： （1）当转盘的角速度 1 2 g r   时，细绳的拉力 FT 1。 3 （2）当转盘的角速度 2 3 2 g r   时，细绳上的拉力 FT2。 答案与解析 1. 答案：B 2. 答案：D 3. 答案：A 解析：老鹰受力如图，因为老鹰做匀速圆周运动，所以重力 mg 与空气对老鹰的作用力 F 的合力提供向心力 Fn，由勾股定理，可知 222 2 2( ) ( )n vF mg F m g R     。 4. 答案：CD 解析：如图所示，对小球进行受力分析，它受重力和绳子拉力的作用，向心力是指向圆 心方向的合力。因此 ，可以说是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以说是各力沿绳方向 分力的合力，选 C、D。 5. 答案：C 6. 答案：0．33 解析：乘客随转筒旋转时受三个力：重力 mg、筒壁对他的支持力 FN 和静摩擦力 Ff，如 图所示。要使乘客随筒壁旋转不落下来，筒壁对他的最大静摩擦力应至少等于重力，乘客做 圆周运动的向心力由筒壁对他的支持力 FN 来提供。 4 转筒的角速度为 2 rad/s60 n   由牛顿第二定律可得 FN＝mrω2 Ff＝μFN＝mg 由以上三式可得μ ＝0．33。 7. 答案：（1）0 （2） 1 2 mg 解析：当绳中的拉力为零时，设此时转盘的最大角速度是ω0，则其最大静摩擦力提供向 心力， 2 0mg mr  ，得 0 g r   。 （1）当 1 02 g r    时，由静摩擦力提供向心力，绳的拉力为零。 （2）当 2 0 3 2 g r    时，由最大静摩擦力和绳的拉力的合力提供向心力，F 合＝μmg ＋FT2＝F 向＝mrω2， 2 1 2TF mg 。