课时分层作业5　向心力—2020-2021同步人教版高中物理必修二练习

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课时分层作业(五)　向心力
(时间：40 分钟　分值：100 分)
一、选择题(本题共 6小题，每小题 6分，共 36 分)
1．(多选)关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是(　　)
A．物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向一定与速度
方向相同
B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变
C．物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心
D．物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
AD　[当物体的速率增大时，合外力是动力，合外力与速度方向间夹角小
于90°，而在直线运动中速率增大时合力方向与速度方向间夹角必为 0°，即两
者同向，A正确；变速率的曲线运动也可以是匀变速运动，如平抛运动，故 B
错误；物体做变速率的圆周运动时，合外力一方面提供了改变速度方向的向心
力，另一方面还提供了改变速度大小的切向力，故此时合外力的方向一定不指
向圆心，C错误；在匀速率曲线运动中，由于物体的速度大小不变，则物体在
速度方向上所受外力矢量和必为零，即物体所受合外力方向只能是垂直于速度
方向，从而只改变速度方向而做曲线运动，但不改变速度的大小，D正确．]
2．如图所示，在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心．
能正确表示雪橇受到的牵引力 F及摩擦力 Ff的图是(　　)
C　[由于雪橇在冰面上滑动，其滑动摩擦力方向必与运动方向相反，即沿
圆的切线方向；因雪橇做匀速圆周运动，合力一定指向圆心．由此可知 C正
确．]
3．如图所示为“感受向心力”的实验，用一根轻绳，一端拴着一个小球，
在光滑桌面上抡动细绳，使小球做圆周运动，通过拉力来感受向心力．下列说
法正确的是(　　)
A．只减小旋转角速度，拉力增大
B．只加快旋转速度，拉力减小
C．只更换一个质量较大的小球，拉力增大
D．突然放开绳子，小球仍做曲线运动
C　[由题意，根据向心力公式 F向＝mω2r、牛顿第二定律，则有 T拉＝
mω2r，只减小旋转角速度，拉力减小，只加快旋转速度，拉力增大，只更换一
个质量较大的小球，拉力增大，故 A、B错误，C正确；突然放开绳子，小球
受到的合力为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故 D错误．]
4．质量为 m的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中，如果由于摩擦
力的作用，使得木块的速率不变，那么(　　)
A．下滑过程中木块的加速度为零
B．下滑过程中木块所受合力大小不变
C．下滑过程中木块所受合力为零
D．下滑过程中木块所受的合力越来越大
B　[因木块做匀速圆周运动，故木块受到的合外力即向心力大小不变，向
心加速度大小不变，故选项 B正确．]
5．有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”，杂技演员骑摩托车先在如图所
示的大型圆筒底部做速度较小、半径较小的圆周运动，通过逐步加速，圆周运
动半径逐步增大，最后能以较大的速度在竖直的壁上做匀速圆周运动，这时使
车子和人整体做匀速圆周运动的向心力是(　　)
A．圆筒壁对车的静摩擦力
B．筒壁对车的弹力
C．摩托车本身的动力
D．重力和摩擦力的合力
B　[当车子和人在垂直的筒壁上做匀速圆周运动时，在竖直方向上，摩擦
力等于重力，这两个力是平衡力；在水平方向上，车子和人转动的向心力由筒
壁对车的弹力来提供，B正确．]
6．如图所示，用一根结实的长度为 L的细绳，一端栓一个质量为 m的小
物体，在足够大的光滑水平桌面上抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，已知
小物体在 t时间内通过的弧长为 s，则小物体做匀速圆周运动的(　　)
A．角速度大小为
B．转速大小为
C．向心加速度大小为
D．向心力大小为
D　[物体做匀速圆周运动，其线速度为：v＝，
角速度为：ω＝＝，故 A错误；
转速为：n＝＝，故 B错误；
加速度为：a＝＝，故 C错误；
向心力为：F向＝m＝，故 D正确．]
二、非选择题(14 分)
7．如图所示，半径为 R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转
台上，转台转轴与过陶罐球心 O的对称轴 OO′重合．转台以一定角速度 ω匀
速转动，一质量为 m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一
起转动且相对罐壁静止，它和 O点的连线与 OO′之间的夹角 θ为60°，重力加
速度大小为 g.若ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求 ω0.
[解析]　对小物块受力分析如图所示，
由牛顿第二定律知
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