2016年高三物理同步测控优化训练7（7.向心力） 新人教版必修2.docVIP

第七节 向心力 5分钟训练(预习类训练，可用于课前) 1.一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（ ） A.2m/s2 B.4m/s2 C.0 D.4π m/s2 答案：D答案：CD答案：C解析：本题考查应用向心力的公式解决实际问题，向心力的公式为：F=m，可得到物体的质量m= kg=2 kg. 答案：2 kg答案：20答案：CD答案：C解析：质量为m的汽车，在半径为20 m的圆形水平路面上行驶时，静摩擦力提供向心力，最大静摩擦力对应汽车行驶的最大速度，所以有：kmg=m，得： v= m/s=10 m/s. 答案：10解析：对于小橡皮块，刚好不下落，则可得到水平方向和竖直方向上物体运动的方程，竖直方向上：mg=μFN，水平方向上：FN=mω2R，联立得：ω= 答案：答案：ABCD解析：只有向心力大处，且支持力大于重力处轮胎易爆炸，由图知在b点时r小，故N-mg=m,N=mg+m；在a、c点，N+mg=m，故N=m-mg；d点：N=mg，故正确选项为B. 答案：B处有一钉子C，把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球到悬点正下方时悬线碰到钉子.则小球的（ ） 图6-7-4 A.线速度突然增大 B.角速度突然增大 C.向心加速度突然增大 D.悬线拉力突然增大 解析：小球由最高点运动到最低点的过程中，绳子的拉力不做功，只有重力对小球做功，小球的机械能守恒，也就是说在小球的悬线碰到钉子与没有碰到钉子时比较，小球在最低点时的速度是相等的.对小球在最低点，由牛顿第二定律和向心力的公式可得： T-mg=m，对比两种情况，只是半径r不同，因此没碰钉子时绳子的拉力比碰到钉子时的拉力要小，D正确.根据ω=可知，没碰钉子时小球的角速度比碰到钉子时小球的角速度要小，B正确.根据a=可知，没碰钉子时小球的向心加速度比碰到钉子时小球的向心加速度要小，C正确. 答案：BCD解析：游客随筒转动起来后，一起做圆周运动，当地板塌落游客没有落下去时，游客受重力、筒壁对游客的支持力和静摩擦力这三个力作用，其中静摩擦力和重力相平衡，支持力给游客做圆周运动提供向心力.题目所问是游客为什么没有落下去，故应选C选项，而非A选项.若题目问为什么又可做圆周运动则A选项正确. 答案：C解析：甲、乙两名溜冰运动员在面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演时，弹簧秤的拉力提供运动员做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律和向心力公式得： F=m甲r1ω2,F=m乙r2ω2，又r1+r2=l=0.9 m，解得：r1=0.3 m,r2=0.6 m， 角速度为：ω= rad/s≈6 rad/s，所以B、D选项正确. 答案：BD解析：由题意可知小球受力情况如图所示，其中重力G与弹力N是一对平衡力，绳子的拉力F沿半径指向圆心，提供小球做匀速圆周运动所需的向心力. 设绳被拉断时的角速度为ω，则有Fn=F=mω2r 所以ω= rad/s=4.95 rad/s.这是一动力学问题，知道物体的受力(临界状态，绳子刚好拉断)可求物体的加速度(根据牛顿第二定律)，进一步求运动学的量. 答案：4.95 rad/s解析：飞行员经过最低点时受两个力：重力G和座位对他的支持力F，则F-G=m，所以F=G+m=70×9.8 N+70× N=4.57×103 N.飞行员对座位的压力和座位给飞行员的支持力是一对作用力和反作用力，所以飞行员对座位的压力是 F′=F=4.57×103 N. 答案：4.57×103 N解析：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.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mgtanα，线对小球的拉力大小为：F=mg/cosα 由牛顿第二定律得：mgtanα=，由几何关系得r=Lsinα 所以小球做匀速圆周运动线速度的大小为v= 小球运动的角速度ω=小球运动的周期T=. 答案：(1)F=mg/cosα (2)v= (3)ω= T=解析：杂技演员骑摩托车沿一竖直圆轨道做匀速圆周运动，在最低点：N-mg=m，可以得到：N=mg+m=200×10+200×202[]r，又在最低点：P=Fv，得F= N=600 N.因为演员做匀速圆周运动，水平方向受力平衡， F=f;又因为f=μN，联立以上各式解得：r=20 m；在最高点：mg+N′=m，得N′=m-mg=200×-200 N×10 N=2 000 N，摩托车的牵引力为： F′=f′=μN′=0.1×2 000 N