【文档说明】《高一物理同步精品课堂（新教材人教版必修第二册）》6.2 向心力（精选练习）（解析版）.docx，共(19)页，520.525 KB，由管理员店铺上传

转载请保留链接：https://www.doc5u.com/view-37c7244e09d7428370d6fddfd07245c6.html

以下为本文档部分文字说明：

1人教版新教材物理必修第二册第六章《圆周运动》6.2向心力精选练习一、夯实基础1．（2021·全国高一课时练习）（多选）关于向心力的下列说法中正确的是（）A．物体必须受到一个向心力的作用才能做圆周运动B．向心力是指向圆心方向的

合外力，它是根据力的作用效果命名的C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某种力的分力D．向心力只能改变物体的运动方向，不可能改变运动的快慢【答案】BCD【解析】向心力是根据力的作用效果命名的，而不是一种性质力，物体之所以能做匀速圆周运动，不是因为物体多受了一个向心力的作

用，而是物体所受各种力的合外力始终指向圆心，从而只改变速度的方向而不改变速度的大小，故选项A错误，BCD三个选项均正确。故选BCD。2．（2020·江苏南通市·高一月考）（多选）质量为20kg的小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为4.0m。当他的线速度为2

.0m/s时，他做匀速圆周运动的（）A．角速度为0.5rad/sB．周期为2πsC．转速为1r/s2πD．向心力为20N【答案】AD2【解析】A．角速度为2.0rad/s0.5rad/s4.0vr==

=，故A正确；B．周期为2π4πsT==，故B错误；C．转速为11r/s4πnT==，故C错误；D．向心力为222.0=20N20N4vFmr==，故D正确。故选AD。3．（2020·全国高一课时练习）一只小狗拉着雪橇在水平冰面

上沿着圆弧形的道路匀速奔跑，如图所示为雪橇所受的牵引力F及摩擦力Ff的示意图，其中正确的是（）A．B．C．D．【答案】C【解析】雪橇运动时所受的摩擦力为滑动摩擦力，其方向与雪橇运动方向相反，可知与圆弧相切；又因为雪橇做匀速圆周运动，所受合力充当向心力，合力方向指向

圆心，C正确，ABD错误。故选C。4．（2020·自贡市第十四中学校高一期中）鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力，如图所示．当翼面与水平面成角并以速率v匀速水平盘旋时的半径为3A．2c

osvRg=B．2tanvRg=C．2cotvRg=D．2sinvRg=【答案】B【解析】鹰在高空中盘旋时，对其受力分析，如图：根据翼面的升力和其重力的合力提供向心力，得：2tanvmgmR=，化简得：2tanvRg=

．A．2cosvRg=，与分析结果不符，故A错误；B．2tanvRg=，与分析结果相符，故B正确；C．2cotvRg=，与分析结果不符，故C错误；D．2sinvRg=，与分析结果不符，故D错误．

5．（2021·浙江高一月考）中国选手王峥在第七届世界军人运动会上获得链球项目的金牌。如图所示，王峥双手握住柄环，站在投掷圈后缘，经过预摆和3~4圈连续加速旋转及最后用力，将链球掷出。整个过程可简化为加速圆周运动和斜抛运动，忽略

空气阻力，则下列说法中正确的是（）4A．链球掷出后做匀变速运动B．链球掷出瞬间速度方向沿该点圆周运动的半径方向C．链球圆周运动过程中，链球受到的拉力指向圆心D．链球掷出后运动时间与速度的方向无关【答案】A【解析】A．链球掷出后，只受重力作用，加速度为重力加速度，因此做匀

变速曲线运动，A正确；B．链球掷出瞬间速度方向沿该点圆周运动的切线方向，B错误；C．在加速旋转运动过程中，由于链球受到的拉力一部分提供做圆周运动的向心力，一部分提供沿着切线运动加速度，因此合力不指向圆心，C错误；D．链球抛出后，做斜抛运动，运动的时间与速度竖直分量有关，因此与速度

方向有关，D错误。故选A。6．（2021·全国高一课时练习）一小球在半球形碗的光滑内表面沿某一水平面做匀速圆周运动，如图所示。关于小球做圆周运动的向心力，下列说法正确的是（）A．小球受到指向圆心O′的引力就是向心力B．小球受到的支持力提供向心力5C．小球受到支持力的水

平分力提供向心力D．小球受到的重力提供向心力【答案】C【解析】小球在光滑碗内受重力、支持力两个力作用，支持力的水平分力提供向心力，或者重力和支持力的合力提供向心力。故选C。7．（2022·江苏扬州市·扬州中学高一开学考试）探究向心力大小

F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的

挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。（1）在这个实验中，利用了_______(选填“理想实验法

”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系；（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与______（选填“挡板

A”或“挡板B”）处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮；（3）当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球半径的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等

分格数之比为1：2，则左、右两边塔轮的半径之比为________。【答案】控制变量法相同挡板B相同2:16【解析】(1)[1]本实验中要分别探究向心力大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系，所以需要用到控制变量法。(2)[2]探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，需要控制小球的质量和运动角速

度相同，所以应选择两个质量相同的小球。[3]半径不同，分别放在挡板C和挡板B处。[4]同时选择半径相同的两个塔轮。(3)[5]据F=mω2R，由题意可知F右=2F左R左=2R右可得ω左：ω右=1:2由v=ωr可得r左轮：r右轮=2:1左、右两边塔轮的半径之比是2:1

8．（2021·全国高一课时练习）（多选）如图所示，飞车表演场地可以看成一个圆台的侧面，侧壁是光滑的，飞车表演者可以看作质点，在A和B不同高度的水平面内做匀速圆周运动。以下关于表演者在A、B两个轨道时的线速度大小（vA、vB）、角速度（ωA、ωB）、向心力大小（FnA、FnB）和

对侧壁的压力大小（FNA、FNB）的说法正确的是（）A．vA>vBB．ωA>ωBC．FnA>FnBD．FNA=FNB【答案】AD【解析】以飞车为研究对象，作出力图，如图。设侧壁与竖直方向的夹角为θ，7则根据牛顿第二定律，得Fn=mgcotθ=mω2rsinNmgF=得到cotgr

=cotvrgr==θ相同，则FnA=FnB，FNA=FNBr越大，则ω越小，v越大，即vA>vB，ωA<ωB故AD正确，BC错误。故选AD。9．（2019·苏州大学附属中学高一月考）如图所示，线段OA=2OB，A、B为两个质量相等的小球，当他们绕O点在光滑的水平面上以相同的角

速度转动时，两线段拉力FAB：FOB为（）A．3：2B．2：3C．5：3D．2：1【答案】B【解析】设OA=2r，则OB=r，角速度为ω，每个小球的质量为m，则根据牛顿第二定律，对B球2ABOBFFmr=−对A球22ABFmr=8联立以上两式得2:3:ABOBFF=，故选B。10．（2021·

全国高一课时练习）如图所示，天车的钢丝L＝2m，下面吊着质量为m＝2.8×103kg的货物，以速度v＝2m/s匀速行驶。天车突然刹车，钢丝绳受到的拉力是多少？（g取10m/s2）【答案】3.36×104N【解析】天车

突然刹车，则物块做圆周运动，由2vFmgmR－＝得F＝3.36×104N二、提升训练11．（2019·绵阳南山中学实验学校）（多选）如图所示，两根长度不同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点。设法让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动。已知L1跟

竖直方向的夹角为60°，L2跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是（）A．细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为3∶1B．小球m1和m2的角速度大小之比为3∶1C．小球m1和m2的向心力大小之比为3∶19D．小球m1和m2的线速度大小之比为33∶1【答案】AC【解析】A．对任

一小球研究。设细线与竖直方向的夹角为，竖直方向受力平衡，则cos=Tmg解得cosmgT=所以细线L1和细线L2所受的拉力大小之比12cos303cos60TT==，故A正确；B．小球所受合力的大小为tanmg，根据牛顿第

二定律得2tansinθmgmL=得ωcosgL=两小球cosL相等，所以角速度相等，故B错误；C．小球所受合力提供向心力，则向心力为tanFmg=小球m1和m2的向心力大小之比为12tan603tan30FF==，故C正确；D．根据v=ωr，角速度相等，得小球m1和m2的线速

度大小之比为1122tan603tan30vrvr===故D错误。故选AC。12．（2021·全国高一专题练习）（多选）如图所示，甲、乙、丙三个物体放在匀速转动的水平粗糙圆台上，甲的质量为2m，乙、丙的质量均为m，甲、乙离轴为R，

丙离轴为2R，则当圆台旋转时（设甲、乙、丙始终与圆台保持相对静止）（）10A．甲物体的线速度比丙物体的线速度小B．乙物体的角速度比丙物体的角速度小C．甲物体的向心加速度比乙物体的向心加速度大D．乙物体受到的向心力比丙物体受到的向心力小【答

案】AD【解析】AB．由于是共轴转动，所以甲、乙、丙转动的角速度大小相等，根据vr=，由于甲的半径小于丙的半径，可知甲物体的线速度比丙物体的线速度小，故A正确，B错误；C．根据向心加速度2ar=，由于甲、乙半径相等，可知甲物

体的向心加速度和乙物体的向心加速度相等，C错误；D．根据2Fmr=可知，由于乙、丙的质量之比为1：1，转动的半径之比为1：2，则向心力大小之比为1：2，所以乙物体受到的向心力比丙物体受到的向心力小，D正确。故选AD。13．（2021·江苏高一期末）（多选）如图

，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止。A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，α>β，则下列说法正确的是（）A．A的速度变化比B快B

．A、B受到的摩擦力可能同时为011C．若B不受摩擦力，则A受沿容器壁向上的摩擦力D．若ω缓慢增大，则A、B受到的摩擦力一定都增大【答案】AC【解析】A．因为AB转动的角速度相同，根据2ar=可知，因为A的转动半径大于B，可知A的加速度大于B，即A的速度变化比B快，选

项A正确；B．当B摩擦力恰为零时，受力分析如图根据牛顿第二定律得2tansinBmgmR=解得=cosBgR同理可得当A摩擦力恰为零时cosAgR=物块转动角速度与物块的质量无关，由于

，所以>AB，即A、B受到的摩擦力不可能同时为零，选项B错误；C．若B不受摩擦力，则此时转台的角速度为ωB，则此时BA，则此时A有沿器壁向下运动的趋势，即A受沿容器壁向上的摩擦力，选项C正确；D．如果转台角速度从0开

始逐渐变大，则A、B的向心力都增大，A、B所受的摩擦力都是先减小到零后增大，选项D错误。故选AC。14．（2021·全国高一专题练习）（多选）如图所示，在光滑水平面上钉有两个钉子A和B，12一根长细绳的一端系一个小球，另一端固定在钉子A上，开始时小球与钉子A、B均在一条直线上（图示位置），且

细绳的一大部分沿顺时针方向缠绕在两钉子上（俯视）。现使小球以初速度v0在水平面上沿逆时针方向做圆周运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是（）A．小球的速度变大B．小球的角速度变小C．小球的向心力变小D．细绳对小球的拉力变大【答案】BC【解析】A．由于

小球所受的拉力始终与其速度方向垂直，不改变速度大小，故A错误；B．由v=ωr可知，v不变，r变大，则角速度ω变小，故B正确；C．小球的向心力Fn=m2vrv不变，r变大，则向心力变小，故C正确；D．细绳对小球的拉力F=m2vrv不变，r变大，则F变小，故D错误。故

选BC。15．（2021·全国高一专题练习）如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴、以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环一直相对杆不动，下列判断正确的是（）13A

．转动的角速度越大，细线中的拉力越大B．转动的角速度越大，环M与水平杆之间的弹力越大C．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大D．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等【答案】D【解析】AC．设细线与竖直方向的夹角为θ，对N受力分析，受到竖直向下的

重力GN、细线的拉力T、杆的水平支持力N1，因为两环相对杆的位置不变，所以N处于静止状态，所受合力为零，则在竖直方向上有T·cosθ=GN在水平方向上有N1=Tsinθ因为重力恒定，角θ恒定，所以细线的拉力不变，

环N与杆之间的弹力恒定，故AC错误；BD．对M受力分析，受到细线的拉力T'（T'=T）、竖直向下的重力GM、竖直向上的支持力N2以及水平杆施加的摩擦力f，在竖直方向上有N2=GM+T'cosθ=GM+GN恒定不变，在装置以较小角速度转动时，M所受摩擦力方向向右，在水平方向有

T'sinθ-f右=m21r解得f右=Tsinθ-m21r随着角速度的增大，摩擦力方向可能变成向左，在水平方向有T'sinθ+f左=m22r14解得f左=m22r-Tsinθ则可能存在f右=f左，即Tsinθ-m21r=m22r-Tsinθ故B错误，D

正确；故选D。16．（2021·全国高一课时练习）一个质量为M=1.0kg的物体，做半径为R=2.0m的匀速圆周运动。在1min内一共转过30周。试求；(1)物体运动的角速度；(2)物体运动线速度的大小；(3)物体运动所

需向心力的大小。【答案】(1)πrad/s；(2)2πm/s；(3)19.7N【解析】(1)因为60s2s30T=＝所以22rad/sπrad/s2T=＝＝(2)线速度v=ωR=2m/s(3)物体运动所需向心力的大小12N=19.7NFMv

==17．（2021·全国高一课时练习）如图所示是一游乐转筒的模型图，它是一个半径约为3m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，要

保证乘客的安全，使人随转筒一起转动而不掉下来，则乘客与转筒之间的动摩擦因数至少多大？（g取10m/s2，π2＝10）15【答案】0.33【解析】乘客随转筒旋转时受三个力作用：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，转速30rs60n=＝0.5r/s转筒的角速度为ω＝2πn＝πrad/s由牛顿第二定律可得FN＝mrω2Ff＝μFN＝mg解得μ＝0.3318．（2019·

贵阳市清镇养正学校高一期中）在光滑水平转台上开有一小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端拴一质量为0.1kg的物体A，另一端连接质量为1kg的物体B，如图所示，已知O与物体A间的距离为25cm，开始时物体B与水平地面接触，设转台旋转过程中物体A始终随它一起运动g=10m/s2

。问：（1）当转台以角速度ω=4rad/s旋转时，物体B对地面的压力多大？（2）要使物体B开始脱离地面，则转台旋的角速度至少为多大？【答案】（1）9.6N；（2）20rad/s16【解析】（1）对物体A运用牛顿第二定律，绳子的拉力2A0.10.2516N0.4NTmr

===对B受力分析有BmgTF=+支解得B100.4N9.6NFmgT===支--由牛顿第三定律9.6NFF==压支（2）当B受的支持力为零时，其将要离开地面，则绳子上的拉力为B10NTmg==对A有2ATmr=代

入数据解得=20rads19．（2020·昆明市官渡区第一中学高一期中）一根长为L=0.5m细线一端系一可视为质点、质量为m=0.3kg的小球，另一端固定在一光滑圆锥顶上的O点，圆锥顶角为2106=，如图所示，

小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为ω0时，小球与斜面间恰好没有挤压，取g=10m/s2。(sin530.8=，cos530.6=，sin370.6=，cos370.8=)求：(1)此时的角速度ω0？(2)当角速度为0.5ω0时，此时的线的张力T2的大小？【答案】(1

)103rad/s3；(2)2.6N【解析】(1)小球做圆周运动的轨道半径为sin530.50.8m0.4mrL===17因小球与斜面间恰好没有挤压，只受重力G和拉力T1作用，所以Ftannmg=20tanmgmr=0tan100103rad/s

33gr===(2)当角速度为0.5ω0时，小球受到三个力的作用：重力G、支持力F、拉力T2在Y方向2Fsin53sin37Tmg+=在X方向22cos37cos53=TFmr−代入数据解得T2=2.6N20．（2021·江苏南京市·南京师大附中高一期末）如图所示，装

置KOO′可绕竖直轴O′O转动，杆KO水平，可视为质点的小环A与小球B通过细线连接，细线与竖直方向的夹角=37°，小环A套在杆KO上，小球B通过水平细线固定在转轴上的P点，已知小环A的质量mA=0.6kg，小球B的质量mB=0.4kg，细线AB长L=0.5m，细线BP长l=0.2m。（重力加速度

g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）若装置静止，求杆KO对小环A的弹力N、摩擦力f的大小和方向；（2）若装置匀速转动的角速度为1，小环A受到杆对它的f大小变为零，细线AB

与竖直方向夹角仍为37°，求角速度1的大小和细线BP中张力T的大小；18（3）小环A与杆KO间的动摩擦因数为0.6，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当装置以不同的角速度匀速转动时，小环A受到的摩擦力大小为f。试通过计算在坐标系中作出小环A与杆发生相对滑动前的f

-2关系图像。【答案】（1）弹力10N，竖直向上，摩擦力3N水平向左；（2）10/srad，3.8N；（3）见解析【解析】（1）对AB整体ABPB()NmmgTf=+=对BABBABPBcossinTmgTT==联立得10N3NNf

==（2）设AB中张力为T′对A：2A1sin(sin)TmlL==+，对B：2B1sinmTTl−=BcosmTg=联立，解得191221B1tan10rad/s(sin)(sin)3.8NBAAmg

mlLTmlLml==+=++=（3）2tan(sin)BAmgfmlL−=+即22Atan(sin)30.3BfmgmlL=−+=−（以向左为正方向）2230.310rad/s0.3310rad/s30rad/sf

−=−f-2关系图像为