【優(yōu)化方案】2020高中物理 第5章第六節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版必修2

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1、 1關(guān)于向心力，下列說法正確的是()A向心力是一種效果力B向心力是一種具有某種性質(zhì)的力C向心力既可以改變線速度的方向，又可以改變線速度的大小D向心力只改變線速度的方向，不改變線速度的大小解析：選AD.向心力是按作用效果命名的，是一種效果力，它可以由重力、彈力、摩擦力等性質(zhì)的力提供，所以A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于向心力始終沿半徑指向圓心，與速度的方向垂直，不改變線速度的大小，只改變線速度的方向，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確2.圖5610(2020年江蘇模擬)用細(xì)線懸吊著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線與豎直方向夾角為，線長為L，如圖5610所示，下列說法中正確的是()A小球受

2、重力、拉力、向心力B小球受重力、拉力C小球的向心力大小為mgtanD小球的向心力大小為mg/cos解析：選BC.小球受重力和細(xì)線的拉力，此二力合力提供向心力，選項(xiàng)B正確；對(duì)小球進(jìn)行受力分析，由幾何關(guān)系可得tan，故Fmgtan，選項(xiàng)C正確3甲、乙兩個(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量之比為12，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為12，在相同的時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過60，乙轉(zhuǎn)過45，則它們的向心力之比為()A14 B23C49 D916解析：選C.由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式FnmR2mR()2，所以()2.4.圖5611如圖5611所示，A、B兩個(gè)小球質(zhì)量相等，用一根輕繩相連，另有一根輕繩的兩端分別連接O點(diǎn)和B點(diǎn)，讓兩個(gè)小球繞O點(diǎn)

3、在光滑水平桌面上以相同的角速度做圓周運(yùn)動(dòng)，若OB繩上的拉力為F1，AB繩上的拉力為F2，OBAB，則()AF1F223 BF1F232CF1F253 DF1F221解析：選B.小球在光滑水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)角速度為，在豎直方向上所受重力與桌面支持力平衡，水平方向不受摩擦力，繩子的拉力提供向心力由牛頓第二定律，對(duì)A球有F2mr22，對(duì)B球有F1F2mr12，已知r22r1，各式聯(lián)立解得F1F2.故B對(duì)，A、C、D錯(cuò)5.圖5612長為L的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點(diǎn)讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng))，如圖5612.求擺線L與豎直方向的夾角為時(shí)：(1)線的

4、拉力F；(2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小；(3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度及周期解析：(1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球受力分析如圖所示，小球受重力mg和繩子的拉力F.因?yàn)樾∏蛟谒矫鎯?nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以小球受到的合力指向圓心O，且沿水平方向由平行四邊形定則得小球受到的合力大小為mgtan，繩對(duì)小球的拉力大小為：F.(2)由牛頓第二定律得：mgtan由幾何關(guān)系得rLsin所以小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的大小為v.(3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度 小球運(yùn)動(dòng)的周期T2 .答案：(1)(2)(3) 2 一、選擇題1(2020年深圳高一檢測(cè))關(guān)于向心力的說法正確的是()A物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生向心力B向心力不改變物體做圓周運(yùn)動(dòng)的

5、速度大小C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體向心力是不變的D只要物體做圓周運(yùn)動(dòng)，它的合力一定指向圓心解析：選B.向心力是做圓周運(yùn)動(dòng)的條件而非結(jié)果，A選項(xiàng)錯(cuò)；向心力指向圓心，只改變線速度方向，不改變大小，B選項(xiàng)正確；向心力的方向是改變的，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；只有在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合力才指向圓心，D選項(xiàng)錯(cuò)誤2(2020年江門高一檢測(cè))一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸減小圖5613中分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四種方向，正確的是()圖5613解析：選C.汽車沿曲線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力應(yīng)指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，A、D錯(cuò)誤；由于汽車速度減小，所受合外力與速度方向的夾角應(yīng)為鈍角，汽車由M向N行駛，速度方向

6、沿軌跡切線方向，故B錯(cuò)誤，C正確3游客乘坐過山車，在圓弧軌道最低點(diǎn)處獲得的向心加速度達(dá)到20 m/s2，g取10 m/s2，那么此位置座椅對(duì)游客的作用力相當(dāng)于游客重力的()A1倍 B2倍C3倍 D4倍解析：選C.由向心力公式Fmgma，得F30m3mg，故C正確4(2020年黃岡高一檢測(cè))我們經(jīng)常在電視中看到男、女花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員手拉手在冰面上旋轉(zhuǎn)并表演各種優(yōu)美的動(dòng)作現(xiàn)有甲、乙兩名花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員，M甲80 kg，M乙40 kg，他們面對(duì)面拉著彈簧測(cè)力計(jì)各自以他們連線上某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若兩人相距0.9 m，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為600 N，則()A兩人的線速度相同，為0.4 m/sB兩人的

7、角速度相同，為5.0 rad/sC兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同，都是0.45 mD兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同，甲的半徑是0.3 m、乙的半徑是0.6 m解析：選BD.甲、乙兩人繞共同的圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度相同，半徑之和為兩人間的距離，向心力為彼此間的拉力故有F向M甲2r甲M乙2r乙600 N，r甲r乙0.9 m解上述兩式得B、D正確5.圖5614(2020年正定高一檢測(cè))如圖5614所示，質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿P插入桌面上的小孔中，桿的另一端套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，今使小球在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且角速度為，則桿的上端受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮?)Am2R BmCm D不能確定解析：選C.對(duì)小球進(jìn)

8、行受力分析，小球受兩個(gè)力：一個(gè)是重力mg，另一個(gè)是桿對(duì)小球的作用力F，兩個(gè)力的合力提供向心力由平行四邊形定則可得：Fm，再根據(jù)牛頓第三定律，可知桿受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮镕m.故選項(xiàng)C正確6(2020年三門峽高一檢測(cè))如圖5615所示，在雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中，有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員離開地面在空中做圓錐運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面，目測(cè)體重為G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角約為30，重力加速度為g，估算知該女運(yùn)動(dòng)員()圖5615A受到的拉力為GB受到的拉力為2GC向心加速度為3gD向心加速度為2g解析：選B.如圖所示，F(xiàn)1Fcos30F2Fsin30F2GF1maagF2G.7.圖5616

9、(2020年汕頭高一檢測(cè))質(zhì)量分別為M和m的兩個(gè)小球，分別用長2l和l的輕繩拴在同一轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，拴M和m的懸線與豎直方向夾角分別為和，如圖5616所示，則()Acos Bcos2cosCtan Dtantan答案：A8.圖5617如圖5617所示，將完全相同的兩小球A、B，用長為L0.8 m的細(xì)繩懸于以v4 m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)的小車頂部，兩球與小車前后壁接觸由于某種原因，小車突然停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)懸線的拉力之比FBFA為(g取10 m/s2)()A11 B12C13 D14解析：選C.當(dāng)車突然停下時(shí)，B不動(dòng)，繩對(duì)B的拉力仍為小球的重力；A球向右擺動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)，則突然停止時(shí)A點(diǎn)所處的位

10、置為圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)Amgm，從而FA3mg，故FBFA13，所以C正確9.圖5618(2020年杭州高一檢測(cè))如圖5618所示，在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放一個(gè)質(zhì)量M2 kg的木塊，它與轉(zhuǎn)臺(tái)間最大靜摩擦力Fmax6.0 N，繩的一端系掛木塊，通過轉(zhuǎn)臺(tái)的中心孔O(孔光滑)，另一端懸掛一個(gè)質(zhì)量m1.0 kg的物體，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度5 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，木塊相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止，則木塊到O點(diǎn)的距離可以是(g取10 m/s2，M、m均視為質(zhì)點(diǎn))()A0.04 m B0.08 mC0.16 m D0.32 m解析：選BCD.當(dāng)M有遠(yuǎn)離軸心運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，有mgFmaxM2rmax當(dāng)M有靠近軸心運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)

11、時(shí)，有mgFmaxM2rmin，解得rmax0.32 m，rmin0.08 m，即0.08 mr0.32 m.二、非選擇題10(探究創(chuàng)新)某人駕車正在平直路上前進(jìn)，突然前方出現(xiàn)了一堵很長的墻，此人要想不撞墻，是拐彎好呢？還是急剎車好？解析：設(shè)原行駛速度為v，急剎車后停下的位移為x，若立即拐彎其半徑為R，設(shè)地面對(duì)車的最大靜摩擦力為Ff.若急剎車，有v22ax，a.解得x.若拐彎，則其半徑R滿足Ff，故R.因?yàn)閤R，所以急剎車好答案：急剎車好11.圖5619有一種叫“飛椅”的游樂項(xiàng)目，示意圖如圖5619所示長為L的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)

12、轉(zhuǎn)盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為.不計(jì)鋼繩的重力，求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與夾角的關(guān)系解析：對(duì)座椅受力分析，如圖所示，y軸上，F(xiàn)cosmgx軸上，F(xiàn)sinm2(rLsin)則由以上兩式得tan，因此.答案：12.圖5620如圖5620所示，在光滑的圓錐頂用長為L的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m的小球，圓錐頂角為2，當(dāng)圓錐和球一起以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，球壓緊錐面此時(shí)繩的張力是多少？若要小球離開錐面，則小球的角速度至少為多少？解析：對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律，指向圓心的方向上有：FTsinFNcosm2ry方向上應(yīng)有：FNsinFTcosmg0又因?yàn)閞lsin由、式可得：FTmgcosm2lsin2當(dāng)小球剛好離開錐面時(shí)FN0(臨界條件)，則有FTsinm2rFTcosmg0由可得，即小球角速度至少為 .答案：mgcosm2lsin2