【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

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項正確，B項錯誤；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選項錯誤，D選項正確2.圖5610(2020年江蘇模擬)用細線懸吊著一個質(zhì)量為m的小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，細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.小球受重力和細線的拉力，此二力合力提供向心力，選項B正確；對小球進行受力分析，由幾何關(guān)系可得tan，故Fmgtan，選項C正確3甲、乙兩個物體都做勻速圓周運動，其質(zhì)量之比為12，轉(zhuǎn)動半徑之比為12，在相同的時間里甲轉(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.由勻速圓周運動的向心力公式FnmR2mR()2，所以××()2.4.圖5611如圖5611所示，A、B兩個小球質(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點和B點，讓兩個小球繞O點在光滑水平桌面上以相同的角速度做圓周運動，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動，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A球有F2mr22，對B球有F1F2mr12，已知r22r1，各式聯(lián)立解得F1F2.故B對，A、C、D錯5.圖5612長為L的細線，拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運動(這種運動通常稱為圓錐擺運動)，如圖5612.求擺線L與豎直方向的夾角為時：(1)線的拉力F；(2)小球運動的線速度的大小；(3)小球運動的角速度及周期解析：(1)做勻速圓周運動的小球受力分析如圖所示，小球受重力mg和繩子的拉力F.因為小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，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動的線速度的大小為v.(3)小球運動的角速度 小球運動的周期T2 .答案：(1)(2)(3) 2 一、選擇題1(2020年深圳高一檢測)關(guān)于向心力的說法正確的是()A物體由于做圓周運動而產(chǎn)生向心力B向心力不改變物體做圓周運動的速度大小C做勻速圓周運動的物體向心力是不變的D只要物體做圓周運動，它的合力一定指向圓心解析：選B.向心力是做圓周運動的條件而非結(jié)果，A選項錯；向心力指向圓心，只改變線速度方向，不改變大小，B選項正確；向心力的方向是改變的，C選項錯誤；只有在勻速圓周運動中，合力才指向圓心，D選項錯誤2(2020年江門高一檢測)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.汽車沿曲線運動，轉(zhuǎn)彎時所受合力應(yīng)指向運動軌跡的凹側(cè)，A、D錯誤；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，速度方向沿軌跡切線方向，故B錯誤，C正確3游客乘坐過山車，在圓弧軌道最低點處獲得的向心加速度達到20 m/s2，g取10 m/s2，那么此位置座椅對游客的作用力相當(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)我們經(jīng)常在電視中看到男、女花樣滑冰運動員手拉手在冰面上旋轉(zhuǎn)并表演各種優(yōu)美的動作現(xiàn)有甲、乙兩名花樣滑冰運動員，M甲80 kg，M乙40 kg，他們面對面拉著彈簧測力計各自以他們連線上某一點為圓心做勻速圓周運動，若兩人相距0.9 m，彈簧測力計的示數(shù)為600 N，則()A兩人的線速度相同，為0.4 m/sB兩人的角速度相同，為5.0 rad/sC兩人的運動半徑相同，都是0.45 mD兩人的運動半徑不同，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動，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)如圖5614所示，質(zhì)量不計的輕質(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的勻速圓周運動，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.對小球進行受力分析，小球受兩個力：一個是重力mg，另一個是桿對小球的作用力F，兩個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C正確6(2020年三門峽高一檢測)如圖5615所示，在雙人花樣滑冰運動中，有時會看到被男運動員拉著的女運動員離開地面在空中做圓錐運動的精彩場面，目測體重為G的女運動員做圓錐擺運動時和水平冰面的夾角約為30°，重力加速度為g，估算知該女運動員()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)1Fcos30°F2Fsin30°F2GF1maagF2G.7.圖5616(2020年汕頭高一檢測)質(zhì)量分別為M和m的兩個小球，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)動時，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的細繩懸于以v4 m/s向右勻速運動的小車頂部，兩球與小車前后壁接觸由于某種原因，小車突然停止運動，此時懸線的拉力之比FBFA為(g取10 m/s2)()A11 B12C13 D14解析：選C.當(dāng)車突然停下時，B不動，繩對B的拉力仍為小球的重力；A球向右擺動做圓周運動，則突然停止時A點所處的位置為圓周運動的最低點，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)如圖5618所示，在水平轉(zhuǎn)臺上放一個質(zhì)量M2 kg的木塊，它與轉(zhuǎn)臺間最大靜摩擦力Fmax6.0 N，繩的一端系掛木塊，通過轉(zhuǎn)臺的中心孔O(孔光滑)，另一端懸掛一個質(zhì)量m1.0 kg的物體，當(dāng)轉(zhuǎn)臺以角速度5 rad/s勻速轉(zhuǎn)動時，木塊相對轉(zhuǎn)臺靜止，則木塊到O點的距離可以是(g取10 m/s2，M、m均視為質(zhì)點)()A0.04 m B0.08 mC0.16 m D0.32 m解析：選BCD.當(dāng)M有遠離軸心運動趨勢時，有mgFmaxM2rmax當(dāng)M有靠近軸心運動趨勢時，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，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.因為x<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)動當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為.不計鋼繩的重力，求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度與夾角的關(guān)系解析：對座椅受力分析，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)動時，球壓緊錐面此時繩的張力是多少？若要小球離開錐面，則小球的角速度至少為多少？解析：對小球進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：FT·sinFN·cosm2ry方向上應(yīng)有：FN·sinFT·cosmg0又因為rl·sin由、式可得：FTmgcosm2lsin2當(dāng)小球剛好離開錐面時FN0(臨界條件)，則有FTsinm2rFTcosmg0由可得，即小球角速度至少為 .答案：mgcosm2lsin2