6.2 向心力 课后巩固 2021—2022 学年高中物理人教版（2019）必修第二册 一、单选题 1．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒 的角速度  增大以后，下列说法正确的是（　　） A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了 C．物体所受弹力和摩擦力都减小了 D．物体所受弹力增大，摩擦力不变 2．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（　　） A．链球圆周运动过程中，链球受到的拉力指向圆心 B．链球掷出后做匀变速运动 C．链球掷出后运动时间与速度的方向无关 D．链球掷出后落地水平距离与速度方向无关 3．如图所示，一竖直圆盘上固定着一个质量为 0.2kg 的小球（可视为质点），小球 与圆盘圆心 O 的距离为 5cm。现使圆盘绕过圆心 O 的水平轴以 10rad/s 的角速度匀 速转动，重力加速度 g 取 10m/s2，当小球运动到 O 点正上方时圆盘对小球的作用力 为 F1，当小球运动到 O 点正下方时圆盘对小球的作用力为 F2，则（　　） A．F1=1N F2=3N B．F1=2N F2=4N C．F1=2N F2=3N D．F1=1N F2=4N 4．如图，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在 A 盘的边缘，钢球②放 在 B 盘的边缘，A，B 两盘的半径之比为 2∶1。a，b 分别是与 A 盘、B 盘同轴的轮。a 轮、b 轮半径之比为 1∶2，当 a，b 两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受 到的向心力之比为（　　） A．2∶1 B．4∶1 C．1∶4 D．8∶1 5．如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心 O 且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放 一小木块 A，它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动，则关于木块 A 的受力，下列说 法中正确的是（　　） A．木块 A 受重力、支持力和向心力 B．木块 A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反 C．木块 A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心 D．木块 A 受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同 6．如图所示，质量为 m 的鹰，以速率 v 在水平面内做半径为 R 的匀速圆周运动，空气 对鹰作用力的大小等于(　　) A．m g2  v4 R2 v2 B．m R v4  g2 C．m R 2 D．mg 7．长沙市橘子洲湘江大桥桥东有一螺旋引桥，供行人上下桥。假设一行人沿螺旋线自 外向内运动，如图所示。已知其走过的弧长 s 与时间 t 成正比。则关于该行人的运动， 下列说法正确的是(　　) A．行人运动的线速度越来越大 B．行人所受的合力大小不变 C．行人运动的角速度越来越小 D．行人所受的向心力越来越大 8．如图所示，小物块 A 与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，关 于 A 的受力情况，下列说法正确的是（　　） A．受重力、支持力 B．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C．受重力、支持力、与运动方向相同的摩擦力和向心力 D．受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力 二、多选题 9．如图所示为向心力演示器，探究向心力大小与物体的质量、角速度和轨道半径的关 系，可得到的结论为（　　） A．在轨道半径和角速度一定的情况下，向心力大小与物体质量成正比 B．在物体质量和轨道半径一定的情况下，向心力大小与角速度成反比 C．在物体质量和轨道半径一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比 D．在物体质量和角速度一定的情况下，向心力大小与轨道半径成反比 10．小球质量为 m，用长 L 的轻悬线固定于 O 点，在 O 点的正下方 L 处钉有一颗钉子 2 P，把悬线沿水平方向拉直，如图所示。若无初速度释放小球，当悬线碰到钉子后的瞬 间（设线没有断）（　　） A．小球的角速度突然增大 B．小球的线速度突然减小到零 C．小球的向心加速度突然增大 D．小球的线速度突然增大 11．一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑，在下滑过程中由于摩擦力的作用，物 块的速率恰好保持不变，如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．物块所受合外力为零 B．物块所受合外力越来越大 C．物块所受合外力大小保持不变，但方向时刻改变 D．物块所受摩擦力大小变化 12．如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为 m， 运动半径为 R，角速度大小为 ω，重力加速度为 g，则座舱 A．运动周期为 2πR  B．线速度的大小为 ωR C．受摩天轮作用力的大小始终为 mg D．所受合力的大小始终为 mω2R 三、实验题 13．航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所 以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量。某同学设计了如图所示的装置（图 中 O 为光滑小孔）来间接测量物体的质量；给待测物体一个初速度，使它在光滑的水 平桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有以下基本测量工具：天平、秒表、刻度尺、 弹簧测力计。 （1）实验时除了弹簧测力计示数 F 外，还需要测量的物理量是___________。 （2）待测物体质量的表达式为 m  ___________。 14．某学校新进了一批传感器，小明在老师指导下，在实验室利用传感器探究物体做 圆周运动的向心力与物体质量、轨道半径及转速的关系。实验装置如图甲所示。带孔 的小清块套在光滑的水平细杆上。通过细杆与固定在转轴上的拉力传感器相连。小滑 块上固定有转速传感器。细杆可绕转轴做匀速圆周运动小明先保持滑块质量和轨道半 径不变来探究向心力与转速的关系。 （1）小明采用的实验方法主要是________。（填正确答案标号） A．理想模型法 B．控制变量法 C．等效替代法 （2）若拉力传感器的示数为 F，转速传感器的示数为 n，小明通过改变转速测量出多 组数据，作出了如图乙所示的图像，则小明选取的横坐标可能是___________________ ___。 A．n B． 1 n C． n D． n2 （3）小明测得滑块做圆周运动的半径为 r，若 F、r、n 均取国际单位，图乙中图线的 斜率为 k，则滑块的质量可表示为 m=_________。 四、解答题 15．质量相等的小球 A、B 分别固定在轻杆的中点及端点，当棒在光滑的水平面上绕 O 点匀速转动时，如图．求棒的 OA 段及 AB 段的拉力之比． 16．如图所示，水平转盘上放有质量为 m 的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳 子长为 r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的 μ 倍，转盘的角速度由零逐渐增大， 求： (1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度； (2)当角速度为 3 g 2r 时，绳子对物体拉力的大小． 17．如图所示，一长为 L 的细绳一端固定在天花板上，另一端与一质量为 m 的小球相 连接．现使小球在一水平面上做匀速圆周运动，此时细绳与竖直方向的夹角为 θ．不 计空气阻力． (1)求维持小球做圆周运动的向心力的大小； (2)求小球做圆周运动线速度的大小； (3)某同学判断，若小球的线速度增大，细绳与竖直方向的夹角 θ 也将增大， 但角 θ 不能等于 90º，试证明角 θ 趋近 90º 时，细绳对小球的拉力将趋近无穷大． 18．如图所示，水平转台上放有质量均为 m 的两个小物块 A、B，A 离转轴中心的距 离为 L，A、B 间用长为 L 的细线相连．开始时，A、B 与轴心在同一直线上，细线刚 好被拉直，A、B 与水平转台间的动摩擦因数均为 μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 求： (1)当转台的角速度达到多大时细线上开始出现张力？ (2)当转台的角速度达到多大时 A 物块开始滑动？ 参考答案： 1．D 2．B 3．A 4．D 5．C 6．A 7．D 8．B 9．AC 10．AC 11．CD 12．BD 13． 物体做圆周运动的周期 T ，以及圆周运动的半径 R 14． B 15． D FT 2 4 2 R k 4 2 r 3 2 g 1  mg 16．（1） r （2） 2 17．(1) mg tan  (2) 18．(1) (2) mg gL tan  sin  （3） cos  ,当 θ→90º 时， cos  →0，所以 T→∞