6.2 向心力 课时提升练（解析版） 一、选择题 1．下面关于向心力的论述中不正确的是（　　） A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力 B．做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定要受到一个向 心力的作用 C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某一个力，也可以是这些力中某几个力的合 力 D．向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢 2．物理的学习除了知识外，更重要的是领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，下列 关于思想与方法的说法中不正确的是（　　） A．根据速度定义式 v  x t t ，当 t 非常小时，就可以表示物体在 时刻的瞬时速度，该 定义应用了极限思想 B．利用蜡块和玻璃管研究合运动和分运动时应用了等效的思想 C．在“探究平抛运动的在竖直方向上的分运动”的实验中，应用了比较研究法 D．在“探究向心力大小的表达式的实验中”应用了微元法 3．两根长度不同的细线下面分别悬挂着小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以 相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程 中的相对位置关系示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 4．向心力演示器如图所示。转动手柄 1，可使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随 之匀速转动。皮带分别套在塔轮 2 和 3 的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几 种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂 6 的挡板对小球的 压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒 7 下降，从而露出标 尺 8，根据标尺 8 上露出的红白相间等分格子的多少可以粗略计算出两个球所受向心力 的比值。现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小 的关系，下列做法正确的是（　　） A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验 B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验 C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验 D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验 5．在使用向心力演示器探究向心力大小与哪些因素相关的实验中，通过本实验可以得 到的结果有（　　） A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比 C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 6．高空滑索是勇敢者的运动。如图所示一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾 斜钢索上运动（设钢索是直的），下滑过程中到达图中 A 位置时轻绳与竖直线有夹角， 到达图中 B 位置时轻绳竖直向下。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A．在 A 位置时，人的加速度可能为零 B．在 A 位置时，钢索对轻绳的作用力大于人的重力 C．在 B 位置时，钢索对轻环的摩擦力为零 D．若轻环在 B 位置突然被卡住，则此时轻绳对人的拉力大于人的重力 7．下列说法正确的是（　　） A．物体做圆周运动，它所受的合力方向一定指向圆心 B．物体做匀速圆周运动所需的向心力大小必定与线速度的平方成正比 C．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动 D．物体做匀速圆周运动的速度方向在时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动 8．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 的水平轴以大小为 10rad/s 的角速度匀 速转动。当小球运动到 O 点正上方时圆盘对小球的作用力大小为 F1。当小球运动到 O 点正下方时圆盘对小球的作用力大小为 F2，重力加速度大小 g= 10m/s2，则（　　） A．F1=3N；F2=2N B．F1=2N；F2=3N C．F1=1N；F2=3N D．F1=1N；F2=2N 9．如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为 m 的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将 螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为 r 的匀速圆周 运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦 因数为 μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽 恰好不下滑时，下述分析正确的是（　　） A．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡 B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心 C．此时手转动塑料管的角速度  mg r D．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动 10．如图是向心力演示仪的示意图，匀速转动手柄 1，可使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由 长槽及短槽上的挡板 6 对小球的弹力提供，该力的大小通过挡板的杠杆使弹簧测力套 筒 7 下降，从而露出标尺 8，因此标尺 8 上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出 两个球所受向心力的大小。长槽上 A1 挡板距左转轴的距离与短槽上 B 挡板距右转轴的 距离相等。A2 挡板距左转轴的距离是 A1 挡板距左转轴距离的两倍。皮带分别套在塔轮 2 和 3 上的不同圆盘上，可改变两个塔轮的转速比，以探究物体做圆周运动向心力大小 的影响因素。两个塔轮为传动皮带提供了三个档位：转速比分别是 1：1、1：2 和 1： 3.现在要用控制变量法探究向心力与质量的关系，需要把质量比为 1：2 的两个球分别 放在演示仪上合适的位置并选取适当的传动档位，下列正确的是（　　） A．球分别放在位置 A1、B，传动选 1：3 档位 B．球分别放在位置 A1、A2，传动选 1：1 档位 C．球分别放在位置 A1、A2，传动选 1：2 档位 D．球分别放在位置 A1、B，传动选 1：1 档位 11．关于向心力，下列说法正确的是（　　） A．做圆周运动的物体所受的合力一定是向心力 B．向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小 C．物体除受其他的力外还要受到一个向心力的作用 D．做匀速圆周运动的物体所受向心力不变 12．物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　） A．所受合力全部用来提供向心力 B．是匀变速曲线运动 C．速度的大小和方向都改变 D．向心加速度不变 13．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 2  B．转速的大小为  2 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 0 14．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 15．如图，两个质量均为 m 的小木块 a 和 b（可视为质点）放在水平圆盘上，a 与转轴 OO′的距离为 l，b 与转轴的距离为 2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的 k 倍，重力加速度大小为 g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用 ω 表示圆盘 转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A．b 一定比 a 先开始滑动 B．a、b 所受的摩擦力始终相等 C．  D．当 kg 2l 是 b 开始滑动的临界角速度  kg 2l 时，a 所受摩擦力的大小为 kmg 二、解答题 16．用绳子拴一个物体，在竖直平面内做圆周运动，当物体到达最高点时，有人说： （1）这时物体受到三个力作用：重力、绳子拉力以及向心力； （2）因为上述三个力的方向都是向下的，但物体不下落，可见物体还受到一个方向向 上的力和这些力平衡着。 以上说法正确吗？为什么？ 17．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． 参考答案 1．B 【详解】 A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，方向时刻都在变化，所以是一个变力，故 A 正 确； B．做匀速圆周运动的物体，受到别的物体对它的作用力，这个作用力提供向心力，在受 力分析时不能认为物体同时受作用力和向心力，故 B 错误； C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某一个力，也可以是这些力中某几个力的合力， 故 C 正确； D．向心力方向始终垂直于线速度方向，所以只改变物体运动的方向，不改变物体运动的 快慢，故 D 正确。 故选 B。 2．D 【详解】 A．根据速度定义式 v t x t 非常小时，就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想，A 正确； B．通过红蜡块的运动探究合运动和分运动之间的关系，体现了等效的思想， B 正确； C．在“探究平抛运动的在竖直方向上的分运动”的实验中，判断竖直方向上的运动是否是自 由落体运动，运用了类比法，即比较研究法，C 正确； D．在“探究向心力大小的表达式的实验中”应用了控制变量法，D 错误。 故选 D。 3．B 【详解】 对小球受力分析，如图 小球做匀速圆周运动，有 mg tan   m 2 L sin  整理，得 L cos   g 2 即两球处于同一高度。 故选 B 4．A 【详解】 根据 F  m 2 r 可知，要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变，故 A 正确，BCD 错误。 故选 A。 5．A 【详解】 2 A．在半径和角速度一定的情况下， F  m r ，向心力的大小与质量成正比，故 A 正确； 2 B．在质量和半径一定的情况下， F  m r ，向心力的大小与角速度平方成正比，故 B 错 误； 2 C．在质量和半径一定的情况下， F  m r ，向心力的大小与角速度平方成正比，故 C 错 误； 2 D．在质量和角速度一定的情况下， F  m r ，向心力的大小与半径成正比，故 D 错误。 故选 A。 6．D 【详解】 AB．在 A 位置时，人受到重力和线的拉力，合力沿斜面向下，不为零，则加速度不可能为 零；由矢量三角形可知此时人所受的拉力小于重力，由牛顿第三定律可知，钢索对轻绳的 作用力等于人所受的拉力，所以钢索对轻绳的作用力小于人的重力，AB 错误； C．在 B 位置时，细绳的拉力竖直，则人匀速下滑，此时钢索对轻环的摩擦力等于重力沿 钢索方向的分力，C 错误； D．若轻环在 B 位置突然