圆周运动——向心力专项练习
圆周运动——向心力专项练习
圆周运动——向心力专项练习一．选择题（共15小题）1．如图所示，旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出，这属于（）A．扩散现象B．超重现象C．离心现象D．蒸发现象2．下列实例中和离心现象有关的是（）A．汽车开进泥坑里轮胎打滑B．汽车通过圆形拱桥C．坐在直线行驶中的公共汽车内的乘客突然向前倾倒或向后倾倒D．洗衣机脱水桶停止工作时衣服紧贴在桶壁上3．下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D．洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出4．洗衣机的甩干筒在旋转时有衣服附在筒壁上，则此时（）A．衣服受重力，筒壁的弹力和摩擦力，及离心力作用B．衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力和重力的合力提供C．筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大D．筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而减少5．如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F N，小球在最高点的速度大小为v，F N﹣v2图象如图乙所示．下列说法正确的是（）A．当地的重力加速度大小为B．小球的质量为C．当v2=c时，杆对小球弹力方向向上D．若v2=2b，则杆对小球弹力大小为2a6．如图所示，小球从倾斜轨道上由静止释放，经平直部分冲上圆弧部分的最高点A时，对圆弧的压力大小为mg，已知圆弧的半径为R，整个轨道光滑．则（）A．在最高点A，小球受重力和向心力的作用B．在最高点A，小球的速度为C．在最高点A，小球的向心加速度为gD．小球的释放点比A点高为R7．如图所示，水平转台上放着A、B、C三物，质量分别为2m、m、m，离转轴距离分别为R、R、2R，与转台动摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法错误的是（）A．若三物均未滑动，C物向心加速度最大B．若三物均未滑动，B物受摩擦力最小C．转速增加，C物比A物先滑动D．转速增加，A物比B物先滑动8．如图所示，用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，小球所受向心力是（）A．小球的重力B．细绳对小球的拉力C．小球所受重力与拉力的合力D．以上说法都不正确9．如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f=0C．在物体与轴O的距离一定的条件下，f跟圆盘转动的角速度成正比D．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比10．利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面，如图，用两根长为L的细线系一质量为m的小球，两线上端系于水平横杆上，A、B两点相距也为L，若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则小球运动到最低点时，每根线承受的张力为（）A．2mg B．3mg C．2.5mg D．mg11．如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（）A．A球的角速度等于B球的角速度B．A球的线速度大于B球的线速度C．A球的运动周期小于B球的运动周期D．A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力12．两个质量分别为2m和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，a、b之间用长为L的强度足够大的轻绳相连，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，开始时轻绳刚好伸直但无张力，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）A．a比b先达到最大静摩擦力B．a、b所受的摩擦力始终相等C．ω=是b开始滑动的临界角速度D．当ω=时，a所受摩擦力的大小为13．如图所示，摩天轮是日常生活中典型的匀速圆周运动实例，若将摩天轮箱体及其中乘客视作质点，则下列说法正确的是（）A．某时刻所有乘客运动的线速度都相同B．某时刻所有乘客运动的加速度都相同C．某一乘客分别经过最高点和最低点时，所受的合外力大小相等D．某一乘客分别经过最高点和最低点时，受到箱体作用力大小相等14．“水流星”是在一根彩绳一端，系一只玻璃碗，内盛彩色水，演员甩绳舞弄，晶莹的玻璃碗飞快的旋转飞舞，在竖直面内做圆周运动，而碗中之水不洒点滴；下列说法正确的是（）A．水流星到最高点时，水对碗底的压力一定为零B．水流星到最高点时，水流星的速度可以为零C．若水流星转动时能经过圆周最高点，则在最高点和最低点绳子对碗拉力之差随转动线速度增大而增大D．若水流星转动时能经过圆周最高点，则在最高点和最低点碗对水弹力之差与绳长无关15．如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.5mg，则（）A．小球从管口飞出时的速率一定为B．小球从管口飞出时的速率一定为C．小球落地点到P点的水平距离可能为RD．小球落地点到P点的水平距离可能为圆周运动——向心力专项练习参考答案与试题解析一．选择题（共15小题）1．（2016•怀化学业考试）如图所示，旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出，这属于（）A．扩散现象B．超重现象C．离心现象D．蒸发现象【分析】当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动．【解答】解：当旋转雨伞时，由向心力可知，所需要的向心力增加，由于提供向心力不足以所需要的向心力，从而远离圆心运动，故C正确，ABD错误；故选：C．【点评】合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体就要远离圆心，做的就是离心运动．2．（2016•濠江区校级学业考试）下列实例中和离心现象有关的是（）A．汽车开进泥坑里轮胎打滑B．汽车通过圆形拱桥C．坐在直线行驶中的公共汽车内的乘客突然向前倾倒或向后倾倒D．洗衣机脱水桶停止工作时衣服紧贴在桶壁上【分析】当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动．【解答】解：A、汽车开进泥坑里轮胎打滑，是摩擦力不足，离心运动无关，故A错误；B、汽车通过圆形拱桥，并没有飞起，故不是离心运动，故B错误；C、坐在直线行驶中的公共汽车内的乘客突然向前倾倒或向后倾倒是惯性现象，故C错误；D、洗衣机脱水桶是利用离心原理工作的，故D正确；故选D．【点评】合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体就要远离圆心，做的就是离心运动．3．（2016春•揭阳校级期末）下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D．洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出【分析】利用圆周运动的向心力分析过水路面、火车转弯、水流星和洗衣机脱水原理即可，如防止车轮边缘与铁轨间的摩擦，通常做成外轨略高于内轨，火车高速转弯时不使外轨受损，则拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供．【解答】解：A、汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度（向心加速度），超重，故对桥的压力大于重力，故A错误；B、当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B正确；C、演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，仍然受重力的作用，故C错误；D、衣机脱水桶的脱水原理是：是水滴需要提供的向心力较大，力无法提供，所以做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误．故选：B．【点评】本题是实际应用问题，考查应用物理知识分析处理实际问题的能力，本题与圆锥摆问题类似，基础是对物体进行受力分析4．（2015春•邵阳县校级月考）洗衣机的甩干筒在旋转时有衣服附在筒壁上，则此时（）A．衣服受重力，筒壁的弹力和摩擦力，及离心力作用B．衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力和重力的合力提供C．筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大D．筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而减少【分析】衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动，衣物的重力与静摩擦力平衡，筒壁的弹力提供衣物的向心力，根据向心力公式分析筒壁的弹力随筒转速的变化情况．【解答】解：A、衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力作用．故A错误．B、衣服随筒壁做圆周运动的向心力是筒壁的弹力．故B错误．C、衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动，衣物的重力与静摩擦力平衡，筒壁的弹力F提供衣物的向心力，得到F=mω2R=m（2πn）2R，可见．转速n增大时，弹力F也增大，而摩擦力不变．故C错误．D、如转速不变，筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少，则所需要的向心力减小，所以筒壁对衣服的弹力也减小．故D正确．故选：D．【点评】本题是生活中圆周运动问题，要学会应用物理知识分析实际问题．知道衣服做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律分析．5．（2017•崇川区校级学业考试）如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F N，小球在最高点的速度大小为v，F N﹣v2图象如图乙所示．下列说法正确的是（）A．当地的重力加速度大小为B．小球的质量为C．当v2=c时，杆对小球弹力方向向上D．若v2=2b，则杆对小球弹力大小为2a【分析】小球在竖直面内做圆周运动，小球的重力与杆的弹力的合力提供向心力，根据图象、应用向心力公式、牛顿第二定律分析答题．【解答】解：A、由图象知，当v2=0时，F=a，故有：F=mg=a，由图象知，当v2=b 时，F=0，杆对小球无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有：mg=m，得：g=，故A错误；B、由A分析知，当有a=时，得：m=，故B正确C、由图象可知，当v2=c时，有：0＜F＜a=mg，小球对杆的弹力方向向上，则杆对小球弹力方向向下，故C错误．D、由图象可知，当v2=2b时，由F合=m，故有：F+mg===2a，得：F=mg，故D错误故选：B．【点评】本题的关键要知道小球在最高点时由合力提供向心力，要掌握圆周运动向心力公式，要求同学们能根据图象获取有效信息．6．（2017•徐州学业考试）如图所示，小球从倾斜轨道上由静止释放，经平直部分冲上圆弧部分的最高点A时，对圆弧的压力大小为mg，已知圆弧的半径为R，整个轨道光滑．则（）A．在最高点A，小球受重力和向心力的作用B．在最高点A，小球的速度为C．在最高点A，小球的向心加速度为gD．小球的释放点比A点高为R【分析】小球在最高点受到重力，轨道对球的压力，两个力的合力提供向心力，根据向心力公式求出小球的速度，根据向心力公式求出加速度．根据动能定理求得高度差【解答】解：A、小球在最高点受到重力，轨道对球的压力，两个力的合力提供向心力，故A错误；C、在最高点，根据向心力公式得：mg+F=m，F=mg，联立解得：a n=2g，v=，故BC错误，D、从释放点到最高点，根据动能定理可知，解得h=R，故D正确．故选：D【点评】解决本题的关键知道在最高点，小球所受的合力提供向心力，受力分析时不能分析向心力，难度不大，属于基础题．7．（2017•南京学业考试）如图所示，水平转台上放着A、B、C三物，质量分别为2m、m、m，离转轴距离分别为R、R、2R，与转台动摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法错误的是（）A．若三物均未滑动，C物向心加速度最大B．若三物均未滑动，B物受摩擦力最小C．转速增加，C物比A物先滑动D．转速增加，A物比B物先滑动【分析】A、B、C三个物体放在匀速转动的水平转台上，随转台做匀速圆周运动，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析物体受到的静摩擦力大小．当物体所受的静摩擦力达到最大值时开始滑动．根据产生离心运动的条件分析哪个物体先滑动．【解答】解：A、三物都未滑动时，角速度相同，根据向心加速度公式a=ω2r，知a∝r，故C的向心加速度最大．故A正确；B、三个物体的角速度相同，设角速度为ω，则三个物体受到的静摩擦力分别为：f A=2mω2R，f B=mω2R，f C=mω2•2R=2mω2R．所以物体B受到的摩擦力最小，故B正确；CD、物体恰好不滑动时，最大静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：μmg=mω2r解得：ω=∝故三个物体中，物体C的静摩擦力先达到最大值，最先滑动起来；AB同时滑动．故C正确，D错误．本题选择错误的是，故选：D．【点评】本题关键要抓住静摩擦力提供向心力，比较静摩擦力和向心加速度时要抓住三个物体的角速度相等进行比较．8．（2017•大连学业考试）如图所示，用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，小球所受向心力是（）A．小球的重力B．细绳对小球的拉力C．小球所受重力与拉力的合力D．以上说法都不正确【分析】先对小球进行运动分析，做匀速圆周运动，再找出合力的方向，合力提供向心力，进一步对小球受力分析．【解答】解：小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图小球受重力、和绳子的拉力，靠两个力的合力提供向心力，故C正确故选：C【点评】向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供．注意向心力不是物体所受到的力．9．（2017•普陀区一模）如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f=0C．在物体与轴O的距离一定的条件下，f跟圆盘转动的角速度成正比D．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比【分析】木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动，做匀速圆周运动，P受到的静摩擦力提供向心力，根据向心力公式研究静摩擦力方向，及大小与半径、角速度的关系．【解答】解：A、P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，若圆盘匀速转动，P受到的静摩擦力f 提供向心力，沿PO方向指向圆心．若圆盘变速运动，f不指向圆心，故A错误．B、木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动，做匀速圆周运动，P受到的静摩擦力提供向心力，P受到的静摩擦力不可能为零．故B错误．C、由f=mω2r得，在P点到O点的距离一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小跟圆盘匀速转动的角速度的平方成正比．故C错误．D、根据向心力公式得到f=m（2πn）2r，转速n一定时，f与r成正比，即P受到的静摩擦力的大小跟P点到O点的距离成正比．故D正确．故选：D【点评】本题中由静摩擦力提供木块所需要的向心力，运用控制变量法研究f与其他量的关系．10．（2017•甘肃一模）利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面，如图，用两根长为L的细线系一质量为m的小球，两线上端系于水平横杆上，A、B两点相距也为L，若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则小球运动到最低点时，每根线承受的张力为（）A．2mg B．3mg C．2.5mg D．mg【分析】小球恰能过最高点的临界情况是重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最小速度，再根据动能定理求出最低点的速度，根据牛顿第二定律求出绳子的张力．【解答】解：小球恰好过最高点时有：mg=m解得：①根据动能定理得，mg•L=②由牛顿第二定律得：T﹣mg=m③联立①②③得，T=2mg故A正确，B、C、D错误．故选：A．【点评】本题综合运用了动能定理和牛顿第二定律，知道细线拉着小球在竖直面内做圆周运动，最高点和最低点靠竖直方向上的合力提供向心力．11．（2017•临渭区一模）如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（）A．A球的角速度等于B球的角速度B．A球的线速度大于B球的线速度C．A球的运动周期小于B球的运动周期D．A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力【分析】分别对AB受力分析，可以发现它们都是重力和斜面的支持力的合力作为向心力，并且它们的质量相等，所以向心力的大小也相等，再根据线速度、加速度和周期的公式可以做出判断．【解答】解：A、如右图所示，小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动．由于A和B的质量相同，小球A和B在两处的合力相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的．根据F=mω2r可知，由于球A运动的半径大于B 球的半径，F和m相同时，半径大的角速度小，故A错误；B、再由向心力的计算公式F=m，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的线速度大，所以B正确．C、由周期公式T=，所以球A的运动周期大于球B的运动周期，故C错误．D、由A的分析可知，球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，所以D错误．故选：B．【点评】对物体受力分析是解题的关键，通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系，它们的质量相同，向心力的大小也相同，本题能很好的考查学生分析问题的能力，是道好题．12．（2017•河北一模）两个质量分别为2m和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，a、b之间用长为L的强度足够大的轻绳相连，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，开始时轻绳刚好伸直但无张力，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）A．a比b先达到最大静摩擦力B．a、b所受的摩擦力始终相等C．ω=是b开始滑动的临界角速度D．当ω=时，a所受摩擦力的大小为【分析】木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定．当圆盘转速增大时，提供的静摩擦力随之而增大．当需要的向心力大于最大静摩擦力时，物体开始滑动．因此是否滑动与质量无关，是由半径大小决定．【解答】解：A、木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=mω2r，m、ω相等，f∝r，所以当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，故A错误；B、在B的摩擦力没有达到最大前，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=mω2r，a和b的质量分别是2m和m，而a与转轴OO′的距离为L，b与转轴的距离为2L，所以开始时a和b受到的摩擦力是相等的．当b受到的静摩擦力达到最大后，b受到的摩擦力与绳子的拉力的和提供向心力，即：kmg+F=mω2•2L…①而a的受力：f′﹣F=2mω2L…②联立得：f′=4mω2L﹣kmg…③可知二者受到的摩擦力不一定相等．故B错误；C、当b刚要滑动时，有2kmg+kmg=2mω2L+mω2•2L，解得：ω=，故C错误；D、当ω=时，a所受摩擦力的大小为：=．故D正确．故选：D【点评】本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答．13．（2017•浙江模拟）如图所示，摩天轮是日常生活中典型的匀速圆周运动实例，若将摩天轮箱体及其中乘客视作质点，则下列说法正确的是（）A．某时刻所有乘客运动的线速度都相同B．某时刻所有乘客运动的加速度都相同C．某一乘客分别经过最高点和最低点时，所受的合外力大小相等D．某一乘客分别经过最高点和最低点时，受到箱体作用力大小相等【分析】线速度、加速度、向心力、角速度都是矢量，据此可判断AB选项，在匀速圆周运动中合外力提供向心力，根据向心力公式可解答CD选项．【解答】解：A、线速度是矢量，摩天轮做匀速圆周运动，线速度的方向时刻改变，每一时刻的线速度都不相同，故A选项错误；B、加速度是矢量，摩天轮做匀速圆周运动，加速度时刻在改变，故B选项错误；C、摩天轮做匀速圆周运动，合外力提供向心力，由知，R、V不变，向心力不变，合外力不变，故C选项正确；D、箱体所受作用力等于箱体对乘客的弹力，在最高点箱体所受弹力：，在最低点箱体所受弹力：．所以乘客分别经过最高点和最低点时，受到箱体作用力大小不相等，故D选项错误．故选：C．【点评】了解标量和矢量的区别，即矢量既有大小也有方向，标量只有大小没有方向，理清一对作用力和反作用力的关系，明确向心力的来源并正确受力分析是解答此题的关键．14．（2017•道里区校级一模）“水流星”是在一根彩绳一端，系一只玻璃碗，内盛彩色水，演员甩绳舞弄，晶莹的玻璃碗飞快的旋转飞舞，在竖直面内做圆周运动，而碗中之水不洒点滴；下列说法正确的是（）A．水流星到最高点时，水对碗底的压力一定为零B．水流星到最高点时，水流星的速度可以为零C．若水流星转动时能经过圆周最高点，则在最高点和最低点绳子对碗拉力之差随转动线速度增大而增大D．若水流星转动时能经过圆周最高点，则在最高点和最低点碗对水弹力之差与绳长无关【分析】当在最高点水对桶底无压力时，根据牛顿第二定律求出临界的最小速度，最小速度为；在最高点和最低点根据向心力公式求出最高点和最低点的绳子拉力，再根据动能定理得出最低点和最高点速度关系，即可求出拉力差．【解答】解：A、水流星到最高点时，水对碗底的压力大于或等于0，当时，水对碗底的压力为0；当时，水对碗底的压力大于0，故A错误；B、水流星在最高点的最小速度为，故B错误；CD、设最低点速度为，最高点速度为根据向心力公式，有：最低点：①最高点：②根据动能定理，有：③联立①②③得：△F=6mg，与绳长无关，故C错误，D正确；故选：D【点评】解决本题的关键搞清做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．15．（2017•自贡模拟）如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.5mg，则（）A．小球从管口飞出时的速率一定为B．小球从管口飞出时的速率一定为C．小球落地点到P点的水平距离可能为RD．小球落地点到P点的水平距离可能为【分析】（1）对管壁的压力分为对上壁和下壁的压力两种情况，根据向心力公式即可求得小球从管口飞出时的速率；（2）小球从管口飞出后做平抛运动，根据平抛运动的基本规律即可求解．。
考点训练12圆周运动向心力公式及应用
C.从 a 到 b，物块处于超重状态 D.从 b 到 a，物块处于超重状态 答案：D
故选 C.
解析：物块在 d 点只受两个力作用（重力、木板
7.质量不计的轻质弹性杆 P 插在桌面上，杆另一 对它的支持力），在 c 点也不可能受三个力作用，A
端固定一个质量为 m 的小球.今使小球沿水平方向做 错.因做匀速圆周运动，物块受到的合外力始终指向
解析：杆上端给予小球的作用力跟重力的合力的
有：mg+FN=m
v1 2 R
→FN
=m(
v1 2 R
-g)
①
方向应指向圆心，如图，显然
F= (mg )2 (mR 2 )2 ,C 选项正确.
FN
′-mg=m
v22 R
→FN′=m(
v22 R
+g)
②
8.(2006 华师一附中高三检测)如图所示，在粗糙 水平板上 放一个物 块，使 水平板 和物块一 起在竖直 平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动.ab 为水平直
半径为 R 的匀速圆周运动，角速度为 ω，如图所示， 圆心，B 错.从 b→a,物块的加速度总有竖直向上的分
则杆的上端受到的作用力大小为（ ）
量，处于超重状态，D 对 C 错.
9.(2006 江西南昌重点中学高三检测)乘坐如图所
示游乐园的过山车时，质量为 m 的人随车在竖直平
面内沿圆周轨道运动.下列说法正确的是（ ）
答案：arctan v 2 Rg
FN=FN′+mg
v2 Ff=m R
① ②
由题意 FN =η ③ Ff
解①②③得：FN′=ηm v 2 -mg. R
鹤岗市第一中学
解析：如右图所示，要使摩擦力为零，必使车受 的重力与支持力的合力提供向心力，则：
向心力练习题目
课前预习记录：月日星期第2节向心力一．学习目标1．知道向心力是根据力的效果命名的，会分析向心力的来源。
2．感受影响向心力大小的因素，通过实验探究它们之间的关系。
3．掌握向心力的表达式，能够计算简单情境中的向心力。
4．知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。
二．思维脉络三．教材梳理·落实新知1．定义：做匀速圆周运动的物体所受的指向____的力。
2．作用：只改变速度的____。
3．来源：①向心力是按力的____来命名的。
②做匀速圆周运动的物体的向心力是由某个力或者几个力的____提供。
知识点2向心力的大小向心力公式：F n＝____或F n＝____。
知识点3变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点1．变速圆周运动的受力特点①指向圆心的分力F n提供____，改变物体速度的____。
②沿切向方向的分力F t改变速度的____，与速度方向相同时物体速度____，与速度方向相反时，物体速度____。
2．一般曲线运动的受力特点①处理方法：可以把一般的曲线分割成许多____的小段，看作一小段圆弧。
②用处理____的方法研究物体在每一小段圆弧上的运动。
四．判断题1.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力。
()2.向心力和重力、弹力一样，都是根据力的性质命名的。
()3.向心力可以是物体受到的某一个力，也可以是物体受到的合力。
()4.向心力的作用是改变物体的速度方向。
()5.变速圆周运动的向心力并不指向圆心。
()6.一般曲线运动中弯曲程度不同的圆弧对应的圆弧半径也不同。
()五．典例分析例题1如图所示，圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动，小物体贴在圆筒内壁上随圆筒一起转动而不滑落。
则下列说法正确的是()A ．小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力共4个力的作用B ．小物体随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的C ．筒壁对小物体的摩擦力随转速增大而增大D ．筒壁对小物体的弹力随转速增大而增大思路引导：分析受力→分析各力的效果→确定向心力例题2 一质量为m 的物体，沿半径为R 的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速度为v ，物体与轨道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，则它在最低点时受到的摩擦力大小为( )A ．μmgB ．μm v 2RC ．μm ⎝⎛⎭⎫g ＋v 2RD ．μm ⎝⎛⎭⎫g －v 2R 六．当堂训练1．(2021·吉林松原市高一月考)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2．(2021·湖南省常德市临澧县第一中学月考)质点沿半径为r 的圆周做匀速圆周运动，其向心力的大小为F ，当使它的半径不变，使角速度增大到原来的2倍时，其向心力的大小比原来增大15 N ，求原来的向心力F 的大小为( )A ．25 NB ．10 NC ．15 ND ．5 N3．(多选)(2021·广西玉林市博白中学高一月考)如图所示，一辆汽车正通过一段弯道公路，视汽车做匀速圆周运动，则( )A ．该汽车向心力恒定不变B ．汽车左右两车灯的角速度大小相等C ．若速率不变，则跟公路外道相比，汽车在内道行驶时所受的向心力较大D ．若速率不变，则跟晴天相比，雨天路滑时汽车在同车道上行驶时所受的向心力较小参考答案三．知识点 1 向心力知识点 1 向心力1．圆心2．方向3．①作用效果②合力知识点 2 m v 2rmω2r 知识点 31．①向心力方向②大小增大减小2．①很短②圆周运动四．1. ×2. ×3. √4.√ 5. ×6.√五．例题1D解析：小物体随转筒一起做圆周运动，受重力、弹力和静摩擦力共3个力的作用，故选项A 错误。
高中物理《向心力》课后练习题
第2节向心力1．向心力(1)定义：做匀速圆周运动的物体所受的总□01指向圆心的合力。
(2)方向：始终指向□02圆心，与□03线速度方向垂直。
(3)对于做匀速圆周运动的物体，物体的速度大小□04不发生改变，因此，所受合力只改变速度的□05方向。
(4)效果力：向心力由某个力或者几个力的合力提供，是根据力的□06作用效果命名的。
2．向心力的大小(1)在探究向心力大小的表达式的实验中，为了研究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径的关系，运用的实验方法是□07控制变量法；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，做法是：在小球运动半径□08相等(填“相等”或“不相等”)的情况下，用质量□09相同(填“相同”或“不相同”)的钢球做实验。
(2)向心力大小的表达式：F n＝□10mωr或F n＝□11m v2r。
3．变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点(1)变速圆周运动变速圆周运动所受合力并不指向□12运动轨迹的圆心，合力一般产生两个方面的效果：①合力F跟圆周相切的分力F t，改变线速度的□13大小，F t与v同向时，线速度□14越来越大，反向时线速度□15越来越小。
②合力F指向圆心的分力F n，提供物体做圆周运动所需的□16向心力，改变线速度的□17方向。
(2)一般曲线运动①定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动。
②处理方法：可以把曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作□18圆周运动的一部分。
这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用□19圆周运动的分析方法进行处理。
典型考点一对向心力的理解1．(多选)下列关于向心力的说法中，正确的是()A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B．向心力只改变做圆周运动物体的线速度的方向，不改变线速度的大小C．做匀速圆周运动物体的向心力，一定等于其所受的合力D．做匀速圆周运动物体的向心力是恒力答案BC解析力是改变物体运动状态的原因，因为有向心力物体才做圆周运动，而不是因为做圆周运动才产生向心力，故A错误；向心力始终与线速度方向垂直，只改变线速度的方向不改变线速度的大小，故B正确；在匀速圆周运动中，物体的向心力一定等于其所受的合力，但该力方向不断变化，是变力，故C正确，D 错误。
2023年高考物理圆周运动最新模拟题精练-向心力和向心加速度(解析版)
高考物理《圆周运动》常用模型最新模拟题精练专题02.向心力和向心加速度一．选择题1..（2023浙江台州期中联考）晋代孙绰在《游天台山赋》中写道：“过灵溪而一灌，疏烦不想于心胸”。
灵江是台州的母亲河，也是浙江的第三大河，全长197.7公里，上游为仙居的永安溪和天台的始丰溪，中游为灵江，下游为椒江。
如图所示为百度地图中飞云江某段，河水沿着河床做曲线运动。
图中A B C D 、、、四处，受河水冲击最严重的是哪处（）A.A 处B.B 处C.C 处D.D 处【参考答案】B【名师解析】河水沿着河床做曲线运动，在B 处，河水在河岸的作用下转弯，需要受到河岸作用较大的向心力，根据牛顿第三定律，B 处受河水冲击最严重，选项B 正确。
2.（2022年9月甘肃张掖一诊）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块甲和乙放在转盘上，两者用长为L 的不计伸长的细绳连接（细绳能够承受足够大的拉力），木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K 倍，连线过圆心，甲到圆心距离1r ，乙到圆心距离2r ，且14L r =，234Lr =，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴OO'转动，两物体随圆盘一起以角速度ω转动，当ω从0开始缓慢增加时，甲、乙与转盘始终保持相对静止，则下列说法错误的是（已知重力加速度为g ）（）A.当2Kgr ω=时，乙的静摩擦力恰为最大值B.ω取不同的值时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心C.ω取不同值时，乙所受静摩擦力始终指向圆心；甲所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背向圆心D.如果KgLω>【参考答案】B 【名师解析】根据2Kmg mr ω=，可得Kg rω=乙的半径大，知乙先达到最大静摩擦力，故A 正确，不符合题意；甲乙随转盘一起做匀速圆周运动，由于乙的半径较大，故需要的向心力较大，则22Kmg m r ω=解得23Kg Lω=即若3KgLω 时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心。
当角速度增大，绳子出现张力，乙靠张力和静摩擦力的合力提供向心力，甲也靠拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，绳子的拉力逐渐增大，甲所受的静摩擦力先减小后反向增大，当反向增大到最大值，角速度再增大，甲乙与圆盘发生相对滑动。
向心力典型例题
向心力典型例题（附答案详解）一、选择题【共12道小题】1、如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′转动，小物块a靠在圆筒的壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（）A. B. C. D.解析：要使a不下滑，则a受筒的最大静摩擦力作用，此力与重力平衡，筒壁给a的支持力提供向心力，则N=mrω2，而fm=mg=μN，所以mg=μmrω2，故 . 所以A、B、C均错误，D正确.4、在光滑水平面上相距20 cm的两点钉上A、B两个钉子，一根长1 m的细绳一端系小球，另一端拴在A钉上，如图所示.已知小球质量为0.4 kg，小球开始以2 m／s的速度做水平匀速圆周运动，若绳所能承受的最大拉力为4 N，则从开始运动到绳拉断历时为（）A.2.4π sB.1.4π sC.1.2π sD.0.9π s解析：当绳子拉力为4 N时，由F=可得r=0.4 m.小球每转半个周期，其半径就减小0.2 m，由分析知，小球分别以半径为1 m，0.8 m和0.6 m各转过半个圆周后绳子就被拉断了，所以时间为t==1.2π s. 答案：C6、甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80 kg,M乙=40 kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两个相距0.9 m，弹簧秤的示数为9.2 N，下列判断正确的是（）A.两人的线速度相同，约为40 m/sB.两人的角速度相同，为6 rad/sC.两人的运动半径相同，都是0.45 mD.两人的运动半径不同，甲为0.3 m,乙为0.6 m解析：甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度相同，半径之和为两人的距离.设甲、乙两人所需向心力为F 向，角速度为ω，半径分别为r 甲、r 乙.则F 向=M 甲ω2r 甲=M 乙ω2r 乙=9.2 N ① r 甲+r 乙=0.9 m ②由①②两式可解得只有D 正确 答案：D7、如图所示，在匀速转动的圆筒壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动.若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说确的是（ ）A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大B.物体所受弹力增大，摩擦力减小C.物体所受弹力减小，摩擦力也减小D.物体所受弹力增大，摩擦力不变 析：物体在竖直方向上受重力G 与摩擦力F ，是一对平衡力，在向心力方向上受弹力F N .根据向心力公式，可知F N =mω2r ，当ω增大时，F N 增大，选D.8、用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ）A.当转速不变时，绳短易断B.当角速度不变时，绳短易断C.当线速度不变时，绳长易断D.当周期不变时，绳长易断析：由公式a=ω2R=知，当角速度（转速）不变时绳长易断，故A 、B 错误.周期不变时,绳长易断，故D 正确.由,当线速度不变时绳短易断,C 错9、如图,质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块的速率不变A.因为速率不变，所以木块加速度为零C.木块下滑过程中的摩擦力大小不变B.木块下滑的过程中所受的合外力越来越大D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心解析：木块做匀速圆周运动，所受合外力大小恒定，方向时刻指向圆心，故选项A、B不正确.在木块滑动过程中，小球对碗壁的压力不同，故摩擦力大小改变,C错. 答案：D10、如图所示，在光滑的以角速度ω旋转的细杆上穿有质量分别为m和M 的两球，两球用轻细线连接.若M＞m，则（）A.当两球离轴距离相等时，两球相对杆不动B.当两球离轴距离之比等于质量之比时，两球相对杆都不动C.若转速为ω时，两球相对杆都不动，那么转速为2ω时两球也不动D.若两球相对杆滑动，一定向同一方向，不会相向滑动解析：由牛顿第三定律可知M、m间的作用力相等，即F M=F m，F M=Mω2r M，F m=mω2rm，所以若M、m不动，则r M∶r m=m∶M，所以A、B不对，C对（不动的条件与ω无关）.若相向滑动，无力提供向心力，D对. 答案：CD 11、一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程的任一时刻，速度变化率的大小为（）A.2m/s2B.4m/s2C.0D.4π m/s2ω=2π/T=2π/2=πv=ω*r所以r=4/πa=v∧2/r=16/(4/π)=4π12、在水平路面上安全转弯的汽车，向心力是（）A.重力和支持力的合力B.重力、支持力和牵引力的合力C 汽车与路面间的静摩擦力 D.汽车与路面间的滑动摩擦力二、非选择题【共3道小题】1、如图所示，半径为R的半球形碗，有一个具有一定质量的物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为μ，当碗绕竖直轴OO′匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动，求碗转动的角速度.分析：物体A随碗一起转动而不发生相对滑动，物体做匀速圆周运动的角速度ω就等于碗转动的角速度ω.物体A做匀速圆周运动所需的向心力方向指向球心O，故此向心力不是重力而是由碗壁对物体的弹力提供，此时物体所受的摩擦力与重力平衡.解析：物体A做匀速圆周运动，向心力：F n=mω2R而摩擦力与重力平衡，则有μF n=mg 即F n=mg/μ由以上两式可得：mω2R= mg/μ即碗匀速转动的角速度为：ω=.2、汽车沿半径为R的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的1/10，要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大不能超过多少?解析：跑道对汽车的摩擦力提供向心力，1/10mg=mv2/r，所以要使汽车不致冲出圆跑道，车速最大值为v=. 答案：车速最大不能超过3、一质量m=2 kg 的小球从光滑斜面上高h=3.5 m 处由静止滑下，斜面的底端连着一个半径R=1 m 的光滑圆环（如图所示），则小球滑至圆环顶点时对环的压力为_____________，小球至少应从多高处静止滑下才能通过圆环最高点，hmin=_________(g=10 m/s2).解析：①设小球滑至圆环顶点时速度为v 1,则mgh=mg·2R+ 1/2mv 12 F n +mg= mv 12/R 得:F n =40 N②小球刚好通过最高点时速度为v 2,则mg= mv 22/R 又mgh′=mg2R+1/2 mv 22/R 得h′=2.5R 答案：40 N;2.5R匀速圆周运动典型问题剖析1. 基本概念、公式的理解和运用[例2] 在绕竖直轴匀速转动的圆环上有A 、B 两点，如图1所示，过A 、B 的半径与竖直轴的夹角分别为30°和60°，则A 、B 两点的线速度之比为 ；向心加速度之比为 。
高一物理专题训练：向心力(带答案)
高一物理专题训练：向心力一、单选题1．在光滑圆锥形容器中,固定了一根光滑的竖直细杆,细杆与圆锥的中轴线重合,细杆上穿有小环（小环可以自由转动,但不能上下移动）,小环上连接一轻绳,与一质量为m的光滑小球相连,让小球在圆锥内做水平面上的匀速圆周运动,并与圆锥内壁接触．如图所示,图a中小环与小球在同一水平面上,图b中轻绳与竖直轴成θ（θ<90°）角．设图a和图b中轻绳对小球的拉力分别为T a和T b,圆锥内壁对小球的支持力分别为N a和N b,则在下列说法中正确的是（）A．T a一定为零,T b一定为零B．T a、T b是否为零取决于小球速度的大小C．N a一定不为零,N b可以为零D．N a、N b的大小与小球的速度无关2．甲、乙两名滑冰运动员，M甲=60kg，M乙=40kg，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动进行滑冰表演，如图所示．两人相距0.8m，弹簧测力计的示数为9.2N，下列判断中正确的是（）A．两人的运动半径不同，甲为0.32m，乙为0.48mB．两人的运动半径相同，都是0.45mC．两人的线速度相同，约为40m/sD．两人的角速度相同，约为6rad/s3．变速自行车变换齿轮组合来改变行驶速度．如图所示是某一变速自行车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则（）A．该自行车可变换两种不同挡位B．当B轮与C轮组合时，两轮的线速度之比本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。
C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比D．当A轮与C轮组合时，两轮上边缘点M和N的向心加速度之比4．水平放置的三个不同材料制成的圆轮A、B、C，用不打滑皮带相连，如图所示(俯视图)，三圆轮的半径之比为R A∶R B∶R C＝3∶2∶1，当主动轮C匀速转动时，在三轮的边缘上分别放置一相同的小物块(可视为质点)，小物块均恰能相对静止在各轮的边缘上，设小物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小物块与轮A、B、C接触面间的动摩擦因数分别为μA、μB、μC，A、B、C三轮转动的角速度分别为ωA、ωB、ωC，则( )A．μA∶μB∶μC＝2∶3∶6 B．μA∶μB∶μC＝6∶3∶2C．ωA∶ωB∶ωC＝1∶2∶3 D．ωA∶ωB∶ωC＝6∶3∶25．如图所示,轻杆长为L,一端固定在水平轴上的O点,另一端固定一个小球（可视为质点）。
力学练习题圆周运动与向心力的计算
力学练习题圆周运动与向心力的计算力学练习题——圆周运动与向心力的计算力学是物理学的一个重要分支，研究物体在力的作用下的运动规律。
圆周运动是力学中常见的一种运动形式，它具有一定的特点和规律。
本文将围绕力学练习题展开，重点讨论圆周运动以及与之相关的向心力的计算问题。
1. 圆周运动概述圆周运动是物体沿着圆周轨道做匀速运动的一种形式。
在圆周运动中，物体始终受到一个朝向圆心的力，称为向心力。
向心力的作用使得物体沿着圆周轨道做曲线运动，保持半径不变。
2. 向心力的计算公式在圆周运动中，向心力可以通过以下公式进行计算：F = m * a_c其中，F表示向心力，m表示物体的质量，a_c表示物体受向心力作用下的加速度。
3. 向心力计算示例现假设有一个半径为R的圆周轨道，一质量为m的物体以速度v匀速运动在该圆周上。
我们来计算物体在圆周运动中所受的向心力大小。
根据圆周运动的性质，物体不断改变速度方向，产生向心加速度。
向心加速度的大小可以通过以下公式计算：a_c = v^2 / R其中，v为物体在圆周运动中的速度，R为圆周的半径。
代入向心加速度公式，结合质量m，可以计算出向心力的大小：F = m * (v^2 / R)4. 圆周运动与向心力的实际应用圆周运动和向心力是许多现实场景中的重要概念。
例如，汽车在转弯时会受到向心力的作用，这导致了车身向内侧倾斜的感觉。
在过山车等游乐设施中，乘客的身体会受到向心力的约束，产生一种被扣在座椅上的感觉。
另外，在天体运动中，行星绕太阳、卫星绕行星的轨道运动都可以看作圆周运动。
通过对向心力的计算，我们可以研究它们的运动轨迹、周期等物理特性。
5. 圆周运动与向心力的相关问题在力学练习中，常常会遇到涉及圆周运动和向心力的问题，需要运用相关公式进行计算。
例如，给定物体的质量、速度和圆周半径，要求计算物体所受向心力的大小；或者给定物体质量、圆周半径和向心力的大小，要求求解物体的速度等。
这些问题旨在考察学生对圆周运动和向心力的理解，以及能否运用所学知识解决实际问题。
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圆周运动——向心力专项练习一•选择题（共15小题）1 •如图所示，旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出，这属于（）A. 扩散现象B.超重现象C.离心现象D.蒸发现象2. 下列实例中和离心现象有关的是（）A. 汽车开进泥坑里轮胎打滑B. 汽车通过圆形拱桥C. 坐在直线行驶中的公共汽车内的乘客突然向前倾倒或向后倾倒D. 洗衣机脱水桶停止工作时衣服紧贴在桶壁上3. 下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A. 公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫过水路面” 汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压C. 杂技演员表演水流星”当水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D. 洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出4. 洗衣机的甩干筒在旋转时有衣服附在筒壁上，则此时（）A. 衣服受重力，筒壁的弹力和摩擦力，及离心力作用B. 衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力和重力的合力提供C. 筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大D. 筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而减少5. 如图甲所示，一轻杆一端固定在0点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F N,小球在最高点的速度大小为v, F N-v2图象如图乙所示.下列说法正确的是（）A. 当地的重力加速度大小为—bB. 小球的质量为--C. 当v2=c时，杆对小球弹力方向向上D. 若v2=2b,贝牀干对小球弹力大小为2a6. 如图所示，小球从倾斜轨道上由静止释放，经平直部分冲上圆弧部分的最高点A时，对圆弧的压力大小为mg,已知圆弧的半径为R,整个轨道光滑.贝（（）A. 在最高点A,小球受重力和向心力的作用B. 在最高点A,小球的速度为亠C•在最高点A,小球的向心加速度为gD.小球的释放点比A点高为R7. 如图所示，水平转台上放着A、B、C三物，质量分别为2m、m、m,离转轴距离分别为R、R 2R,与转台动摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法错误的是（）A. 若三物均未滑动，C物向心加速度最大B. 若三物均未滑动，B物受摩擦力最小C. 转速增加，C物比A物先滑动D •转速增加，A物比B物先滑动8 •如图所示，用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，小球所受向心力是（）A. 小球的重力B.细绳对小球的拉力C. 小球所受重力与拉力的合力D.以上说法都不正确9. 如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A. f的方向总是指向圆心B. 圆盘匀速转动时f=0C•在物体与轴0的距离一定的条件下，f跟圆盘转动的角速度成正比D. 在转速一定的条件下，f跟物体到轴0的距离成正比10. 利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面，如图，用两根长为L的细线系一质量为m的小球，两线上端系于水平横杆上，A、B两点相距也为L,若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动，贝U小球运动到最低点W3211 •如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面, 有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆mg圆锥筒固定不动, 时，每根线承受的张力为（2.5mg D.周运动，则以下说法中正确的是（）A. A球的角速度等于B球的角速度B. A球的线速度大于B球的线速度C. A球的运动周期小于B球的运动周期D. A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力12 .两个质量分别为2m和m的小木块a 和b （可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴00的距离为L, b与转轴的距离为2L, a、b之间用长为L的强度足够大的轻绳相连，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，开始时轻绳刚好伸直但无张力，用3表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）A. a比b先达到最大静摩擦力B. a、b所受的摩擦力始终相等A. 某时刻所有乘客运动的线速度都相同B•某时刻所有乘客运动的加速度都相同C•某一乘客分别经过最高点和最低点时，所受的合外力大小相等D. 某一乘客分别经过最高点和最低点时，受到箱体作用力大小相等14. 水流星”是在一根彩绳一端，系一只玻璃碗，内盛彩色水，演员甩绳舞弄,C.D.b开始滑动的临界角速度当3二二一时，a所受摩擦力的大小为13. 如图所示，摩天轮是日常生活中典型的匀速圆周运动实例, 若将摩天轮箱体及其中乘客视作质点，则下列说法正确的是（晶莹的玻璃碗飞快的旋转飞舞，在竖直面内做圆周运动，而碗中之水不洒点滴; 下列说法正确的是（）A. 水流星到最高点时，水对碗底的压力一定为零B. 水流星到最高点时，水流星的速度可以为零C. 若水流星转动时能经过圆周最高点，则在最高点和最低点绳子对碗拉力之差随转动线速度增大而增大D. 若水流星转动时能经过圆周最高点，则在最高点和最低点碗对水弹力之差与绳长无关15. 如图所示，半径为R,内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球对管壁的压力为0.5mg,则（）C.D.小球从管口飞出时的速率一定为B.小球落地点到P点的水平距离可能为!R小球落地点到P点的水平距离可能为圆周运动——向心力专项练习参考答案与试题解析一.选择题（共15小题）1. （2016?怀化学业考试）如图所示，旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出，这属于（）A. 扩散现象B.超重现象C.离心现象D.蒸发现象【分析】当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动.【解答】解：当旋转雨伞时，由向心力可知，所需要的向心力增加，由于提供向心力不足以所需要的向心力，从而远离圆心运动，故C正确，ABD错误；故选：C.【点评】合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体就要远离圆心，做的就是离心运动.2. （2016?豪江区校级学业考试）下列实例中和离心现象有关的是（）A. 汽车开进泥坑里轮胎打滑B. 汽车通过圆形拱桥C. 坐在直线行驶中的公共汽车内的乘客突然向前倾倒或向后倾倒D. 洗衣机脱水桶停止工作时衣服紧贴在桶壁上【分析】当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动.【解答】解：A、汽车开进泥坑里轮胎打滑，是摩擦力不足，离心运动无关，故A错误；B、汽车通过圆形拱桥，并没有飞起，故不是离心运动，故B错误；C、坐在直线行驶中的公共汽车内的乘客突然向前倾倒或向后倾倒是惯性现象，故C错误；D、洗衣机脱水桶是利用离心原理工作的，故D正确；故选D.【点评】合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体就要远离圆心，做的就是离心运动.3. （2016春?揭阳校级期末）下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A. 公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫过水路面” 汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压C. 杂技演员表演水流星”当水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D. 洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出【分析】利用圆周运动的向心力分析过水路面、火车转弯、水流星和洗衣机脱水原理即可，如防止车轮边缘与铁轨间的摩擦，通常做成外轨略高于内轨，火车高速转弯时不使外轨受损，则拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供.【解答】解：A、汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度（向心加速度），超重，故对桥的压力大于重力，故A错误；B、当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B正确；C、演员表演水流星”当水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，仍然受重力的作用，故C错误；D、衣机脱水桶的脱水原理是：是水滴需要提供的向心力较大，力无法提供，所以做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误.故选：B.【点评】本题是实际应用问题，考查应用物理知识分析处理实际问题的能力，本题与圆锥摆问题类似，基础是对物体进行受力分析4. （2015春?邵阳县校级月考）洗衣机的甩干筒在旋转时有衣服附在筒壁上，则此时（）A. 衣服受重力，筒壁的弹力和摩擦力，及离心力作用B. 衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力和重力的合力提供C. 筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大D. 筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而减少【分析】衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动，衣物的重力与静摩擦力平衡，筒壁的弹力提供衣物的向心力，根据向心力公式分析筒壁的弹力随筒转速的变化情况.【解答】解：A、衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力作用.故A错误.B、衣服随筒壁做圆周运动的向心力是筒壁的弹力.故B错误.C、衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动，衣物的重力与静摩擦力平衡，筒壁的弹力F提供衣物的向心力，得到F=mo 2R=m （2n n 2R,可见.转速n增大时，弹力F也增大，而摩擦力不变.故C错误.D、如转速不变，筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少，则所需要的向心力减小，所以筒壁对衣服的弹力也减小.故D正确.故选：D.【点评】本题是生活中圆周运动问题，要学会应用物理知识分析实际问题.知道衣服做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律分析.5. （2017?崇川区校级学业考试）如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F N,小球在最高点的速度大小为V,F N-v2图象如图乙所示.下列说法止确的是（)r 1 // ft\ °\ /•t屮4A. 当地的重力加速度大小为y-bB. 小球的质量为—C. 当v2=c时，杆对小球弹力方向向上D. 若v2=2b,贝牀干对小球弹力大小为2a【分析】小球在竖直面内做圆周运动，小球的重力与杆的弹力的合力提供向心力, 根据图象、应用向心力公式、牛顿第二定律分析答题.【解答】解：A、由图象知，当v2=0时，F=a,故有：F=mg=a由图象知，当v2=b 时，F=0,杆对小球无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有：mg=m［，得：g』，故A错误；B、由A分析知，当有a—-时，得：，故B正确K bC、由图象可知，当v2=c时，有：0v F v a=mg，小球对杆的弹力方向向上，则杆对小球弹力方向向下，故C错误.D、由图象可知，当v2=2b时，由F合=m.，故有:得：F=mg,故D错误故选：B.【点评】本题的关键要知道小球在最高点时由合力提供向心力，要掌握圆周运动向心力公式，要求同学们能根据图象获取有效信息.6. （2017?徐州学业考试）如图所示，小球从倾斜轨道上由静止释放，经平直部分冲上圆弧部分的最高点A时，对圆弧的压力大小为mg,已知圆弧的半径为R，A. 在最高点A,小球受重力和向心力的作用B. 在最高点A,小球的速度为汁：C•在最高点A,小球的向心加速度为gD.小球的释放点比A点高为R【分析】小球在最高点受到重力，轨道对球的压力，两个力的合力提供向心力，根据向心力公式求出小球的速度，根据向心力公式求出加速度.根据动能定理求得高度差【解答】解：A、小球在最高点受到重力，轨道对球的压力，两个力的合力提供向心力，故A错误；C. 在最高点，根据向心力公式得：2mg+F=m- ^―F=mg,=II.;」R 1F+mg=2a，联立解得：&=2g, v=C；J；,故BC错误，D、从释放点到最高点，根据动能定理可知mghFyipv2,解得h=R,故D正确. 故选：D 【点评】解决本题的关键知道在最高点，小球所受的合力提供向心力，受力分析时不能分析向心力，难度不大，属于基础题.7. （2017?南京学业考试）如图所示，水平转台上放着A、B、C三物，质量分别为2m、m、m,离转轴距离分别为R、R、2R,与转台动摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法错误的是（）A. 若三物均未滑动，C物向心加速度最大B•若三物均未滑动，B物受摩擦力最小C. 转速增加，C物比A物先滑动D. 转速增加，A物比B物先滑动【分析】A、B、C三个物体放在匀速转动的水平转台上，随转台做匀速圆周运动，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析物体受到的静摩擦力大小. 当物体所受的静摩擦力达到最大值时开始滑动.根据产生离心运动的条件分析哪个物体先滑动. 【解答】解：A、三物都未滑动时，角速度相同，根据向心加速度公式a=w2r, 知a*r,故C的向心加速度最大.故A正确；B、三个物体的角速度相同，设角速度为co,则三个物体受到的静摩擦力分别为：f A=2m w2R,f B=m o 2R, f c=m o 2?2R=2mo 2R.所以物体B受到的摩擦力最小，故B正确；CD物体恰好不滑动时，最大静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：2u mg=m2r故三个物体中，物体C的静摩擦力先达到最大值，最先滑动起来；AB同时滑动.故C正确，D错误.本题选择错误的是，故选：D.【点评】本题关键要抓住静摩擦力提供向心力，比较静摩擦力和向心加速度时要抓住三个物体的角速度相等进行比较.8. （2017?大连学业考试）如图所示，用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，小球所受向心力是（）A. 小球的重力B.细绳对小球的拉力C. 小球所受重力与拉力的合力D.以上说法都不正确【分析】先对小球进行运动分析，做匀速圆周运动，再找出合力的方向，合力提供向心力，进一步对小球受力分析.【解答】解：小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图小球受重力、和绳子的拉力，靠两个力的合力提供向心力，故C正确故选：C【点评】向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供.注意向心力不是物体所受到的力.9. （2017?普陀区一模）如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A. f的方向总是指向圆心B. 圆盘匀速转动时f=0C•在物体与轴0的距离一定的条件下，f跟圆盘转动的角速度成正比D. 在转速一定的条件下，f跟物体到轴0的距离成正比【分析】木块P随圆盘一起绕过0点的竖直轴匀速转动，做匀速圆周运动，P受到的静摩擦力提供向心力，根据向心力公式研究静摩擦力方向，及大小与半径、角速度的关系. 【解答】解：A、P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，若圆盘匀速转动，P受到的静摩擦力f 提供向心力，沿P0方向指向圆心.若圆盘变速运动，f不指向圆心，故A错误.B、木块P随圆盘一起绕过0点的竖直轴匀速转动，做匀速圆周运动，P受到的静摩擦力提供向心力，P受到的静摩擦力不可能为零.故B错误.C、由f=m w2r得，在P点到0点的距离一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小跟圆盘匀速转动的角速度的平方成正比.故C错误.D、根据向心力公式得到f=m （2 n n 2r，转速n —定时，f与r成正比，即P受到的静摩擦力的大小跟P点到0点的距离成正比.故D正确.故选：D【点评】本题中由静摩擦力提供木块所需要的向心力，运用控制变量法研究f与其他量的关系.10. （2017?甘肃一模）利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面，如图，用两根长为L的细线系一质量为m的小球，两线上端系于水平横杆上，A、B两点相距也为L,若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则小球运动到最低点时，每根线承受的张力为（）A. 2 :mg B . 3mg C. 2.5mg D.【分析】小球恰能过最高点的临界情况是重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最小速度，再根据动能定理求出最低点的速度，根据牛顿第二定律求出绳子的张力.mg入怎L斗砂2二-^-皿v[ 2②联立①②③得，T=2 ；mg故A正确，B、C、D错误.故选：A.【点评】本题综合运用了动能定理和牛顿第二定律，知道细线拉着小球在竖直面内做圆周运动，最高点和最低点靠竖直方向上的合力提供向心力.11. （2017?临渭区一模）如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（）A. A球的角速度等于B球的角速度B. A球的线速度大于B球的线速度C. A球的运动周期小于B球的运动周期D. A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力【分析】分别对AB受力分析，可以发现它们都是重力和斜面的支持力的合力作为向心【解答】解：小球恰好过最高点时有:mg根据动能定理得,由牛顿第二定律得:力，并且它们的质量相等，所以向心力的大小也相等，再根据线速度、力卩速度和周期的公式可以做出判断.【解答】解：A、如右图所示，小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动. 由于A和B的质量相同，小球A和B在两处的合力相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的.根据F=mo 2r可知，由于球A运动的半径大于B 球的半径，F和m相同时，半径大的角速度小，故A错误；B、再由向心力的计算公式F=m‘一，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和Tm相同时，半径大的线速度大，所以B正确.C、由周期公式T黄，所以球A的运动周期大于球B的运动周期，故C错误.D、由A的分析可知，球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，所以D错误.【点评】对物体受力分析是解题的关键，通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系，它们的质量相同，向心力的大小也相同，本题能很好的考查学生分析问题的能力，是道好题.12. （2017?可北一模）两个质量分别为2m和m的小木块a和b （可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴00的距离为L，b与转轴的距离为2L，a、b之间用长为L的强度足够大的轻绳相连，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，开始时轻绳刚好伸直但无张力，用①表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）°\ a b■ I~~IVA. a比b先达到最大静摩擦力B. a、b所受的摩擦力始终相等C "J是b开始滑动的临界角速度D•当①二」时，a所受摩擦力的大小为【分析】木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定.当圆盘转速增大时，提供的静摩擦力随之而增大.当需要的向心力大于最大静摩擦力时，物体开始滑动.因此是否滑动与质量无关，是由半径大小决定. 【解答】解：A、木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=m w2r，m、3相等，f x r，所以当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，故A错误；B、在B的摩擦力没有达到最大前，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=m w2r，a和b的质量分别是2m和m，而a与转轴00的距离为L，b与转轴的距离为2L，所以开始时a和b受到的摩擦力是相等的.当b受到的静摩擦力达到最大后，b受到的摩擦力与绳子的拉力的和提供向心力，即：kmg+F=n3 2?2L••①而a的受力：fF=2n3 2L••②联立得：f' =4n?L - kmg ••③可知二者受到的摩擦力不一定相等.故B错误；C、当b刚要滑动时，有2kmg+kmg=2n3 2L+m w 2?2L，解得：3二二二，故C错误;___ V 4LD、当3= 量‘时，a 所受摩擦力的大小为：\ 3L二4皿舖先―加旷饰-歩厂匚一1:陛='“晋.故D正确.故选：D【点评】本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答.13. （2017?浙江模拟）如图所示，摩天轮是日常生活中典型的匀速圆周运动实例, 若将摩天轮箱体及其中乘客视作质点，则下列说法正确的是（）A. 某时刻所有乘客运动的线速度都相同B. 某时刻所有乘客运动的加速度都相同C•某一乘客分别经过最高点和最低点时，所受的合外力大小相等D.某一乘客分别经过最高点和最低点时，受到箱体作用力大小相等【分析】线速度、加速度、向心力、角速度都是矢量，据此可判断AB选项，在匀速圆周运动中合外力提供向心力，根据向心力公式可解答CD选项.【解答】解：A、线速度是矢量，摩天轮做匀速圆周运动，线速度的方向时刻改变，每一时刻的线速度都不相同，故A选项错误；B、加速度是矢量，摩天轮做匀速圆周运动，加速度时刻在改变，故B选项错误;2C、摩天轮做匀速圆周运动，合外力提供向心力，由F向二晋一知，R、V不变，向心力不变，合外力不变，故C选项正确；2D、箱体所受作用力等于箱体对乘客的弹力，在最高点箱体所受弹力：n ..，K2在最低点箱体所受弹力：.所以乘客分别经过最高点和最低点时，受到箱体作用力大小不相等，故D选项错误.故选：C.【点评】了解标量和矢量的区别，即矢量既有大小也有方向，标量只有大小没有方向，理清一对作用力和反作用力的关系，明确向心力的来源并正确受力分析是解答此题的关键.14. （2017?道里区校级一模）水流星”是在一根彩绳一端，系一只玻璃碗，内盛彩色水，演员甩绳舞弄，晶莹的玻璃碗飞快的旋转飞舞，在竖直面内做圆周运动，而碗中之水不洒点滴；下列说法正确的是（）A. 水流星到最高点时，水对碗底的压力一定为零B. 水流星到最高点时，水流星的速度可以为零C. 若水流星转动时能经过圆周最高点，则在最高点和最低点绳子对碗拉力之差 随转动线速度增大而增大D. 若水流星转动时能经过圆周最高点，则在最高点和最低点碗对水弹力之差与 绳长无关【分析】当在最高点水对桶底无压力时，根据牛顿第二定律求出临界的最小速度， 最小速度为i -；在最高点和最低点根据向心力公式求出最高点和最低点的绳 子拉力，再根据动能定理得出最低点和最高点速度关系，即可求出拉力差.【解答】解：A 水流星到最高点时，水对碗底的压力大于或等于0，当匸丿门时, 水对碗底的压力为0;当时，水对碗底的压力大于0,故A 错误;B 、水流星在最高点的最小速度为.-：，故B 错误;CD 设最低点速度为“最高点速度为七根据向心力公式，有：△ F=6mg 与绳长无关，故C 错误，D正确;故选：D【点评】解决本题的关键搞清做圆周运动向心力的来源， 运用牛顿第二定律进行 求解. 15. (2017?自贡模拟)如图所示，半径为R,内径很小的光滑半圆管道竖直放置， 质量为m 的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P 时，对管壁的压力为0.5mg ，贝U( ) 联立①②③得:…——二③。