2018-2019学年高中物理 第五章 曲线运动 6 向心力学案 新人教版必修2

爱你一万年

解析 做匀速圆周运动的物体向心力大小恒定，方向总是指向圆心，是一个变力，A错；向心力只改变线速度方向，不改变线速度大小，B正确；只有做匀速圆周运动的物体其向心力是由物体所受合外力提供，C错；向心力与向心加速度的方向总是指向圆心，是时刻变化的，D错.

【考点】对向心力的理解 【题点】对向心力的理解

2.如图1，一水平圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一块橡皮，橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针).某段时间圆盘转速不断增大，但橡皮块仍相对圆盘静止，在这段时间内，关于橡皮块所受合力F的方向的四种表示(俯视图)中，正确的是( )

图1

答案 C

解析 橡皮块做加速圆周运动，合力不指向圆心，但一定指向圆周的内侧；由于做加速圆周运动，速度不断增加，故合力与速度的夹角小于90°，故选C. 【考点】变速圆周运动问题 【题点】变速圆周运动问题

3.洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附着在筒壁上，如图2所示，则此时( )

图2

A.衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用 B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的

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爱你一万年C.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而减小 D.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大 答案 A

解析 衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力三个力的作用，其中筒壁的弹力提供其做圆周运动的向心力，A正确，B错误；由于重力与静摩擦力保持平衡，所以摩擦力不随转速的变化而变化，C、D错误. 【考点】对向心力的理解 【题点】对向心力的理解

4.如图3所示，水平圆盘上叠放着两个物块A和B，当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时，物块与圆盘始终保持相对静止，则( )

图3

A.物块A不受摩擦力作用 B.物块B受5个力作用

C.当转速增大时，A所受摩擦力增大，B所受摩擦力减小 D.A对B的摩擦力方向沿半径指向转轴 答案 B

解析 物块A受到的摩擦力充当向心力，A错误；物块B受到重力、支持力、A对物块B的压力、A对物块B沿半径向外的静摩擦力和圆盘对物块B沿半径指向转轴的静摩擦力，共5个力的作用，B正确，D错误；当转速增大时，A、B所受摩擦力都增大，C错误. 【考点】向心力来源的分析

【题点】水平面内匀速圆周运动的向心力来源分析 考点二 向心力公式的应用

5.一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行，如图4所示，经过最低点时的速度为v，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，则它在最低点时受到的摩擦力为( )

图4

A.μmg

B.μmv2

R v2

C.μm(g＋)

R

v2

D.μm(g－)

R14

爱你一万年答案 C

v2v2

解析 在最低点由向心力公式得：FN－mg＝m，得FN＝mg＋m，又由摩擦力公式有Ff＝μFN

RRv2v2

＝μ(mg＋m)＝μm(g＋)，C选项正确.

RR【考点】向心力公式的简单应用

【题点】竖直面内圆周运动中的动力学问题

6.如图5所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面内做匀速圆周运动，以下物理量大小关系正确的是( )

图5

A.线速度vA＞vB B.角速度ωA＞ωB C.向心力FA＞FB D.向心加速度aA＞aB 答案 A

解析 设漏斗的顶角为2θ，则小球受到的合力为F合＝，

tanθ

mg

v2

由Fn＝F合＝＝mωr＝m＝man，知向心力FA＝FB，向心加速度aA＝aB，选项C、D错误；

tanθrmg2

因rA＞rB，又由于v＝【考点】圆锥摆类模型

grtanθ

和ω＝grtanθ

知vA＞vB、ωA＜ωB，故A对，B错误.

【题点】类圆锥摆的动力学问题分析

7.(多选)如图6所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动.若两球质量之比mA∶mB＝2∶1，那么关于

A、B两球的下列说法中正确的是( )

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图6

A.A、B两球受到的向心力之比为2∶1 C.A、B两球运动半径之比为1∶2 答案 BCD

解析 两球的向心力都由细绳的拉力提供，大小相等，两球都随杆一起转动，角速度相等，A错，B正确.设两球的运动半径分别为rA、rB，转动角速度为ω，则mArAω＝mBrBω，所以运动半径之比为rA∶rB＝1∶2，C正确.由牛顿第二定律F＝ma可知aA∶aB＝1∶2，D正确. 【考点】向心力公式的简单应用 【题点】水平面内圆周运动的动力学问题 考点三 圆周运动的临界问题

8.(多选)如图7所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的动摩擦因数相同.已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当转台旋转时，下列说法中正确的是( )

2

2

B.A、B两球角速度之比为1∶1 D.A、B两球向心加速度之比为1∶2

图7

A.若三个物体均未滑动，则C物体的向心加速度最大 B.若三个物体均未滑动，则B物体受的摩擦力最大 C.若转速增加，则A物体比B物体先滑动 D.若转速增加，则C物体最先滑动 答案 AD

解析 三物体都未滑动时，角速度相同，设角速度为ω，根据向心加速度公式an＝ωr，知

2

C的向心加速度最大，选项A正确；三个物体受到的静摩擦力分别为：FfA＝(2m)ω2R，FfB＝mω2R，FfC＝mω2(2R)，所以物体B受到的摩擦力最小，选项B错误；增加转速，可知C最先

达到最大静摩擦力，所以C最先滑动，A、B的临界角速度相等，可知A、B一起滑动，选项C错误，D正确.

【考点】水平面内的圆周运动的动力学分析 【题点】水平面内的圆周运动的动力学分析

9.(多选)如图8所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个

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