高一物理必修2 第二章2 圆周运动的向心力 课堂练习 Word版含解析

1.如图所示,小物块A与圆盘始终保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,下列有关A相对圆盘运动趋势的说法正确的是( )

A.沿切线方向 B.指向圆心 C.背离圆心

D.没有相对运动趋势

解析:选C.小物块随圆盘一起做匀速圆周运动需要沿半径指向圆心的向心力,提供向心力的只能是圆盘对小物块的静摩擦力.因此,小物块相对圆盘有背离圆心的运动趋势,选项C正确,其他选项均错.

2.如图所示,M能在水平光滑杆上自由滑动,滑杆连架装在转盘上.M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连.当转盘以角速度ω转动时,M离轴距离为r,且恰能保持稳定转动.当转盘转速增至原来的2倍,调整r使之达到新的稳定转动状态,则滑块M( )

A.所受向心力变为原来的4倍

1

B.线速度变为原来的

21

C.半径r变为原来的

2

1

D.M的角速度变为原来的

2

解析:选B.向心力为绳的拉力,而绳的拉力等于mg,故向心力不变;转速变为两倍,

1

ω变为原来的两倍;由F=mωv,线速度变为原来的;由F=mω2r,半径变为原来的1/4.

2

3.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

kgC.ω= 是b开始滑动的临界角速度

2l2kgD.当ω= 时,a所受摩擦力的大小为kmg

3l

解析:选AC.小木块a、b做圆周运动时,由静摩擦力提供向心力,即f=mω2R.当角速度增加时,静摩擦力增大,当增大到最大静摩擦力时,发生相对滑动,对木块a:

2

fa=mω2al,当fa=kmg时,kmg=mωal,ωa=

kg

; l

kg

,所以b先达到最大2l

静摩擦力,选项A正确;两木块滑动前转动的角速度相同,则fa=mω2l,fb=mω2·2l,fa

kg2kg

选项B错误;当ω= 时b刚开始滑动,选项C正确;当ω= 时,a没有滑动,

2l3l

2

则fa=mω2l=kmg,选项D错误.

3

4.如图所示,天车下吊着两个质量都是m的工件A和B,整体一起向左匀速运动,系A的吊绳较短,系B的吊绳较长,若天车运动到P处突然静止,则两吊绳所受拉力FA、FB的大小关系是( )

对木块b:fb=mω22l,当fb=kmg时,kmg=mω22l,ωb= b·b·

A.FA>FB>mg B.FA

解析:选A.当天车突然停止时,A、B两物体将做圆周运动,在最低点时,向心力由

v2v2

吊绳的拉力与重力的合力提供,即F-mg=m,故F=mg+m,所以有FA>FB>mg.

ll

5.一位链球运动员在水平面内旋转质量为4 kg的链球,链球每1 s转一圈,转动半径为1.5 m,求:

(1)链球的线速度;

(2)链球做圆周运动需要的向心力.

2π2πr

解析:(1)链球的角速度ω=,故线速度v=rω==3π m/s=9.42 m/s.

TTmv24×9.422

(2)根据向心力公式F=可得F= N=236.6 N.

r1.5

答案:(1)9.42 m/s (2)236.6 N

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