2018-2019学年鲁科版必修2 向心力与向心加速度 作业
- 格式:doc
- 大小:340.50 KB
- 文档页数:7
向心力与向心加速度1. (多选)下列说法中正确的是()CDA.匀速圆周运动是一种匀速运动B.因为物体做圆周运动,所以才产生向心力C.因为总有指向圆心的外力存在,所以才迫使物体不断改变运动速度方向而做圆周运动D.因为向心力的方向总与线速度方向垂直,所以向心力对做圆周运动的物体不做功2.匀速圆周运动属于()DA.匀速运动B.匀加速运动C.加速度不变的曲线运动D.变加速度的曲线运动3. (多选)下列关于物体运动的说法正确的是()CDA.物体在恒力作用下,一定做直线运动B.做匀速圆周运动的物体可能处于平衡状态C.物体在变力作用下有可能做匀速圆周运动D.物体在恒力作用下不可能做匀速圆周运动4.在光滑的水平面上,用长为L的细线栓一质量为m的小球,以角速度ω作匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )CA L、ω不变,m越小线越易被拉断B m、ω不变,L越小线越易被拉断C m、L不变,ω越大线越易被拉断D m不变,L减半且角速度加倍时,线的拉力不变5.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,物体所受的向心力是BA 重力B 弹力C 静摩擦力D 滑动摩擦力6.放在水平转台上的物块随转台一起匀速转动,关于物块的受力情况,下列说法正确的是CA.只受重力与支持力Array B.受重力、支持力及向心力C.受重力、支持力及摩擦力D.受重力、支持力、摩擦力及向心力7.如图所示,为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆,关于摆球A的受力情况,下列说法中正确的是: ( )CA.摆球A受重力、拉力和向心力的作用B.摆球A受拉力和向心力的作用C.摆球A受拉力和重力的作用D.摆球A受重力和向心力的作用8.如图所示,将质量相同的两小球用长分别为L 1、L 2(L 1大于L 2)的轻绳系于等高处的两点O 、O ´,现将两小球拉至轻绳在水平位置处由静止释放,当它们运动到最低点时( )DA 、两小球的速度大小相等B 、两小球的角速度大小相等C 、两小球的向心加速度不相同D 、两小球对轻绳的拉力大小相等9、(多选)如图所示,两带孔物体A 、B 的质量分别是m A 和m B ,套在光滑水平杆上用线相连,当水平杆绕OO ′轴匀速转动时,A 、B 两物体恰相对于杆静止,若OA=3OB ,下列说法中正确的是 ( )BDA 物体A 和B 的向心加速度相等B 物体A 和B 受到的向心力大小相等、方向相反C m B <m AD m B =3m A10、甲、乙两物体都在做匀速圆周运动,比较以下各情况下两个物体的向心加速度的大小?(1) 它们的线速度相等,乙的半径小,则a 甲 a 乙; (2) 它们的周期相等,甲的半径大,则a 甲 a 乙;(3)它们的角速度相等,乙的线速度小,则a 甲 a 乙;(4) 它们的线速度相等,在相同时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙大,则a 甲 a 乙。
第2节《向心力与向心加速度》每课一练R1.关于匀速圆周运动的说法,以下说法正确的是( )A.因为rv a 2=,所以向心加速度与半径成反比 B.因为a =ω2r , 所以向心加速度与半径成正比C.因为rv =ω,所以角速度与半径成反比 D.因为ω=2πn , 所以角速度与转速成正比2.摆角为θ的圆锥摆所受的向心力大小是( )A.mgB.mg sin θC.mg cos θD.mg tan θ3.如图所示,一轻杆一端固定一质量为m 的小球,以另一端O 为圆心,使小球在竖直面内做圆周运动.以下说法正确的是( )A.小球过最高点时,杆受力可以是零B.小球过最高点时的最小速率为rgC.小球过最高点时,杆对球的作用力可以竖直向上,此时球受到的重力一定大于杆对球的作用力D.小球过最高点时,杆对球的作用力一定竖直向下4.关于向心力的说法正确的是( )A.物体受到向心力的作用才可能做匀速圆周运动B.向心力是指向圆心的力,是根据作用效果命名的C.向心力可以是物体受到的几个力的合力,也可以是某个实际的力或几个力的分力D.向心力的作用是改变物体速度的方向,不可能改变物体的速率5.质量为m 的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中,如果由于摩擦力的作用使木块的速率保持不变,那么( )A.因为速度大小不变,所以木块的加速度为零B.木块下滑过程中所受的合力越来越大C.木块下滑过程中,加速度大小不变,方向始终指向球心D.木块下滑过程中,摩擦力大小始终不变6.圆形轨道竖直放置,质量为m 的小球经过轨道内侧最高点而不脱离轨道的最小速率为v .现在使小球以2v 的速率通过轨道最高点内侧,那么它对轨道的压力大小为( )A.0B.mgC.3mgD.5mg7.有一圆锥摆,其摆线所能承受的拉力是有一定限度的.在摆球质量m 一定,且保持摆角θ不变时,下面说法正确的是( )A.角速度一定,摆线越长越容易断B.角速度一定,摆线越短越容易断C.线速度一定,摆线越长越容易断D.线速度一定,摆线越短越容易断参考答案:1.D2.D3.AC4.ABCD5.C6.C7。
《向心力与向心加速度》每课一练W一、选择题1.下列说法中正确的是A.匀速圆周运动是一种匀速运动B.匀速圆周运动是一种匀变速运动C.匀速圆周运动是一种变加速运动D.物体做圆周运动时其向心力垂直于速度方向,不改变线速度的大小2.汽车以某一速度顺利通过拱桥顶时,下列说法中正确的是A.汽车的向心力就是它所受的重力B.汽车向心力是它所受的重力和支持力的合力,方向指向圆心C.汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用D.以上均不正确3.关于匀速圆周运动的向心加速度,以下说法中正确的是A.总是与向心力的方向相同,指向圆心且大小不变B.总是跟速度的方向垂直,方向时刻在变C.与线速度成正比D.与角速度成正比4.关于匀速圆周运动的向心力,下列说法中正确的是A.匀速圆周运动中向心力是恒力B.匀速圆周运动的向心力是大小不变、方向变化的变力C.匀速圆周运动的向心力的功率是零D.匀速圆周运动的向心力一定是物体受到的合力5.如图所示,A、B、C三个物体放在水平旋转的圆盘上,三物体与转盘的动摩擦因数均为μ,A的质量是2m,B和C的质量均为m,A、B离轴距离为R,C离轴2R.若三物体相对盘静止,则下列说法中正确的是(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)A.每个物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用B.C的向心加速度最大C.B的摩擦力最小D.当圆台转速增大时,C比B先滑动,A和B同时滑动6.如图所示,两个啮合的齿轮,其中小齿轮半径为10 cm,大齿轮半径为20 cm,大轮中C 点离圆心O2的距离为10 cm,A、B两点分别为两个齿轮边缘上的点.则A、B、C三点的A.线速度之比是1∶1∶1B.角速度之比是1∶1∶1C.向心加速度之比是4∶2∶1D.转动周期之比是2∶1∶1二、非选择题7.甲、乙两物体做匀速圆周运动,其质量比是1∶2,运动的轨道半径之比是1∶2,在相等的时间里甲转了4圈,乙转了3圈.则它们所受向心力之比是_______.8.一个做匀速圆周运动的物体若角速度不变,其半径变为原来的4倍,则所需的向心力比原来增加了60 N,物体原来所需的向心力是_______N.9.如左下图所示,杆的末端有一个小物体,小物体在竖直方向做匀速圆周运动,当物体处于最高点A和最低点B处时所受到的向心力的大小关系是_______,方向关系是_______.B B10.如右上图所示,轻绳末端系一小球,小球的质量为m,小球在竖直面内做圆周运动,当小球运动到最低点B处时的速度为v.假设绳长为L,则此时绳的拉力为多少?答案:1、B,2、CD,3、AB,4、BCD,5、BC,6、C,7、4∶98、209、相等相反10、mg+mv2/L。
2018-2019学年鲁科版高中物理必修二4.2向心力与向心加速度检测题一、单选题1.如图所示,在倾斜角为θ的光滑斜面上,有一长为l的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使恰好能在斜面上做完整的做圆周运动,下列说法正确的是()A. 小球通过最高点A时的速度v A=B. 小球通过最高点A时的速度v A=C. 小球通过最高点A时的速度v A=0D. 小球通过最高点A时,细线对小球的拉力T=mgsinθ2.如图所示,一质量为M、倾角为θ的斜面体置于水平地面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上.现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小木块上,拉力在以斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和小木块始终保持静止状态,下列说法中正确的是()A. 小木块受到斜面的最大摩擦力为+(mgsinθ)2B. 小木块受到斜面的最大摩擦力为F﹣mg sin θC. 斜面体受到水平地面的最大摩擦力为FD. 斜面体受到水平地面的最大摩擦力为F cos θ3.随着路面上汽车越来越多,超速等违章驾驶行为导致的交通事故也呈逐年增加的趋势,造成了许多人间悲剧.汽车在弯道上速度过大极易冲出路面,酿成车毁人亡的重大事故!若汽车在水平路面上以速率v转弯,路面对车的摩擦力已达到最大值.当汽车的速率加大到2v时,要使车在路面转弯时仍不打滑,汽车的转弯半径应至少要()A. 增大到原来的二倍B. 减小到原来的一半C. 增大到原来的四倍D. 减小到原来的四分之一4.如图所示,一质量为m的汽车保持恒定的速率运动,若通过凸形路面最高处时对路面的压力为F1,通过凹形路面最低处时对路面的压力为F2,则()A. F1>mgB. F1=mgC. F2>mgD. F2=mg5.关于向心力的说法,正确的是()A. 物体由于做匀速圆周运动而产生了一个向心力B. 做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的C. 做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D. 向心力不改变圆周运动物体的速度6.如图是滚筒洗衣机滚筒的内部结构,内筒壁上有很多光滑的突起和小孔,洗衣机脱水时,衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动,abcd分别为一件小衣物(可理想化为质点)随滚筒转动过程中经过的四个位置.a为最高位置,c为最低位置,b、d与滚筒圆心等高.下列说法中正确的是()A. 衣物在四个位置加速度相同B. 衣物转到c位置时的脱水效果最好C. 衣物对滚筒壁的压力在a位置比在c位置的大D. 衣物在b位置受到的摩擦力和在d位置受到的摩擦力方向相反7.如图所示,两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球,细线的上端系于O点;设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动,已知L1跟竖直方向的夹角为60°,L2跟竖直方向的夹角为30°,下列说法正确的是()A. 细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为1:B. 小球m1和m2的角速度大小之比为:1C. 小球m1和m2的线速度大小之比为3 :1D. 小球m1和m2的向心力大小之比为3:18.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力说法中正确的是()A. 物体所受的合外力提供向心力B. 向心力是一个恒力C. 向心力的大小一直在变化D. 向心力是物体受到的指向圆心的力9.赛车在倾斜的轨道上转弯如图所示,弯道的倾角为θ,半径为r,则赛车完全不靠摩擦力转弯的速率是(设转弯半径水平)()A. B. C. D.10.如图所示,将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起,上端固定,使摆球在水平面内做匀速圆周运动,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆.关于摆球A的受力情况,下列说法中正确的是()A. 摆球受重力、拉力和向心力的作用B. 摆球受拉力和向心力的作用C. 摆球受重力和拉力的作用D. 摆球受重力和向心力的作用二、多选题11.全国铁路正式实施第六次大面积提速,时速达到200公里以上,其中京哈、京沪、京广、胶济等提速干线部分区段可达到时速250公里,将在更大范围、更高层次优化运力资源配置,充分挖掘运输潜力,提高铁路运输能力,对于缓解铁路“瓶颈”制约、适应经济社会持续快速发展需要,更好地满足人民群众运输需求,将发挥积极的作用.为了适应提速的要求,下列说法正确的是()A. 机车的功率可保持不变B. 机车的功率必须增大C. 铁路转弯处的路基坡度应加大D. 铁路转弯半径应增大12.小球m用长为L的悬线固定在O点,在O点正下方处有一光滑圆钉C(如图所示).今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放,当悬线竖直状态且与钉相碰时()A. 小球的速度突然增大B. 小球的向心加速度突然增大C. 小球的向心加速度不变D. 悬线的拉力突然增大13.如图所示,长为l的悬线固定在O点,在O点正下方的C点处有一钉子.把一端悬挂的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球摆到悬点正下方悬线碰到钉子时,此时小球()A. 线速度突然增大B. 角速度保持不变C. 向心加速度突然增大D. 悬线拉力突然增大三、综合题14.如图所示,两绳系一质量为m=0.1kg的小球,上面绳长L=2m,两端都拉直时与轴的夹角分别为30°与45°,问:(1)球的角速度在什么范围内,两绳始终张紧?(2)当角速度为3rad/s时,上、下两绳拉力分别为多大?15.如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力为零).物块和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍.求:(1)当转盘的角速度ω1= 时,细绳的拉力F1;(2)当转盘的角速度ω2= 时,细绳的拉力F2.答案解析部分一、单选题1.【答案】A2.【答案】C3.【答案】C4.【答案】C5.【答案】C6.【答案】B7.【答案】D8.【答案】A9.【答案】C10.【答案】C二、多选题11.【答案】B,C,D12.【答案】B,D13.【答案】C,D三、综合题14.【答案】(1)解:当AC绳拉直但没有力时,即F T1=0时,由重力和绳BC的拉力F T2的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mgtan45°=m其中:r=l•sin30°解得:ωmax=3.16 rad/s当F T2恰为零时,根据牛顿第二定律,有:mgtan30°=m解得:ωmin=2.4 rad/s所以当2.4 rad/s<ω<3.16 rad/s时两绳均张紧.答:小球的角速度在2.4 rad/s<ω<3.16 rad/s范围内两绳均张紧;(2)解:当ω=3 rad/s时,两绳均处于张紧状态,此时小球受F T1、F T2、mg三力作用,正交分解后可得:水平方向:F T1sin30°+F T2sin45°=mlsin30°ω2竖直方向:F T1cos30°+F T2cos45°=mg代入数据后解得:F T1=0.27 NF T2=1.09 N答:当ω=3rad/s时,AC绳拉力为0.27N,BC绳拉力1.09N.15.【答案】(1)解:设角速度为ω0时,物块所受静摩擦力为最大静摩擦力,有:解得:,由于ω1= <ω0,绳子未被拉紧,此时静摩擦力未达到最大值,F1=0.答:当转盘的角速度ω1= 时,细绳的拉力为0;(2)解:由于,故绳被拉紧,根据牛顿第二定律得:F2+μmg=mrω22解得:F2= .答:当转盘的角速度ω2= 时,细绳的拉力为。
第2节向心力与向心加速度1.下列说法中正确的是()A.匀速圆周运动是一种匀速运动B.因为物体做圆周运动,所以才产生向心力C.因为总有指向圆心的外力存在,所以才迫使物体不断改变运动速度方向而做圆周运动D.因为向心力的方向总与线速度方向垂直,所以向心力对做圆周运动的物体不做功解析:本题考查圆周运动的基本知识,做匀速圆周运动的物体,它的向心力的大小不变,方向每时每刻都在发生变化,所以做匀速圆周运动的物体的加速度不是一定的,匀速圆周运动是一种变速运动,A错.因为有向心力的存在,所以物体才做圆周运动,因果关系要弄清楚,B错误,C正确.做匀速圆周运动的物体,向心力的方向时刻与速度的方向垂直,所以向心力不做功,但对于做变速圆周运动的物体来说,物体受到的合外力不是指向圆心,除了在圆心方向有一个加速度外,在切线方向还有一个加速度,这个加速度对应的切向力要对物体做功,但向心力不做功,D正确.答案:CD2.匀速圆周运动属于()A.匀速运动B.匀加速运动C.加速度不变的曲线运动D.变加速度的曲线运动解析:物体做匀速圆周运动时,速度的大小不变,方向时刻发生变化,所以做匀速圆周运动的物体具有加速度,而且对于做匀速圆周运动的物体来说,加速度的大小不变,方向每时每刻都发生变化,所以匀速圆周运动是变加速度的曲线运动,D正确,A、B、C错误.答案:D3.下列关于物体运动的说法正确的是()A.物体在恒力作用下,一定做直线运动B.做匀速圆周运动的物体可能处于平衡状态C.物体在变力作用下有可能做匀速圆周运动D.物体在恒力作用下不可能做匀速圆周运动解析:物体在恒力作用下,不一定做直线运动,比如说平抛运动,A错.做匀速圆周运动的物体,受到始终指向圆心的作用力,这个作用力充当物体做圆周运动的向心力,只要受到的合外力不等于零,则不能说物体处于平衡状态,B错.做匀速圆周运动的物体受到的力的大小虽然不变,但方向时刻发生变化,所以是变力,C正确.同样的道理,物体在大小和方向均不变的恒力作用下不可能做匀速圆周运动,D正确.答案:CD4.如图4-2-1所示,一圆盘可绕通过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一小木块A.它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动,如图所示.则关于木块A的受力,下列说法正确的是()图4-2-1A.木块A受重力、支持力、静摩擦力和向心力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解析:由于圆盘上的木块A 在竖直方向上没有加速度,所以,它在竖直方向上受重力和支持力作用而平衡.而木块在水平面内做匀速圆周运动,其所需向心力由摩擦力提供,且静摩擦力的方向指向圆心O.答案:C5.关于质点做匀速圆周运动的下列说法中正确的是( )A.由a=rv 2知,a 与r 成反比 B.由a=ω2r 知,a 与r 成正比C.由ω=rv 知,ω与r 成反比 D.由ω=2πn 知,角速度与转速n 成正比解析:我们在说某一物理量与另外的物理量之间的关系时,应该保证其中的一个量不变,说明这个物理量与其他物理量是正比或反比的关系,否则,没有前提条件,各物理量之间的关系是不能成立的.由公式a=rv 2得a 与r 成反比的前提条件是在v 不变时,同理,由公式a=ω2r 得a 与r 成正比的前提条件是ω不变,由公式ω=rv 得ω与r 成反比的前提条件是v 不变时,所以A 、B 、C 三个选项均错.由ω=2πn 知,角速度与转速n 成正比,这种说法是正确的,因为在公式ω=2πn 中,2π是一个常数,D 正确.答案:D6.关于向心加速度的物理意义,下列说法正确的是( )A.它描述的是线速度方向变化的快慢B.它描述的是线速度的大小变化的快慢C.它描述的是角速度变化的快慢D.匀速圆周运动的向心加速度是恒定不变的解析:向心加速度的方向和线速度的方向垂直,因此它只描述线速度方向变化的快慢,对于匀速圆周运动,角速度是不变化的,而向心加速度仍然存在,可见向心加速度不是描述角速度变化的物理量.向心加速度的方向总是指向圆心,所以加速度方向时刻改变,故向心加速度不是恒定不变的.答案:A7.质量相等的A 、B 两质点分别做匀速圆周运动,若在相等的时间内通过的弧长之比为2∶3,而转过的角度之比为3∶2,则A 、B 两质点周期之比T a ∶T b =_________,向心加速度之比a a ∶a b =_________.解析:A 、B 两质点分别做匀速圆周运动,在相等的时间内通过的弧长之比2∶3,根据v=ts可知A 、B 两质点的线速度的大小之比为:v 1∶v 2=2∶3;又A 、B 两质点在相等的时间内转过的角度之比为3∶2,根据ω=t可知,A 、B 两质点的角速度的大小之比为:ωa ∶ωb =3∶2,又周期和角速度成反比,A 、B 两质点周期之比:T a ∶T b =ωb ∶ωa =2∶3.因为向心加速度a=ω2r=v 2/r=v ω,所以a a ∶a b =v a ωa ∶v b ωb =1∶1.答案:2∶3 1∶18.如图4-2-2所示,半径为R 的洗衣筒,绕竖直中心轴OO′转动,小橡皮块a 靠在圆筒内壁上,它与圆筒的动摩擦因数为μ.现要使a 不下落.则圆筒转动的角速度ω至少为__________.图4-2-2解析:对于小橡皮块,刚好不下落,则可得到水平方向和竖直方向上物体运动的方程,竖直方向上:mg=μF N ,水平方向上:F N =m ω2R ,联立得:ω=uRg . 答案:uRg。
向心力与向心加速度1.关于向心加速度,下列说法正确的是( ) A .向心加速度是描述线速度变化的物理量B .向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小C .向心加速度大小恒定,方向时刻改变D .向心加速度的大小也可用a =t v v t来计算 2.一物体做匀速圆周运动,关于向心加速度和向心力说法正确的是( ) A .向心加速度大小不变,所以匀速圆周运动是匀变速曲线运动 B .向心加速度方向可以与向心力不同C .向心力是物体维持匀速圆周运动的条件,施力物是物体本身D .向心力产生向心加速度,使物体运动方向不断变化变化3.公交车驾驶员若突然说“请门口乘客往后面移动”,可能是在提醒注意扒手;若在到达路口转弯前说 “前方车辆转弯,请您拉好扶手”。
其目的是( ) A .提醒乘客拉好扶手,以免车辆转弯时可能向前倾倒B .提醒乘客拉好扶手,以免车辆转弯时可能向后倾倒C .提醒乘客拉好扶手,以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒D .提醒乘客拉好扶手,以免车辆转弯时可能向转弯的内侧倾倒 4.甲,乙两物体都做匀速圆周运动,若m 甲:m 乙=1:2,R 甲:R 乙=1:2,T甲:T 乙=3:4,则它们所需的向心力F 甲:F 乙应为( )A .1::4B .2:3C .4:9D .9:165.如图所示为水上摩天轮的照片.假如乘客在轿箱中,随转轮始终不停地匀速转动,环绕一周需18分钟.试判断下列关于轿箱中乘客的说法正确的是( ) A .乘客受到的合外力为零 B .乘客在乘坐过程中速度保持不变 C .乘客对座椅的压力大小不变D .从最低点到最高点的过程中,乘客先超重后失重6).关于匀速圆周运动的向心力,下列说法正确的是( ) A .向心力是根据力的效果命名的 B .向心力的效果是改变质点的线速度大小C.对稳定的圆周运动,向心力是一个恒力D.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中的一个力或一个力的分力7).如图所示的皮带传动装置,主动轮1的半径与从动轮2的半径之比R1∶R2= 2∶1,A、B分别是两轮边缘上的点,假设皮带不打滑,则下列说法正确的是()A.A、B两点的线速度之比为v A∶v B= 1∶2 B.A、B两点的角速度之比为ωA∶ωB= 1∶2 C.A、B两点的加速度之比为a A∶a B= 1∶2 D.A、B两点的加速度之比为a A∶a B= 2∶1 AB8).用细线拴一个小球,在光滑水平面上作匀速圆周运动,下列说法中正确的是()A.小球线速度大小一定时,线越长越容易断B.小球线速度大小一定时,线越短越容易断C.小球角速度一定时,线越长越容易断D.小球角速度一定时,线越短越容易断9.一只电子钟的时针和分针的长度之比为2:3,角速度之比为,时针和分针针端的线速度之比为,向心加速度之比为。
向心力与向心加速度同步练习11 .下列说法正确的是( ) A .匀速圆周运动是一种匀速运动 B .匀速圆周运动是一种匀变速运动C .匀速圆周运动是一种变加速运动D .物体做圆周运动时其向心力垂直于速度方向,不改变线速度的大小 2 .如图5所示为质点P 、Q 做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图线.表示质点P 的图线是双曲线,表示质点Q 的图线是过原点的一条直线.由图线可知( )A .质点P 的线速度大小不变B .质点P 的角速度大小不变C .质点Q 的角速度不变D .质点Q 的线速度大小不变3.下列关于向心加速度说法正确的是( ) A 加速度越大,物体速率变化越快; B.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的 C 向心加速度的方向始终与速度方向垂直; D 在匀速圆周运动中向心加速度是恒量。
4.于向心加速度的物理意义,下列说法正确的是( ) A 它描述的是线速度方向变化的快慢B.它描述的是期变化快慢 C 它是线速度大小变化的快慢D.它描述的是角速度变化的快慢5.甲.乙两物体都做圆周运动, 甲球的轨道半径是乙的两倍,1min 内甲球转动的次数是乙 二分之一,则两球的加速度之比为( ) A1:1 B1:2 C2:3 D 2:11 2 3 4 5 6 O ap PQ6. 如图所示传送装置中,三个轮的半径分别为R ,2R ,4R ;则图中A ,B ,C 各点的线速度之比为 ;角速度之比为 ;加速度之比为 。
7.如上图所示圆弧轨道AB 是在竖直平面内的1/4圆周,在B 点的轨道的切线是水平的,一质点自A 点从静止开始下滑,不计滑块与轨道间的摩擦和空气阻力,则质点刚要达到B 点时的加速度是多大?滑过B 点后的加速度是多大?(质点在B 点的速度为v 2=2gR)8.在某旋转餐厅,餐桌离转轴中心约20m ,转动一周的时间为1h ,请通过估算,说明就餐的顾客为什么感觉不到向心力的作用。
9.长为L 0、质量不计的橡皮条,一端拴住一个质量为m 的小球,另一端固定在光滑水平台面上,现使小球在台面上做匀速圆周运动,角速度为ω,若橡皮条每伸长单位长度产生的弹力为f 0,求小球受到的拉力。
第节向心力与向心加速度【学业达标训练】.关于向心加速度,以下说法正确的是( ).它描述了角速度变化的快慢.它描述了线速度大小变化的快慢.它描述了线速度方向变化的快慢.公式只适用于匀速圆周运动.关于向心力的说法中,正确的是( ).物体由于做圆周运动而产生了一个向心力.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.做匀速圆周运动物体的向心力一定等于其所受的合外力.做匀速圆周运动物体的向心力是不变的.一质量为的小物块,由碗边滑向碗底,该碗的内表面是半径为的圆弧且粗糙程度不同,由于摩擦力的作用,物块的运动速率恰好保持不变,则( ).物块的加速度为零.物块所受合力为零.物块所受合力大小一定,方向改变.物块所受合力大小、方向均一定.(·哈尔滨高一检测)如图所示,天车下吊着两个质量都是的工件和,系的吊绳较短,系的吊绳较长,若天车匀速运动到某处突然停止,则该时刻两吊绳所受拉力、及两工件的加速度与的大小关系是()> <>.在电视上有一个“勇往直前”的节目,参加者要连续成功过几道障碍,先到达终点者获胜,其中有一种旋转障碍,要求参加者站在旋转的圆盘上,把球投入箱子里,假设参加者与圆盘间的动摩擦因数为,圆盘以. 的转速匀速转动,则参加者站在离圆盘的圆心多远的地方才能随圆盘一起转动?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力取 ,π)【素能综合检测】一、选择题(本题共小题,每小题分,共分.每小题至少一个选项正确). 物体做匀速圆周运动的条件是( ).有一定的初速度,且受到一个始终与初速度垂直的恒力作用.有一定的初速度,且受到一个大小不变,方向变化的力的作用.有一定的初速度,且受到一个方向始终指向圆心的力的作用.有一定的初速度,且受到一个大小不变,方向始终和速度垂直的合力作用.细绳一端系一物体,使物体绕另一端在光滑水平面上做匀速圆周运动,下列说法正确的是( ).线速度一定时,线长容易断.向心加速度一定时,线短容易断.角速度一定时,线短容易断.周期一定时,线长容易断.两个质量相同的小球,在同一水平面内做线速度相同的匀速圆周运动,如图所示,其中的半径比大,则下列说法正确的是( )的向心力比的大的向心力比的大的角速度大的角速度大.如图所示,在水平转动的圆盘上,两个完全一样的木块、一起随圆盘做匀速圆周运动,旋转的角速度。
学业分层测评(十六)
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.(多选)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是()
A.因向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,故向心力是一个恒力
B.因向心力指向圆心,且与线速度方向垂直,所以它不能改变线速度的大小
C.物体所受的合外力
D.向心力和向心加速度的方向都是不变的
【解析】做匀速圆周运动的物体所受的向心力是物体所受的合外力,由于指向圆心,且与线速度垂直,不能改变线速度的大小,只用来改变线速度的方向,向心力虽大小不变,但方向时刻改变,不是恒力,由此产生的向心加速度也是变化的,所以A、D错误,B、C正确.
【答案】BC
2.在水平冰面上,狗拉着雪橇做匀速圆周运动,O点为圆心.能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的选项是()
【导学号:01360127】
【解析】由于雪橇在冰面上滑动,故滑动摩擦力方向必与运动方向相反,即方向应为圆的切线方向,因做匀速圆周运动,合外力一定指向圆心,由此可知C正确.
【答案】 C
3.下列对圆锥摆的受力分析正确的是()
【解析】圆锥摆所需的向心力由合外力提供,方向指向圆周运动的圆心,
但向心力不是物体实际受到的力,圆锥摆的摆球受重力和绳的拉力作用,其合力提供向心力,只有选项D正确.
【答案】 D
4. (2016·揭阳高一检测)如图4-2-9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()
图4-2-9
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.物体所受弹力增大,摩擦力不变
D.物体所受弹力和摩擦力都减小了
【解析】物体受力如图所示,由牛顿第二定律得,水平方向N=mω2r,竖直方向f-mg=0,故当角速度增大时,物体所受弹力增大,摩擦力不变,选项C 正确.
【答案】 C
5.(多选)如图4-2-10所示,一小物块以大小为a=4 m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径R=1 m,则下列说法正确的是()
【导学号:01360128】
图4-2-10
A .小物块运动的角速度为2 rad/s
B .小物块做圆周运动的周期为π s
C .小物块在t =π4 s 内通过的位移大小为π20 m
D .小物块在π s 内通过的路程为零
【解析】 因为a =ω2R ,所以小物块运动的角速度为ω=a
R =2 rad/s ,周
期T =2πω=π s ,选项A 、B 正确;小物块在π4 s 内转过π2,通过的位移为 2 m ,在π s 内转过一周,通过的路程为2π m ,选项C 、D 错误.
【答案】 AB
6.如图4-2-11所示,两轮压紧,通过摩擦传动(不打滑),已知大轮半径是小轮半径的2倍,E 为大轮半径的中点,C 、D 分别是大轮和小轮边缘的一点,则E 、C 、D 三点向心加速度大小关系正确的是( )
图4-2-11
A .a C =a D =2a E
B .a
C =2a
D =2a
E C .a C =a D 2=2a E D .a C =a D 2=a E
【解析】 同轴转动,C 、E 两点的角速度相等,由a =ω2r ,有a C a E =2,即
a C =2a E ;两轮边缘点的线速度大小相等,由a =v 2r ,有a C a D =12,即a C =12a D ,故选C.
【答案】 C
7.如图4-2-12所示,质量为m 的木块从半径为R 的半球形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木块的速率不变,那么( )
图4-2-12
A .加速度为零
B .加速度恒定
C .加速度大小不变,方向时刻改变,但不一定指向圆心
D .加速度大小不变,方向时刻指向圆心
【解析】 由题意知,木块做匀速圆周运动,木块的加速度大小不变,方向时刻指向圆心,D 正确,A 、B 、C 错误.
【答案】 D
8.如图4-2-13所示,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:
【导学号:01360129】
图4-2-13
(1)链球的线速度;
(2)链球做圆周运动需要的向心力.
【解析】 (1)v =rω=2πr T =2π×1.51 m/s ≈9.42 m/s.
(2)根据向心力公式F =m v 2r
可得F =4×9.4221.5N =236.6 N.
【答案】 (1)9.42 m/s (2)236.6 N
[能力提升]
9.(2016·全国卷甲)
图4-2-14
小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P 球的质量大于Q 球的质
量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图4-2-14所示.将两球由静止释放.在各自轨迹的最低点,() A.P球的速度一定大于Q球的速度
B.P球的动能一定小于Q球的动能
C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
【解析】两球由静止释放到运动到轨迹最低点的过程中只有重力做功,机
械能守恒,取轨迹的最低点为零势能点,则由机械能守恒定律得mgL=1
2m v
2,v
=2gL,因L P<L Q,则v P<v Q,又m P>m Q,则两球的动能无法比较,选项A、B
错误;在最低点绳的拉力为F,则F-mg=m v2
L,则F=3mg,因m P>m Q,则F P>F Q,
选项C正确;向心加速度a=F-mg
m=2g,选项D错误.
【答案】 C
10.如图4-2-15所示,两轮用皮带传动,皮带不打滑,图中轮上有A、B、C三点,这三点所在处的半径r A>r B=r C,则这三点的向心加速度a A、a B、a C的关系是()
【导学号:01360130】
图4-2-15
A.a A=a B=a C B.a C>a A>a B
C.a C<a A<a B D.a C=a B>a A
【解析】在题图中,A、B两点都在皮带上,线速度相等,即v A=v B,因
为r A>r B,a=v2
r,所以可得到:a A<a B;因为A、C在同一个轮子上,同一个轮
子上的点具有相同的角速度,因为r A>r C,ωA=ωC,所以a C<a A,综上所述,A、B、C三点的向心加速度的大小关系为:a C<a A<a B.
【答案】 C
11.飞机起飞时,飞行员处于超重状态,即飞行员对座位的压力大于他所受
的重力,这种现象叫过荷,这时会造成飞行员大脑贫血,四肢沉重,过荷过大时,飞行员还会暂时失明,甚至晕厥,飞行员可以通过加强训练来提高自己的抗荷能力,如图4-2-16所示是离心实验器的原理图,可以用离心实验器来研究过荷对人体的影响,测试人的抗荷能力.离心实验器转动时,被测试者做匀速圆周运动,若被测试者所受重力为G,现观察到图中的直线AB(即垂直于座位的直线)与水平杆成30°角。
求:
图4-2-16
(1)被测试者做匀速圆周运动时所需向心力多大?
(2)被测试者对座位的压力多大?
【解析】被测试者做匀速圆周运动所需的向心力由他受的重力和座位对他的支持力的合力提供,对其受力分析如图所示.
(1)做匀速圆周运动需要的向心力为:F向=G cot 30°=3G.
(2)座位对他的支持力为:F=G
sin 30°=2G,
由牛顿第三定律可知他对座位的压力大小也为2G.
【答案】(1)3G(2)2G
12.有一种叫“飞椅”的游乐项目,如图4-2-17所示.长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘.转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ.不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.
【导学号:01360131】
图4-2-17
【解析】对座椅受力分析,如图所示
y轴上,F cos θ=mg
x轴上,F sin θ=mω2(r+L sin θ)
则由以上两式得
tan θ=ω2(r+L sin θ)
g
因此ω=
g tan θ
r+L sin θ
.
【答案】ω=
g tan θr+L sin θ。