向心加速度及向心力测试题
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高一物理第二学期人教版(2019)必修二第六章圆周运动第3节向心加速度同步练习题▲不定项选择题1.关于向心加速度的物理意义,下列说法中正确的是()A.描述线速度的方向变化的快慢C.描述角速度变化的快慢B.描述线速度的大小变化的快慢D.描述向心力变化的快慢2.A、B、C三个物体放在旋转的水平圆台上,A的质量是2m,B、C质量各为m;C离轴心的距离是2r,A、B离轴心距离为r,当圆台匀速转动时,A、B、C都没发生滑动,则A、B、C三个物体的线速度、角速度、向心加速度和向心力的大小关系正确的是()A.ωA:ωB:ωC=1:1:2C.aA:aB:aC=2:2:1B.vA:vB:vC=1:1:1D.FA:FB:FC=2:1:23.一物体作匀速圆周运动,在其运动过程中,不发生变化的物理量是()A.线速度B.向心加速度C.合外力D.角速度4.在光滑的水平面上,一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动,小球运动的线速度为v,角速度为ω,则绳的拉力F大小为()v2A.rB.mω2rC.mω2r D.mv2r5.某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮,如图所示,其半径分别为r1、r2、r3,若甲轮匀速转动的角速度为ω,三个轮相互不打滑,则丙轮边缘上各点的向心加速度大小为()r12ω2A.r3r32ω2B.2r1r33ω2C.2r1r1r2ω2D.r36.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度大小逐渐减小.汽车转弯时的加速度方向,可能正确的是A.B.C.D.7.关于质点做匀速圆周运动的下列说法中,正确的是()A.由ω=2π可知,ω与T成反比TB.由a=ω2r可知,a与r成正比2vC.由v=ωr可知,ω与r成反比,v与r成正比D.由a=可知,a与r成反比r8.荡秋千是人们平时喜爱的一项休闲娱乐活动,如图所示,某同学正在荡秋千,A和B分别为运动过程中的最低点和最高点,若忽略空气阻力,则下列说法正确的是()A.在B位置时,该同学速度为零,处于平衡状态B.在A位置时,该同学处于超重状态C.在A位置时,该同学对秋千踏板的压力大于秋千踏板对该同学的支持力,处于超重状态D.由B到A过程中,该同学向心加速度逐渐增大9.如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。
高二物理向心力公式试题答案及解析1.如图所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球,两绳能承担的最大拉力均为2mg。
当AC和BC均拉直时∠ABC=90°,∠ACB=53°,BC=1m。
ABC能绕竖直轴AB匀速转动,因而C球在水平面内做匀速圆周运动。
当小球的线速度增大时,两绳均会被拉断,则最先被拉断那根绳及另一根绳被拉断时的速度分别为A.AC 5m/s B.BC 5m/s C.AC5.24m/s D.BC 5.24m/s【答案】B【解析】据题意,小球转动时向心力为:,此时设BC绳刚好拉断则拉力为:,此时AC绳拉力为:,即,说明BC绳先拉断;当AC绳拉断时,有,此时由于小球重力等于mg,则AC绳与水平方向夹角等于,有:,此时小球转动半径为:,即,故选项B正确。
【考点】本题考查向心力。
2.在水平路面上安全转弯的汽车,提供其向心力的是()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【答案】C【解析】向心力一定指向圆心,重力支持力合力为零,不提供向心力,故选项A错误;重力支持力牵引力的合力即为牵引力,沿切线,故不提供向心力,选项B错误;因汽车安全转弯,并未发生侧滑,故是静摩擦力提供向心力,故选项C正确,D错误。
【考点】汽车转弯向心力3.在匀速圆周运动中,下列关于向心加速度的说法,正确的是A.向心加速度的方向保持不变B.向心加速度是恒定的C.向心加速度的大小不断变化D.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直【答案】D【解析】向心加速度是矢量,在匀速圆周运动中,向心加速度的方向始终指向圆心,一直与速度的方向垂直,即方向一直在变化,大小不变,所以A、B、C错,D对。
【考点】向心加速度4.某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动 ( )A.半径越大,加速度越大B.半径越小,周期越大C.半径越大,角速度越小D.半径越小,线速度越小【答案】C【解析】电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,原子核对电子的库仑力提供向心力,由牛顿第二定律得于是可得,,,。
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。
6.3 向心加速度1.基础达标练一、单选题(本大题共10小题)1. 做匀速圆周运动的物体,一定不发生变化的物理量是( )A. 速率B. 速度C. 合力D. 加速度【答案】A【解析】解:做匀速圆周运动的物体,一定不发生变化的物理量是速率,速度、合力、加速度的方向都时刻改变,故A正确,BCD错误;故选:A。
本题根据匀速圆周运动的物理量特征,结合选项,即可解答。
本题解题关键是掌握匀速圆周运动的物体,速度、合力、加速度的方向都时刻改变。
2. 关于向心加速度下列说法正确的是( )A. 向心加速度是描述物体速度大小改变快慢的物理量B. 向心加速度是描述物体速度方向改变快慢的物理量C. 向心加速度是描述物体速度改变快慢的物理量D. 向心加速度的方向始终指向圆心,所以其方向不随时间发生改变【答案】B【解析】向心加速度只改变速度的方向,不改变速度大小,向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢,因此明确向心加速度的物理意义即可正确解答本题.解决本题的关键掌握向心加速度只改变速度的方向,不改变速度大小,向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢.属于基础题.解答:A、、向心加速度时刻与速度方向垂直,不改变速度大小,只改变速度方向,所以向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量,故A错误,B正确;C、向心加速度时刻指向圆心,方向随时间发生改变,C错误;D、由于B正确,故D错误;3. 关于做匀速圆周运动的物体的向心加速度,下列说法正确的是( )A. 向心加速度大小与轨道半径成正比B. 向心加速度大小与轨道半径成反比C. 向心加速度方向与向心力方向不一致D. 向心加速度指向圆心【答案】D【解析】解:、公式可知,当线速度一定时,加速度的大小与轨道半径成反比;由公式可知,当角速度一定时,加速度的大小与轨道半径成正比。
故AB没有控制变量;故AB均错误;C、由牛顿第二定律可知,向心加速度与向心力的方向一致;故C错误;D、向心力始终指向圆心;故D正确;公式及公式均可求解加速度,根据控制变量法分析加速度与半径的关系;匀速圆周运动物体其合外力指向圆心,大小不变,方向时刻变化;而向心加速度方向与合力方向相同。
专题6.3 向心加速度(练)一、单选题1.如图所示,a 、b 是伞面上的两颗相同的雨滴。
当以伞柄为轴旋转雨伞时,下列说法正确的是( )A .a 更容易移动,因为a 所需的向心加速度更小B .a 更容易移动,因为a 所需的向心加速度更大C .b 更容易移动,因为b 所需的向心加速度更小D .b 更容易移动,因为b 所需的向心加速度更大【答案】D【解析】因为当雨滴随雨伞一起绕伞柄转动时,需要的向心加速度为2n a r ω= ,可以看出半径越大,所需向心加速度越大,更容易发生移动,因为b 的半径大于a 的半径,故b 更容易移动,故D 正确,ABC 错误。
故选D 。
2.洗手后我们往往都有“甩水”的动作,如图所示是摄像机拍摄甩水视频后制作的频闪画面,A 、B 、C 是甩手动作最后3帧照片指尖的位置。
最后3帧照片中,指尖先以肘关节M 为圆心做圆周运动,到接近B 的最后时刻,指尖以腕关节N 为圆心做圆周运动。
测得A 、B 之间的距离约为24cm ,B 、N 之间的距离为15cm ,相邻两帧之间的时间间隔为0.04s ,则指尖( )A .经过B 点速率约为3m/s B .经过B 点的角速度约为10rad/sC .在BC 段的向心加速度约为240m/s 2D .AB 段与BC 段相比更容易将水甩出【答案】C【解析】 A .从帧A 到帧B 的时间间隔是t =0.04s ,帧A 指尖到帧B 指尖之间的实际距离为L =24cm ,由题意知其弧长与弦长近似相等,根据线速度的定义有0.24m 6m/s 0.04sB L v t === A 错误; B . NB 长约15cm ,经过B 点的角速度约为4rad/s B NBv r ω== B 错误;C .在BC 段的向心加速度约为22240m/s B NBv a r == C 正确;D .水滴转动过程中需要的向心力为2mv F r= 则半径越小需要的向心力越大,需要向心力越大,越容易被甩出,故BC 段更容易将水甩出,D 错误。
高中物理必修二向心加速度同步练习含答案卷I(选择题)一、选择题(本题共计 10 小题,每题 3 分,共计30分,)1. A,B两小球都在水平面上做匀速圆周运动,A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍,A的转速为30r/min,B的转速为15r/min.则两球的向心加速度之比为()A.1∶1B.2∶1C.4∶1D.8∶12. 下列关于向心加速度的说法中正确的是()A.它描述的是做圆周运动物体速率改变的快慢B.它描述的是线速度方向变化的快慢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不变3. 下列关于匀速圆周运动的向心加速度的说法中,不正确的是()A.它的方向始终与线速度方向垂直B.它的大小是不断变化的C.它描述了线速度方向变化的快慢D.它的大小可以通过公式a=v2r计算4. 一个物体做匀速圆周运动,关于其向心加速度的方向,下列说法中正确的是()A.与线速度方向相同B.与线速度方向相反C.背离圆心D.指向圆心5. 如图两轮压紧,通过摩擦传动(无打滑).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上的一点,则E、C、D三点向心加速度的大小关系正确的是()A.a C=a D=2a EB.a C=2a D=2a EC.a C=a D2=a E D.a C=a D2=2a E6. 若地球半径为R,“蛟龙号”下潜深度为d,“天宫一号”轨道距离地面的高度为ℎ,地球可视为质量分布均匀的球体,质量分布均匀的球壳对球壳内物体的万有引力为零,则“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的重力加速度大小之比为()A.R−d R+ℎB.(R−d)2 (R+ℎ)2C.(R−d)(R+ℎ)2R3D.(R−d)(R+ℎ)R27. 如图所示为地球自转的示意图,同一经度、不同纬度处的地面上站着甲乙两人,他们的向心加速度()A.大小相等,方向相同B.大小不等,方向相同C.大小相等,方向不同D.大小不等,方向不同8. 下列关于向心加速度说法中,正确的是()A.向心加速度方向可能与线速度方向不垂直B.向心加速度方向可能不变C.向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量D.向心加速度是描述角速度方向变化快慢的物理量9. 关于匀速圆周运动的周期大小,下列判断正确的是()A.若线速度越大,则周期一定越小B.若角速度越大,则周期一定越小C.若半径越大,则周期一定越大D.若向心加速度越大,则周期一定越大10. 牛顿著名的“月--地”检验,有力的证明了地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星是同一性质的力,更有力的证明了引力理论的正确性.已知月球和地心的距离是地球半径的60倍,地球表面的重力加速度为g,则月球绕地球做圆周运动的向心加速度为()A.60gB.3600gC.g60D.g3600卷II(非选择题)二、填空题(本题共计 10 小题,每题 3 分,共计30分,),且当A转过60周时,11. A、B两物体分别做匀速圆周运动,已知A的半径是B的半径的34B刚好转了45周,求A、B两物体的向心加速度之比________.12. 做匀速圆周运动的物体,向心力和向心加速度的方向均指向________.13. 飞机出俯冲转为拉起的一段轨迹可以看作是一段圆弧.如果这段圆弧的半径r是800m,飞机在圆弧最低点P的速率为720km/ℎ,求飞机在P点的向心加速度是重力加速度的________倍.(g取10m/s2)14. 一物体在水平面内沿半径0.2m的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度为0.4m/s,那么,它的转速为________r/s;它的向心加速度为________ m/s2.15. 如图所示,两个摩擦传动的轮子,A为主动轮,转动的角速度为ω,已知A、B轮的半径分别是R1和R2,C点离圆心的距离为R2,则C点处的向心加速度大小为2________.16. 一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮半径是小轮半径,当大轮边上P点的向心加速度是的2倍,大轮上一点S离转轴O1的距离是半径的130.6m/s2时,大轮上的S点的向心加速度为________m/s2,小轮边缘上的Q点的向心加速度是________m/s2.17. 一物体做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,则其向心加速度大小为________.18. 任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向________,这个加速度叫向心加速度.19. 如图所示为一圆环,现让圆环以它的直径AB为轴匀速转动,则环上两点P、Q的向心加速度大小之比是________.20. 任何做匀速圆周运动的物体的加速度方向都指向________.三、解答题(本题共计 20 小题,每题 10 分,共计200分,)21. 一质点做曲线运动,如图所示,先后经过A、B、C、D四点,速度分别是v A、v B、v C、v D,加速度为a A、a B、a C、a D,试在图中标出各点的速度方向、加速度的大致方向.22. 一般自行车车轮的直径为0.7m,当自行车以5m/s的速度匀速行驶时,车轮边缘的质点相对于车轮的轴做匀速圆周运动.(1)试求车轮边缘质点的向心加速度;(2)若小轮自行车以相同速度匀速运动时,车轮边缘质点的向心加速度是大一些还是小一些?23. 如图所示,一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮半径是,当大轮边缘上P点的向心加小轮半径的两倍,大轮上的一点S与转轴的距离是半径的13速度是12m/s2时,求:(1)大轮上的S点的向心加速度是多少?(2)小轮上边缘处的Q点的向心加速度是多少?24. 如图所示,长度为L=0.5m的轻杆,一端固定质量为M=1.0kg的小球A(小球的半径不计),另一端固定在一转动轴O上.小球绕轴在水平面上匀速转动的过程中,每隔0.1s杆转过的角度为30∘.试求:小球运动的向心加速度.25. 甲,乙两汽车在水平地面上做匀速圆周运动,在相同的时间内,它们的线速度之比2:5,运动的半径之比是3:5,它们的向心加速度之比是多少?26. 长度为L=1.0m的绳,系一小球在光滑水平桌面内做圆周运动,小球的质量为M=2kg,小球半径不计,小球的速度大小为v=4m/s,试求:(1)小球的向心加速度.(2)小球对绳的拉力大小.27. 做匀速圆周运动的物体,10s内沿半径为20m的圆周运动100m,试求物体做匀速圆周运动时:(1)线速度的大小;(2)角速度的大小;(3)向心加速度的大小。
2023届高三物理一轮复习最新试题汇编:向心力和向心加速度物理考试注意事项:1、填写答题卡的内容用2B 铅笔填写2、提前 xx 分钟收取答题卡第Ⅰ卷 客观题第Ⅰ卷的注释(共8题;共16分)1.(2分)如图所示,一根细线下端拴一个金属小球P ,细线的上端固定在金属块Q 上,Q 放在带小孔的水平桌面上,小球在某一水平面内做匀速圆周运动(即圆锥摆)。
保持线长不变,让小球在一个位置更低的水平面内做匀速圆周运动(图上未画出),前后两次金属块Q 都保持静止,则后一种情况与原来相比较,下列说法正确的是( )A .金属块Q 受到桌面的支持力不变B .细线的拉力会变大C .小球P 向心加速度会变大D .小球P 运动的角速度变大2.(2分)一种叫做“飞椅”的游乐项目,如图所示。
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。
转盘可以绕穿过中心的竖直轴转动。
当转盘匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内且与竖直方向的夹角为θ,已知重力加速度为g ,不计钢绳的重力,则转盘匀速转动的角速度ω的大小为( )A .ω=√g LsinθB .ω=√g LcosθC .ω=√gtanθr+LsinθD .ω=√gtanθr+Lcosθ3.(2分)如图所示,A ,B 两物体用过转台圆心的细绳相连放在转台上,它们一起绕转台竖直中心轴以角速度ω转动,转动半径R A =2R B ,质量m A =2m B ,A ,B 两物体与转台间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g 。
下列说法正确的是 ( )A .为保持A ,B 两物体与转台间相对静止,ω的最大值为√2μg RAB .为保持A ,B 两物体与转台间相对静止,ω的最大值为√μg2R BC .为保持A ,B 两物体与转台间相对静止,ω的最大值为√3μg2RAD .无论ω多大,A ,B 两物体与转台间均保持相对静止4.(2分)如图所示,玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动。
向心力向心加速度·典型例题解析【例1】如图37-1所示,一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无相对滑动,大轮的半径是小轮半径的2倍,大轮上的一点S离转动轴的距离是半径的1/3.当大轮边缘上的P点的向心加速度是0.12m/s2时,大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度各为多大?解析:P点和S点在同一个转动轮子上,其角速度相等,即ωP=ωS.由向心加速度公式a=rω2可知:a s/a p=r s/r p,∴a s=r s/r p·a p=1/3×0.12m/s2=0.04m/s2.由于皮带传动时不打滑,Q点和P点都在由皮带传动的两个轮子边缘,这两点的线速度的大小相等,即v Q=v P.由向心加速度公式a=v2/r可知:a Q/a P =r P/r Q,∴a Q=r P/r Q×a P=2/1×0.12m/s2=0.24 m/s2.点拨:解决这类问题的关键是抓住相同量,找出已知量、待求量和相同量之间的关系,即可求解.【问题讨论】(1)在已知a p的情况下,为什么求解a s时要用公式a=rω2、求解a Q时,要用公式a=v2/r?(2)回忆一下初中电学中学过的导体的电阻消耗的电功率与电阻的关系式:P=I2R和P=U2/R,你能找出电学中的电功率P与电阻R的关系及这里的向心加速度a与圆周半径r的关系之间的相似之处吗?【例2】如图37-2所示,一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一个木块,当圆盘匀角速转动时,木块随圆盘一起运动,那么[ ] A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心C.因为木块随圆盘一起运动,所以木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块的运动方向相同D.因为摩擦力总是阻碍物体的运动,所以木块所受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反解析:从静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的趋势来分析:由于圆盘转动时,以转动的圆盘为参照物,物体的运动趋势是沿半径向外,背离圆心的,所以盘面对木块的静摩擦力方向沿半径指向圆心.从做匀速圆周运动的物体必须受到一个向心力的角度来分析:木块随圆盘一起做匀速圆周运动,它必须受到沿半径指向圆心的合力.由于木块所受的重力和盘面的支持力都在竖直方向上,只有来自盘面的静摩擦力提供指向圆心的向心力,因而盘面对木块的静摩擦力方向必沿半径指向圆心.所以,正确选项为B.点拨:1.向心力是按效果命名的,它可以是重力、或弹力、或摩擦力,也可以是这些力的合力或分力所提供.2.静摩擦力是由物体的受力情况和运动情况决定的.【问题讨论】有的同学认为,做圆周运动的物体有沿切线方向飞出的趋势,静摩擦力的方向应该与物体的运动趋势方向相反.因而应该选取的正确答案为D.你认为他的说法对吗?为什么?【例3】如图37-3所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O;一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m=1kg的小球A,另一端连接质量为M=4kg 的重物B.(1)当小球A沿半径r=0.1m的圆周做匀速圆周运动,其角速度为ω=10rad/s时,物体B对地面的压力为多大?(2)当A球的角速度为多大时,B物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态?(g=10m/s2)点拨:小球A作匀速圆周运动,由绳子的拉力提供向心力,从而使B对地面的压力减少.当B物体将要离开而尚未离开地面时,小球A所需的向心力恰好等于重物B的重力参考答案(1)30N(2)20rad/s【例4】小球A和B用细线连接,可以在光滑的水平杆上无摩擦地滑动,已知它们的质量之比m1∶m2=3∶1,当这一装置绕着竖直轴做匀速转动且A、B两球与水平杆子达到相对静止时(如图37-4所示),A、B两球做匀速圆周运动的[ ] A.线速度大小相等B.角速度相等C.向心力的大小之比为F1∶F2=3∶1D.半径之比为r1∶r2=1∶3点拨:当两小球随轴转动达到稳定状态时,把它们联系在一起的同一根细线为A、B两小球提供的向心力大小相等;同轴转动的角速度相等;两小球的圆周轨道半径之和为细线的长度;两小球的线速度与各自的轨道半径成正比.【问题讨论】如果上述装置的转速增大,当转速增至某一数值时,细线会被拉断,断了细线后的A、B两个小球将如何运动?参考答案BD跟踪反馈1.如图37-5所示,用细线吊着一个质量为m的小球,使小球在水平面内做圆锥摆运动,关于这个小球的受力情况,下列说法中,正确的是[ ] A.受重力、拉力、向心力B.受重力、拉力C.只受重力D.以上说法均不正确2.如图37-6所示的皮带传动装置中,O为轮子A和B的共同转轴,O′为轮子C的转轴,A、B、C分别是三个轮子边缘上的质点,且R A=R C=2R B,则三质点的向心加速度大小之比a A∶a B∶a C等于[ ] A.4∶2∶1 B.2∶1∶2C∶1∶2∶4 D.4∶1∶4 3.如图37-7所示,水平光滑圆盘的中央有一小孔,让一根细绳穿过小孔,一端连结一个小球,另一端连结一个弹簧,弹簧下端固定在地板上,弹簧处在原长时,小球恰好处在圆心小孔处,让小球拉出小孔并使其作匀速圆周运动,证明其角速度为恒量,与旋转半径无关.4.用一根细绳拴一物体,使它在距水平地面高h=1.6m处的水平面内做匀速圆周运动,轨道的圆周半径r=1m.细绳在某一时刻突然被拉断,物体飞出后,落地点到圆周运动轨道圆心的水平距离S=3m,则物体做匀速圆周运动的线速度为多大?向心加速度多大?参考答案1.B 2.A 3.由题意可得kΔL=mω2ΔL,km/m 4v5m/s a25m/s2∴ω=.=,=。
向心加速度及向心力测试题李艳龙 王善锋 山东省邹平县第一中学 256200基础训练一、选择题1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中.正确的是 ( )A .物体除其他的力外还要受到—个向心力的作用B .物体所受的合外力提供向心力C .向心力是一个恒力D .向心力的大小—直在变化2.下列关于向心加速度的说法中,不正确...的是 ( ) A .向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B .向心加速度的方向保持不变C .在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的D .在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化3.在匀速圆周运动中,下列物理量不变的是 ( ) A .向心加速度 B .线速度 C .向心力 D .角速度4.如图1所示,在匀速转动的水平转盘上,有一个相对于盘静止的物体,随盘一起转动,关于它的受力情况,下列说法中正确的是 ( )A .只受到重力和盘面的支持力的作用B .只受到重力、支持力和静摩擦力的作用C .除受到重力和支持力外,还受到向心力的作用D .受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用5.如图2所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,物体相对桶壁静止.则A . 物体受到4个力的作用.B . 物体所受向心力是物体所受的重力提供的.C . 物体所受向心力是物体所受的弹力提供的.D .物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的.6.在一段半径为R 的圆孤形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ倍,则汽车拐弯时的安全速度是( ) A.gR v μ≤ B.μgRv ≤ C.gR v μ2≤ D.gR v μ≤7.如图3所示,为一皮带传动装置,右轮的半径为r ,a 是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r ,小轮的半径为2r ,b 点在小轮上,到小轮中心的距离为r ,c 点和d 点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则:则( )A.a 点与b 点的线速度大小相等;B.a 点与b 点的角速度大小相等;C.a 点与c 点的角速度大小相等;D.a 点与d 点的向心加速度大小相等.二、填空题8.一个做匀速圆周运动的物体,如果轨道半径不变,转速变为原来的3倍,所需的向心力就比原来的向心力大40N ,物体原来的向心力大小为________ .9.汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s 时,车对桥的压力为车重的3/4,如果使汽车行驶至桥顶时桥图2图 3 图1恰无压力,则汽车速度大小为_ m/s .三、计算题10.如图4所示,小球A 质量为m .固定在长为L 的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O 点在竖直平面内做圆周运动.如果小球经过最高位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大小等于球的重力.求(1)球的速度大小.(2)当小球经过最低点时速度为gL 6,求杆对球的作用力的大小和球的向心加速度大小.11.如图5所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O ;一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m =1kg 的小球A ,另一端连接质量为M =4kg 的重物B .(1)当小球A 沿半径r =0.1m 的圆周做匀速圆周运动,其角速度为ω=10rad/s 时,物体B 对地面的压力为多大?(2)当A 球的角速度为多大时,B 物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态?(g =10m/s 2)12.用一根细绳拴一物体,使它在距水平地面高h =1.6m 处的水平面内做匀速圆周运动,轨道的圆周半径r =1m .细绳在某一时刻突然被拉断,物体飞出后,落地点到圆周运动轨道圆心的水平距离S =3m ,则物体做匀速圆周运动的线速度为多大?向心加速度多大?能力提高一、选择题 1.如图1所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球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( )A .球A 的角速度一定大于球B 的角速度B .球A 的线速度一定大于球B 的线速度C .球A 的运动周期一定小于球B 的运动周期D .球A 对筒壁的压力一定大于球B 对筒壁的压力2.小球m 用长为L 的悬线固定在O 点,在O 点正下方L /2处有一个光滑钉子C ,如图2所示,今把小球拉到悬线成水平后无初速度地释放,当悬线成竖直状态且与图 4 图5图1钉子相碰时 ( )A.小球的速度突然增大B.小球的角速度突然增大C.小球的向心加速度突然增大D.悬线的拉力突然增大3.用材料和粗细相同、长短不同的两段绳子,各栓一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,那么 ( )A.两个球以相同的线速度运动时,长绳易断B.两个球以相同的角速度运动时,长绳易断C.两个球以相同的周期运动时,长绳易断D.无论如何,长绳易断4.如图3,细杆的一端与一小球相连,可绕过O 点的水平轴自由转动现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a 、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是A.a 处为拉力,b 处为拉力B.a 处为拉力,b 处为推力C.a 处为推力,b 处为拉力D.a 处为推力,b 处为推力5.如图4所示,从A 、B 两物体做匀速圆周运动时的向心加速度随半径变化的关系图线中可以看出 ( )A .B 物体运动时,其线速度的大小不变B.B 物体运动时,其角速度不变C.A 物体运动时,其角速度不变 D.A 物体运动时,其线速度随r 的增大而减小6.如图5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 ,与转台间的摩擦因数相同,转台旋转时,下列说法中,正确的是 ( )A.若三个物体均未滑动,C 物体的向心加速度最大B.若三个物体均未滑动,B 物体受的摩擦力最大C.转速增加,A 物比B 物先滑动 D.转速增加,C 物先滑动7.火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶的速度为v ,则下列说法中正确的是( )A .当以v 的速度通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力B .当以v 的速度通过弯路时,火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C .当速度大于v 时,火车轮缘挤压外轨D .当速度小于v 时,火车轮缘挤压外轨二、填空题8.如图6所示,内壁光滑的半球形容器半径为R ,一个小球(视为质点)在容器内沿水平面做匀速圆周运动,小球与容器球心连线与竖直方向成θ角,则小球做匀速圆周运动的角速度为__. .9.如图7所示,长为L 的细线,一端固定在O 点,另一端系一个球.把小球拉到与悬点O 处于同一水平面的A 点,并给小球竖直向下的初速度,使小球绕O 点在竖直平面内做圆周运动.要使小球能够在竖直平面内做圆周运动,在A 处小球竖直向下图3图6的最小初速度应为_______________三、计算题10.如图8所示,两质量分别为m m A B 和的小球A 与B 套在水平杆CD 上,且m A =m B =m ,两球之间用一轻细线连接,A 和B 距转轴OO ’的距离分别为r A =R ,r B =2R ,且CD 对AB 的最大静摩擦力都是f ,问:(1)要使两球绕轴在水平面内转动而无滑动,角速度ω的最大值?(2)当ω达到最大值时,绳子受张力为多大?11.如图9所示,用细绳一端系着的质量为M =0.6kg 的物体A 静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O 吊着质量为m =0.3kg 的小球B ,A 的重心到O 点的距离为0.2m .若A 与转盘间的最大静摩擦力为f =2N ,为使小球B 保持静止,求转盘绕中心O旋转的角速度ω的取值范围.(取g =10m/s 2)12.如图10所示AB 为竖直转轴,细绳AC 和BC 的结点C 系一质量为m 的小球,两绳能承担的最大拉力均为2.25mg ,当AC 和BC 均拉直时∠ABC =90°,∠ACB =53°,BC =1.2m.ABC 能绕竖直轴AB 匀速转动,因而C 球在水平面内做匀速圆周运动,求:(g 取10m/s 2)(1) m 的线速度增大为何值时,BC 绳才刚好被拉直? (2)若m 的速率继续增加,哪条绳先断,此时小球的速率多大?图10图8图9参考答案基础训练1.B 做匀速圆周运动的物体一定是合外力提供向心力,向力不是恒力,方向要不断变化,而且是效果力.2.BCD 向心加速度方向始终沿半径方向.3.D4.B5.C6.A 滑动摩擦力提供向心力时Rv m mg 2=μ,gR v μ=,安全速度一定不能大于它. 7.D b 、c 、d 三点角速度相同,a 、c 线速度相同.8.5N9.2010.解:(1)在最高点重力与杆的拉力的合力提供向心力Lv m mg 22=,解得gL v 2= (2)在最低点Lv m mg F 2=-,得mg F 7=. 向心加速度为Lv a 2=,g a 6=. 11.解:(1)设绳提供的向心力大小为F ,地面对A 的支持力为N F 有r m F 2ω=Mg F F N =+得N F N 30=由牛顿第三定律可得物体对地面的压力为30N.(2)设此时的角速度为1ω,绳的拉力等于B 物体的重力,即N F 40=r m F 2ω=解得s rad /20=ω12.解:绳断后小球沿圆周切线做平抛运动,由几何关系可知平抛运动的水平射程为m 22. 由平抛的关系221gt h =,vt x =,解得s m v /5=. 向心加速度为rv a 2=,得2/25s m a =. 能力提高1.B 对两球分别受力分析可知两球的向心力相同.2.BCD 小球到达最低点时速度不会发生突变,但半径变小则向心力、向心加速度角速度都变.3.BC 根据向心力公式判断.4.AB 注意杆与绳的不同.5.B 由两图线可知A 为双曲线则rv a 2=,线速度不变,B 为过圆点直线r a 2ω=角速度不变. 6.AD7.AC8. θcos R g 9.gL 3 10. 解:当两球绕轴在水平面内转动而无滑动时,设角速度的极大值为ω,由于B 球圆周运动的半径较大,需要的向心力较大,则此时两个球有沿水平杆CD 向D 运动的趋势,设细线上的张力为F ,则对A 、B 分别有牛顿第二定律,有A A r m f F 2ω=-B B r m f F 2ω=+联立以上两方程,并代入数据求解得mRf 2=ω f F 3= 11. 解析:要使B 静止,A 必须相对于转盘静止——具有与转盘相同的角速度.A 需要的向心力由绳拉力和静摩擦力合成.角速度取最大值时,A 有离心趋势,静摩擦力指向圆心O ;角速度取最小值时,A 有向心运动的趋势,静摩擦力背离圆心O .对于B ,T =mg对于A ,21ωMr f T =+22ωMr f T =- 5.61=ωrad/s 9.22=ωrad/s 所以 2.9 rad/s 5.6≤≤ωrad/s12. 解:(1)BC 线刚好拉直时没有作用力,根据受力可得r v m mg 253cot = 解得:s m v /3= (2)当速率继续增加时小球的位置不变,设AC 绳拉力为T A ,BC 绳拉力为T B 水平坚直列方程得r v m T T B A 253cos =+ mg T A =053sin由以上两式可知BC 绳一定先断,则当mg T B 25.2=时解得s m v /42=。