《2019年高中物理粤教版必修二练习：第二章 匀速圆周运动 第2节 匀速圆周运动的向心力和向心加速度 word版含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高中物理粤教版必修二练习：第二章 匀速圆周运动 第2节 匀速圆周运动的向心力和向心加速度 word版含解析（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度基础训练向心加速度的理解1.(2018天津南开中学高一期中)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(C)A.向心加速度的大小和方向都不变B.向心加速度的大小和方向都不断变化C.向心加速度的大小不变,方向不断变化D.向心加速度的大小不断变化,方向不变解析:做匀速圆周运动的物体要受到指向圆心的向心力的作用,向心力大小不变,方向时刻变化,所以向心加速度的方向始终指向圆心,因此向心加速度的方向不断变化,而大小不变,故选项C正确.2.(多选)如图所示,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(AB
2、)A.小球运动的角速度为2 rad/sB.小球做圆周运动的周期为 sC.小球在t=4 s内通过的位移大小为20 mD.小球在 s内通过的路程为零解析:由a=2r可求得=2 rad/s,由a=42T2r可求得T= s,小球在4 s内转过90通过的位移为2r, s内转过一周,路程为2r,故选项A,B正确.3.做匀速圆周运动的两物体甲和乙,它们的向心加速度分别为a1和a2,且a1a2,下列判断正确的是(D)A.甲的线速度大于乙的线速度B.甲的角速度比乙的角速度小C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小D.甲的速度方向比乙的速度方向变化快解析:由于不知甲和乙做匀速圆周运动的半径大小关系,故不能确定它们的线速度
3、、角速度的大小关系,故A,B,C错.向心加速度是表示线速度方向变化快慢的物理量,a1a2,表明甲的速度方向比乙的速度方向变化快,故D对.向心力的来源分析4.一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动,则关于老鹰受力的说法正确的是(B)A.老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用B.老鹰受重力和空气对它的作用力C.老鹰受重力和向心力的作用D.老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用解析:老鹰在空中做匀速圆周运动,受重力和空气对它的作用力两个力的作用,两个力的合力充当它做圆周运动的向心力.但不能说老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力三个力的作用.故B正确.5.(2018黑龙江双鸭山一中高一月考)荡秋千是儿
4、童喜爱的一项体育运动,当秋千荡到最高点时,有关小孩的合外力和加速度方向说法正确的是(B)A.加速度是a方向,合外力是a方向B.加速度是b方向,合外力是b方向C.加速度是c方向,合外力是c方向D.加速度是d方向,合外力是d方向解析:当秋千荡到最高点时,小孩的速度为零,向心力为零,所以小孩受到沿绳方向的合力为零,受到竖直向下的重力和沿绳子方向的拉力,合力方向将沿圆弧的切线方向,加速度方向沿着圆弧的切线方向,即图中的b方向,故选项B正确,A,C,D错误.6.(2018广东遂溪高一检测)如图所示,洗衣机脱水桶在转动时,衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来,则衣服(C)A.受到4个力的作用B.所需的
5、向心力由重力提供C.所需的向心力由弹力提供D.所需的向心力由静摩擦力提供解析:衣服在脱水桶里转动时受到重力、支持力和静摩擦力,支持力提供向心力,支持力属于弹力,故选项C正确.向心力的公式及运用7.(2018北京密云高一期中)如图所示,质量为m的物体从半径为R的半球形碗边向碗底滑动,滑到最低点时的速度为v.若物体滑到最低点时受到的摩擦力是f,则物体与碗的动摩擦因数为(B)A.fmg B.fmg+mv2RC.fmg-mv2RD.fmv2R解析:在最低点有N-mg=mv2R,计算得出N=mg+mv2R,而N=N,则=fN=fmg+mv2R,故选项B正确,A,C,D错误.8.如图,在验证向心力公式的实
6、验中,质量为m的钢球放在A盘的边缘,质量为4m的钢球放在B盘的边缘,A,B两盘的半径之比为21.a,b分别是与A盘、B盘同轴的轮.a轮、b轮半径之比为12,当a,b两轮在同一皮带带动下匀速转动时,钢球,受到的向心力之比为(A)A.21B.41C.14D.81解析:皮带传送,边缘上的点线速度大小相等,所以va=vb,a轮、b轮半径之比为12,所以ab=21,共轴的点,角速度相等,两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等,则12=21,根据向心加速度a=r2,a1a2=81.由向心力公式Fn=ma,得F1F2=m1a1m2a2=21.故A正确.能力提升9.(多选)如图所示,长为L的悬线固定在O点
7、,在O点正下方有一钉子C,OC距离为L2,把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的(BC)A.线速度突然增大为原来的2倍B.角速度突然增大为原来的2倍C.向心加速度突然增大为原来的2倍D.悬线拉力突然增大为原来的2倍解析:悬线与钉子碰撞前后,线的拉力始终与小球运动方向垂直,小球的线速度大小不变,故选项A错;当半径减小时,由=vr知变大为原来的2倍,故选项B对;再由a=v2r知向心加速度突然增大为原来的2倍,故选项C对;而在最低点,F-mg=mv2r,故碰到钉子后合力变为原来的2倍,悬线拉力变大,但不是原来的2倍,故选项D错.10.如
8、图所示,A,B两个小球质量相等,用一根轻绳相连,另有一根轻绳的两端分别连接O点和B点,让两个小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做圆周运动,若OB绳上的拉力为F1,AB绳上的拉力为F2,OB=AB,则(B)A.F1F2=23B.F1F2=32C.F1F2=53D.F1F2=21解析:小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动,设角速度为,在竖直方向上所受重力与桌面支持力平衡,水平方向不受摩擦力,绳子的拉力提供向心力.由牛顿第二定律,对A球有F2=mr22,对B球有F1-F2=mr12,已知r2=2r1,各式联立解得F1=32F2,故选项B对,A,C,D错.11.如图所示,正在匀速转动的水平转盘上固
9、定有三个可视为质点的小物块A,B,C,它们的质量关系为mA=2mB=2mC,到轴O的距离关系为rC=2rA=2rB.下列说法中正确的是(C)A.B的角速度比C小B.A的线速度比C大C.B受到的向心力比C小D.A的向心加速度比B大解析:共轴转动,角速度相等,故选项A错误;根据v=r,角速度相同,半径越大,线速度越大,所以C的线速度最大,故选项B错误;根据F=mr2,因为mB=mC,角速度相同,C的半径大,所以B受到的向心力比C小,故选项C正确;根据a=r2,A的半径等于B的半径,所以A,B的向心加速度相等,故选项D错误.12.(2018陕西西安高一检测)某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施,
10、其基本装置是将绳子上端固定在转盘上,绳子下端连接座椅,人坐在飞椅上随转盘旋转而在空中飞旋.若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图所示的物理模型.其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO转动,设轻绳长L=10 m,质点的质量m=6 kg,转盘静止时人与转轴之间的距离d=4 m.转盘慢慢加速转动,经过一段时间后转速保持稳定,此时绳与竖直方向的夹角为37且保持不变.不计空气阻力,绳子不可伸长(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=10 m/s2).此时,求:(1)绳的拉力大小;(2)质点与转盘转动的周期T.解析:(1)对质点受力分析知,在竖直方向合力为零,则绳中的拉力为F=mgcos
11、=6000.8 N=750 N.(2)此时重力与绳子拉力的合力是水平的,提供向心力.有:mgtan =42mrT2.质点做圆周运动的轨道半径为r=d+Lsin 37=10 m,联立解得T=433 s.答案:(1)750 N(2)433 s13.如图所示,长L=0.2 m的轻绳一端固定在光滑水平面上的O点,另一端系一质量m=0.5 kg的小球,小球在光滑水平面上做匀速圆周运动.(取=3.14)(1)若小球做圆周运动的周期T=1.57 s,求小球的角速度和线速 度v.(2)若轻绳能够承受的最大拉力Fmax=10 N,求小球做圆周运动的最短周期Tmin.解析:(1)小球的角速度为=2T=4 rad/s.小球的线速度为v=L=0.8 m/s.(2)对小球的运动由牛顿第二定律有Fmax=mmax2L上式中max=2Tmin解得Tmin=0.628 s.答案:(1)4 rad/s0.8 m/s(2)0.628 s
