6.3向心加速度 课后巩固 (1word版含答案)

6.3向心加速度 课后巩固 2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．如图所示，修正带的核心部件是两个半径不同的齿轮，两个齿轮通过相互咬合进行工作，A和B分别为两个齿轮边缘处的点。若两齿轮匀速转动，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点的转速相等
B．A、B两点的线速度大小相等
C．A、B两点的角速度大小相等
D．A、B两点的向心加速度大小相等
2．向心力演示器是用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系实验装置，如图所示。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态，两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为1:4，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为（　　）
A．1:2 B．1:4 C．4:1 D．2:1
3．如图所示，将质量相等的甲、乙两个小物块（可视为质点）放在水平圆盘上，甲的位置距离圆盘中心较近。圆盘在电机带动下匀速转动，甲、乙两个小物块一起随圆盘做匀速圆周运动。对于甲、乙两物块下列判断正确的是（ ）
A．甲物块的线速度比乙大
B．甲物块的角速度比乙小
C．甲物块的向心力比乙大
D．甲物块的向心加速度比乙小
4．如图所示为横店梦幻谷的摩天轮，坐在座舱里的游客可视为做匀速圆周运动，图中标记点是同一根支架上的、两点，当游客从最高点运动到最低点的过程中（　　）
A．游客先失重后超重
B．游客一直处于失重状态
C．角速度的大小关系为
D．向心加速度的大小关系为
5．如图所示，质量相同的钢球①、②分别固定在、盘的边缘，、两盘的半径之比为，、分别是与盘、盘同轴的轮，、轮半径之比为，、两轮在同一皮带带动下匀速转动下列说法正确的是（　　）
A．钢球①、②角速度大小之比
B．钢球①、②线速度大小之比
C．钢球①、②加速度大小之比
D．钢球①、②受到的向心力大小之比
6．如图所示，做匀速圆周运动的摩天轮上有A、B两点，它们到圆心O点的距离OA>OB，则在转动过程中（　　）
A．A、B两点的线速度大小相同
B．A、B两点的线速度方向相同
C．A、B两点的角速度大小相同
D．A、B两点的向心加速度大小相等
7．迫使做匀速圆周运动物体的运动方向不断改变的原因是（　　）
A．向心力 B．向心加速度 C．线速度 D．角速度
8．自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，他们的边缘有三个点 A、B、C，关于这三点的线速度、角速度、周期和向心加速度的关系正确的是（　　）
A．vA vB B． C． D．aA aB
二、多选题
9．金港尚城小区车库出入口采用如图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，横杆PQ始终保持水平，在杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．P、Q两点都是以O点为圆心做匀速圆周运动
B．P、Q两点的线速度始终相同
C．P、Q两点的加速度始终相同
D．P、Q两点的角速度始终相同
10．如图所示，两轮靠摩擦传动，且不打滑，两轮的边缘上有A、B两点，它们到各自转轴O1、O2的距离分别为rA、rB，且rA>rB。当两轮匀速转动时，A、B两点的线速度大小分别为vA和vB，角速度大小分别为ωA和ωB，向心加速度大小分别为aA和aB，周期分别为TA和TB，则（　　）
A．vA11．如图所示是研究地球自转的示意图，是地球赤道上的两点，是地球表面上不同纬度同一经度上的两个点，下列说法正确的是（　　）
A．三点的周期相同 B．两点的角速度相同
C．两点的线速度大小相同 D．两点的向心加速度相同
12．如图所示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为10cm，大齿轮半径为20cm，A、B分别为两个齿轮边缘上的点，C为大齿轮中离圆心O2距离为10cm的点，则A、B、C三点的（　　）
A．转动周期之比为2:1:1
B．角速度大小之比为2:1:1
C．线速度大小之比为1:1:1
D．向心加速度大小之比为4:2:1
三、实验题
13．为验证匀速圆周运动的向心加速度与角速度、轨道半径间的定量关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置。其中AB是固定在竖直转轴上的水平平台，A端固定的压力传感器可测出小物体对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。
实验步骤如下：
①测出挡光片与转轴间的距离L；
②将小物体紧靠传感器放置在平台上，测出小物体中心与转轴的距离r；
③使平台AB绕转轴匀速转动；
④记录压力传感器的示数F和对应的挡光时间；
⑤保持小物体质量和距离r不变，多次改变转动角速度，记录压力传感器示数F和对应的挡光时间。
（1）小物体转动的角速度______（用L、d、表示）；若某次实验中挡光片的宽度如图乙所示，其读数为______mm；
（2）要验证小物体的向心加速度与角速度、轨道半径间的定量关系，还需要测出小物体的质量m，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为______（用所测物理量的符号表示）。
14．某同学尝试用一把直尺测量做圆锥摆运动小球的角速度、线速度v、周期T。一条不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系上一个金属小球做成圆锥摆。平行光照射到圆锥摆上，固定点O和小球A的影子投射到在对面墙壁上。是O点在墙壁上的投影，是小球A在墙壁上的投影，是小球自然下垂时在墙壁上的投影。已知重力加速度为g。
（1）用直尺测出与之间的距离为，则小球做圆锥摆运动的角速度_________；
（2）用直尺测出与_______之间的距离为，则小球做圆锥摆运动的线速度_________；
（3）小球做圆锥摆运动过程中的向心加速度_________。
四、解答题
15．一轿车以30m/s的速率沿半径为60m的圆形跑道行驶，在轿车从A运动到B的过程中，轿车和圆心的连线转过的角度为90o，求：
（1）此过程中轿车通过的路程；
（2）此过程中轿车的位移大小；
（3）轿车运动的向心加速度大小。
16．如图所示，有一质量为m的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面在水平面内。已知小球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为θ，半球形碗的半径为R，重力加速度为g，求：
（1）碗壁对小球的弹力大小；
（2）小球做匀速圆周运动的线速度大小。
17．根据， v的方向即为 t时间内平均加速度的方向，当 t趋近于0时， v的方向即为某时刻瞬时加速度的方向。我们可以通过观察不断缩小的时间段内的平均加速度方向的方法，来逼近某点的瞬时加速度方向。图中圆弧是某一质点绕O点沿顺时针方向做匀速圆周运动的轨迹，若质点在t时间内从A点经过一段劣弧运动到B点。
（1）请用铅笔画出质点从A点起在时间t内速度变化量 v的方向；
（2）请用铅笔画出质点经过A点时瞬时加速度aA的方向；
（3）根据，证明匀速圆周运动的向心加速度，其中v为线速度，r为圆运动半径。
18．如图所示长方形光滑水平台面WXYZ，WX边长为1.0m，XY边长为1.5m，距离地面h=0.8m。一质量m=1kg的小球从W静止出发，在CD区域之间受到沿着WZ方向恒力F1的作用，F1=25N，CD区域沿WZ方向间距为d，d=0.5m。当小球到达D点时撤去F1，并立即对小球施加变力F2，使得小球开始做半径R=1m的匀速圆周运动，最终小球从Y点离开光滑水平台面开始做平抛运动。取g=10m/s2：
（1）求F2的大小；
（2）求小球在光滑水平台面运动的总时间；
（3）求小球平抛的水平位移。
参考答案：
1．B
2．D
3．D
4．A
5．C
6．C
7．A
8．B
9．BCD
10．BD
11．AB
12．BD
13． 4.90
14．
15．（1）94.2m；（2）84.8m；（3）15m/s2
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）；（3）如图所示
设在很短时间t内从A运动到B，此过程中速度变化为，因为
则
当时弦长等于弧长，则
则
18．（1）；（2）0.51s；（3）2m
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试卷第10页，共1页