2.2向心力与向心加速度 同步练习（Word版含答案）

2.2向心力与向心加速度同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，如图所示，那么
A．因为速率不变，所以石块的加速度为零
B．石块下滑过程中受的合外力越来越大
C．石块下滑过程中的摩擦力大小逐渐变大
D．石块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心
2．甲、乙两名滑冰运动员，M甲=60kg，M乙=40kg，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动进行滑冰表演，如图所示．两人相距0.8m，弹簧测力计的示数为9.2N，下列判断中正确的是（ ）
A．两人的运动半径不同，甲为0.32m，乙为0.48m
B．两人的运动半径相同，都是0.45m
C．两人的线速度相同，约为40m/s
D．两人的角速度相同，约为6rad/s
3．2017年2月10日，俄罗斯总统普京在莫斯科会见到访的斯洛文尼亚总统帕霍尔，并发表了重要讲话，如图3甲所示为俄罗斯总统普京佩戴的手表，图乙为该表的表盘，手表指针的运动可看作匀速运动，下列说法中正确的是（　　）
A．秒针、分针、时针转动周期相同 B．秒针的角速度最大，时针的角速度最小
C．秒针上A、B两点线速度一样大 D．秒针上A、B两点向心加速度一样大
4．关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（　　）
A．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的性质命名的
B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力，但不可能是一个力的分力
C．向心力整个过程中始终不变
D．向心力的效果不能改变质点的线速度大小，只能改变质点的线速度方向
5．在400 m跑步比赛中，甲、乙两同学正以相同的速率分别通过半圆轨道上A、B两点，如图所示．设甲、乙两同学质量相等，则此时( )
A．甲同学的向心力大 B．乙同学的向心力大
C．甲、乙两同学的向心力一样大 D．条件不足，无法比较
6．随着“天问一号”的成功发射和运行，实现了我国在深空探测领域的技术跨越，而我国航天事业所取得的巨大突破离不开每一位优秀航天员的刻苦努力和辛勤付出．在太空环境适应过程中，航天员训练最多的是离心机．一般人只能承受1~2个g（重力加速度）的荷载，超过4个g就会感到呼吸困难，视力模糊，无法交流，而航天员可以达到8~10个g．某次训练中，航天员躺坐在座椅上，离心机装置在水平面内加速旋转，已知装置的转臂长为10米，航天员的体重约为，当转速稳定在后，座椅对航天员的作用力约为（g取，）（　　）
A． B． C． D．
7．“S路”曲线行驶是我国驾驶证考试中的一个项目。某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。如图所示，当汽车在水平“S路”图示位置处减速行驶时（　　）
A．两名学员具有相同的线速度
B．两名学员具有相同的角速度
C．汽车受到的摩擦力与速度方向相反
D．在副驾驶上的学员受到汽车的作用力较大
8．洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，当洗衣机脱水时有一件湿衣物附在竖直筒壁上保持相对静止，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．筒的转速增大时，筒壁对衣物的弹力一定减小
B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由衣物对筒壁的压力提供
C．筒在转动脱水过程中，筒壁对衣物的摩擦力减小
D．衣物受到重力、筒壁对它的弹力、摩擦力及向心力共四个力的作用
9．自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示.在自行车正常骑行时，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点的角速度大小相等
B．B、C两点的线速度大小相等
C．A、B两点的向心加速度与其半径成正比
D．B、C两点的向心加速度与其半径成正比
10．如图所示为用绞车拖物块的示意图．拴接物块的细钢绳被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块．已知轮轴的半径R＝1m，细钢绳始终保持水平．被拖动物块质量m＝1×103kg，与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，轮轴的角速度随时间变化的关系是ω＝2t rad/s，取g＝10 m/s2．下列判断正确的是
A．物块做匀速直线运动
B．物块做匀加速直线运动，加速度大小是2m/s2
C．钢绳对物块的拉力是5×103N
D．钢绳对物块的拉力是8×103N
11．如图所示，电动玩具小车在水平桌面上做匀速圆周运动。下列物理量中，可以用来描述小车运动变化快慢的是（　　）
A．位移 B．路程 C．角速度 D．向心加速度
12．如图所示，一球体绕轴O1O2以角速度旋转，A、B为球体上两点．下列说法中正确的（　　）
A．A、B两点具有相同的角速度
B．A、B两点具有相同的线速度
C．A、B两点具有相同的向心加速度
D．A、B两点的向心加速度方向都指向球心
13．如图所示，天花板上O点固定一拉力传感器，不可伸长的细线一端系在拉力传感器上，另一端系住一个可视为质点的金属小球，在O点正下方有一钉子，钉子到最低点B的距离为细线长度的。把细球线拉直，让小球从图中A位置由静止释放，细线碰上钉子前后瞬间拉力传感器的读数变化量为△F。多次改变k的值，但每次都让小球从A位置由静止释放，发现△F与k有一定的关系，则下列说法正确的是（　　）
A．△F与k值成正比 B．△F与k2成正比
C．△F与k-1成正比 D．△F与k+1成正比
14．由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，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，杆PQ始终保持水平。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点的线速度不变
B．P点的加速度方向不变
C．Q点在竖直方向做匀速运动
D．Q点在水平方向做变速运动
15．关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）
A．做曲线运动的物体加速度一定变化
B．物体在恒力作用下可能做匀速圆周运动
C．匀变速曲线运动在相同时间内速度的变化量都相同
D．物体在恒力作用下一定做匀变速直线运动
二、填空题（共4题）
16．如图所示，一小物块置于绕竖直轴转动的水平转盘上，随盘一起匀速转动，若已知小物块的质量为1kg，离转轴的距离为10cm，转盘的角速度为5rad/s，则物块所需向心力的大小为______N。
17．用一根细绳，一端系住一个质量为m 的小球，另一端悬在光滑水平面上方h处，绳长L大于h，使小球在桌面上做匀速圆周运动．求若使小球不离开桌面，其转速最大值是 ___________.
18．一物体在水平面上做匀速圆周运动，质量为1kg，物体做圆周运动的角速度为2.0rad/s，半径为0.5m，该物体做圆周运动的线速度为______m/s，向心加速度为______m/s2，受到的向心力为______N。
19．某实验小组使用如图所示的向心力演示器，探究影响向心力大小的因素。
（1）为了探究向心力与质量的关系，应将质量_________（填“相同”或“不同”）的两个小球分别放在位置_______（填“A”或“B”）和位置C；
（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在B、C位置。匀速转动手柄时，左边标尺露出1个分格，右边标尺露出9个分格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_________。
三、综合题（共4题）
20．用绳拴一沙袋，使沙袋在光滑水平面上做加速圆周运动，如图所示。
（1）分析绳对沙袋的拉力的作用效果。
（2）沙袋的速度大小如何变化？为什么？
21．如图所示，一条不可伸长的轻绳长为L，A、B为绳子的两端点，其中A端系在一半径为R的圆盘边缘，B端系着一质量为m的小球。圆盘和小球都紧贴在地面上，当圆盘绕O点匀速转动时，小球也跟着做匀速圆周运动，运动过程中绳子始终与圆盘边缘A点相切。已知圆盘在时间t内转动了n圈。求：
(1)小球运动的速度多大；
(2)小球受到的摩擦力大小。
22．一只半球壳半径为R，截口水平，现有一物体A，质量为m，位于半球面内侧，随半球面一起绕对称轴转动，如图．
（1）若A与球面间摩擦系数为μ，则物体刚好能贴在截口附近，这时角速度多大？
（2）若不考虑摩擦，则当球壳以上述角速度转动时，物体位于球面内侧的何处？
23．如图所示一质点沿顺时针方向做匀速圆周运动，在图中画出质点在A点向心力的方向和B点线速度的方向.
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．A
3．B
4．D
5．B
6．C
7．B
8．C
9．D
10．B
11．D
12．A
13．C
14．D
15．C
16．2.5N
17．
18． 1.0 2.0 2.0
19． 不同 B 3:1
20．
（1）绳对沙袋的拉力方向不经过圆心，即不与沙袋的速度方向垂直，而是与沙袋的速度方向成一锐角θ，如题图所示，拉力F有两个作用效果，一是改变线速度的大小，二是改变线速度的方向。
（2）由于拉力F沿切线方向的分力与v一致，故沙袋的速度增大。
21．(1)；(2)
22．
23．
答案第1页，共2页