6.3向心加速度同步练习（Word版含答案）

6.3向心加速度同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．小汽车的质量为1.0×10kg，它以4m/s的速度通过拱形桥最高点，已知最高点桥面的圆弧半径为16m．此时汽车所受的向心力大小为 ( )
A．0.5×10N B．1.0×10N C．4.0×10N D．9.0×10N
2．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．它描述的是线速度大小变化的快慢
C．它描述的是质点在圆周运动中向心力的变化快慢
D．以上说法都不正确
3．对于匀速圆周运动，下列有关物理量之间关系的描述正确的是（　　）
A．角速度一定与转速成正比 B．向心加速度一定与半径成反比
C．线速度一定与半径成正比 D．周期一定与半径成正比
4．质点做匀速圆周运动时（　　）
A．线速度越大，其周期一定很大
B．角速度大时，其周期一定大
C．线速度一定时，半径越大则周期越大
D．无论半径大小如何，角速度越大，则质点的速度方向变化得越快
5．如图所示，篮球绕中心线OO′以ω角速度转动，则（　　）
A．A点的角速度大于B点角速度
B．A、B两点线速度大小相等
C．A、B两点的周期相等
D．A、B两点向心加速度大小相等
6．如图所示，用起瓶器开启瓶盖时，起瓶器上A、B两点绕O点转动的角速度分别为和，线速度的大小分别为vA和vB，向心加速度的大小分别为aA和aB，下列说法正确的是（　　）
A．，vAB．，vA>vB，aAC．，vA=vB，aA>aB
D．，vA7．如图所示，用开瓶器开啤酒瓶盖，在手柄处施力，使开瓶器绕O点转动一定角度就可以将瓶盖打开，A为开瓶器的施力点，B为手柄上的某一点，假定O、A、B三点共线，则在开瓶器绕O点匀速转动的过程中（　　）
A．A点线速度不变 B．A、B两点的角速度相同
C．A、B两点的线速度大小相等 D．A、B两点的向心加速度大小之比
8．如图所示，为了体验劳动的艰辛，几位学生一起推磨将谷物碾碎，离磨中心距离相等的甲、乙两男生推磨过程中一定相同的是（　　）
A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．向心力的大小
9．物体在做匀速圆周运动的过程中，不发生变化的物理量是（　　）
A．向心力 B．线速度 C．周期
10．下列运动中加速度一定变化的是（　　）
A．减速直线运动 B．曲线运动
C．恒力作用下物体的运动 D．匀速圆周运动
11．如图甲所示，用不可伸长的轻绳拴住小球，使其绕固定点O在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点时的速度大小为v，绳子的拉力大小为，图像如图乙所示，图像中的数据a和b及重力加速度g都为已知量。以下说法正确的是（　　）
A．数据a与小球的质量有关
B．数据b与圆周轨道半径无关
C．的比值只与小球的质量有关，与圆周轨道半径无关
D．仅利用数据a和g能求出小球质量和圆周轨道半径
12．如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径 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（　　）
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点的线速度大小不相等 D．a点与d点的向心加速度大小相等
13．质点做匀速圆周运动，在相等的时间内（ ）
A．通过的弧长相等 B．位移相同
C．速度的变化相同 D．合外力相同
14．如图所示，在光滑水平面上，一小球在细线的拉力作用下，以角速度ω做半径为r的匀速圆周运动．则小球的向心加速度大小为
A． B． C． D．
15．如图所示，将一块均匀木板条轻轻平放在两轮上，两个轮子的半径均为R=0.20 m、间距为d =1.6 m，由电动机驱动以角速度=8.0 rad/s匀速同向转动，两轮的转动轴在同一水平面上，相互平行，开始时木板条的重心恰好在右轮的正上方．已知木板条的长度L＞2d，木板条与轮子间的动摩擦因数μ=0.16，则木板条运动到重心恰好到达左轮正上方所需的时间是
A．1 s B．0.785 s C．1.5 s D．条件不足，无法判断
二、填空题（共4题）
16．做匀速圆周运动的物体，经过一个周期，位移、路程、线速度、向心加速度、角速度这些物理量中，能够完全恢复原样的物理量是_______________________________________.
17．一个质量为4kg的物体在半径为4m的圆周上以4m/s的速率做匀速圆周运动，则向心加速度a＝________ m/s2，所需的向心力Fn＝________ N.
18．如下图为一圆环，其圆心为O，若以它的直径AB为轴做匀速转动，如图所示，则圆环上Q、P两点的线速度大小之比是____。若圆环的半径是20cm，绕AB轴转动的周期是0.2s，则环上Q点的向心加速度大小是_____m/s2。
19．探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。
（1）在这个实验中，利用了_______(选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系；
（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与______（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮；
（3）当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球半径的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1：2，则左、右两边塔轮的半径之比为________。
三、综合题（共4题）
20．一物体在水平面内沿半径R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v=0.2m/s，那么，求它的向心加速度，角速度，周期各是多少。
21．如图所示，在水平转盘上有一小木块，随转盘一起转动（木块与转盘间无相对滑动），木块到转轴的距离r=0.2m，圆盘转动的周期T=（s）。求：
(1)木块角速度大小；
(2)木块的线速度大小；
(3)木块的向心加速度大小。
22．(1)物体沿着圆周的运动是一种常见的运动，匀速圆周运动是当中最简单也是较基本的一种，由于做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻在变化，因而匀速周运动仍旧是一种变速运动，具有加速度。
可按如下模型来研究做匀速圆周运动的物体的加速度：设质点沿半径为r、圆心为O的圆周以恒定大小的速度v运动，某时刻质点位于位置A；经极短时间后运动到位置B，如图所示。试根据加速度的定义，推导质点在位置A时的加速度的大小；
(2)在研究匀变速直线运动的“位移”时，我们常旧“以恒代变”的思想；在研究曲线运动的“瞬时速度”时，又常用“化曲为直”的思想，而在研究一般的曲线运动时我们用的更多的是一种”化曲为圆”的思想，即对于一般的曲线运动，尽管曲线各个位置的弯曲程度不详，但在研究时，可以将曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看做半径为某个合适值的圆周运动的部分，进而采用圆周运动的分析方法来进行研究，叫做曲率半径。
如图乙所示，将物体以初速度v0斜向上抛出，与水平方向间的夹角为θ，试据此分析图所示的斜抛运动中，物体在轨迹最高点处的曲率半径（重力加速度为g）。
23．如图所示，物体A放在地球表面处，作出它随地球自转做匀速圆周运动时的加速度方向。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．A
4．C
5．C
6．A
7．B
8．B
9．C
10．D
11．B
12．D
13．A
14．B
15．C
16．位移 线速度 向心加速度 角速度
17． 4 16
18． 1∶ 10π2
19． 控制变量法 相同 挡板B 相同 2:1
20．0.2m/s2，1rad/s和
21．(1)；(2)；(3)
22．(1)或；(2)
23．
答案第1页，共2页