6.3向心加速度 精选训练题
一、选择题
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30 r/min,B的转速为15 r/min.则两球的向心加速度之比为( )
A.1∶1 B.2∶1 C.4∶1 D.8∶1
2.如图所示为皮带传动装置的示意图,A、B为轮边缘上的两点,R>r。皮带传动时(皮带没有打滑),下列说法正确的是( )
A.角速度 B.线速度 C.向心加速度 D.周期
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a1>a2,下列判断正确的是( )
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
4.如图所示,质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变,那么( )
A.加速度为零
B.加速度恒定
C.加速度大小不变,方向时刻改变,但不一定指向圆心
D.加速度大小不变,方向时刻指向圆心
5.如图所示,靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑,大轮半径是小轮半径的2倍。A,B分别为大、小轮边缘上的点,C为大轮上一条半径的中点。则( )
A.两轮转动的角速度相等
B.大轮转动的角速度是小轮的2倍
C.质点加速度aA=2aB
D.质点加速度aB=4aC
6.关于质点做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.由a=ω2r可知,a与r成正比
B.由a=可知,a与r成反比
C.当v一定时,a与r成反比
D.由ω=2πn可知,角速度ω与转速n成正比
7.关于向心加速度,以下说法中正确的是( )
A.向心加速度的方向始终与线速度方向垂直
B.向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小
C.物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心
D.物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心
8.关于向心加速度,下列说法正确的是( )
A.向心加速度是描述线速度变化的物理量
B.向心加速度大小恒定,方向时刻改变
C.向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小
D.物体做非匀速圆周运动时,向心加速度的大小也可用an= 来计算
9.如图所示,在风力发电机的叶片上有A、B、C三点,其中A、C在叶片的端点,B在叶片的中点。当叶片转动时,下列说法正确的( )
A.A,B,C三点线速度大小都相同
B.A,B,C三点角速度大小都相等
C.A,B,C三点中,B点的向心加速度最小
D.A,B,C三点中,B点的转速最小
10.如图所示是甲、乙两球做圆周运动的向心加速度随轨迹半径变化的关系图像,下列说法中正确的是( )
A.甲球线速度大小保持不变
B.乙球线速度大小保持不变
C.甲球角速度大小保持不变
D.乙球角速度大小保持不变
11.在地球表面处取这样几个点放置相同物体:北极点A、赤道上一点B,AB弧的中点C、过C点的纬线上取一点D,如图所示,则( )
A.物体在B、C、D三点的角速度相同
B.物体在C、D两点的线速度大小相等
C.物体在B、C两点的向心加速度大小相等
D.物体在C、D两点的向心加速度大小相等
12.A、B两个质点分别做匀速圆周运动。若在相等时间内,两质点转过的圆心角之比=3∶2,通过的弧长之比sA∶sB=2∶3,则( )
A.A、B的角速度之比ωA∶ωB=3∶2
B.A、B的线速度之比vA∶vB=3∶2
C.A、B的周期之比TA∶TB=2∶3
D.A、B的向心加速度之比aA∶aB=2∶3
13.如图所示,一小物块以大小为a=4m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径R=1m,则下列说法正确的是( )
A.小球运动的角速度为2rad/s
B.小球做圆周运动的周期为πs
C.小球在t= s内通过的位移大小为 m
D.小球在πs内通过的路程为零
二、填空题
14.某物体做匀速圆周运动,周期为2s,半径为5m,则其角速度__________,线速度_______,向心加速度_________.
15.如图所示,A和B为两个紧靠在一起的硬质橡胶轮,两轮的半径之比A转动时带动B一起转动(转动过程中两轮间无打滑现象)两轮的角速度之比___________,两轮的边缘向心加速度之比___________。
16.飞行员从俯冲状态往上拉时,会发生黑视,第一是因为血压降低,导致视网膜缺血;第二是因为脑缺血.飞行员要适应这种情况,必须进行严格的训练,故飞行员的选拔是非常严格的。为了使飞行员适应飞行要求,要用如图所示的仪器对飞行员进行训练,飞行员坐在一个在竖直平面内做匀速圆周运动的舱内边缘,要使飞行员的加速度a=6g,则角速度ω=________rad/s。(R=20 m,g取10 m/s2)
三、解答题
17.如图所示,压路机大轮的半径R是小轮半径r的2倍,压路机匀速行进时,大轮边缘上A点的向心加速度是0.12m/s2,那么小轮边缘上的B点向心加速度是多少?大轮上距轴心的距离为的C点的向心加速度是多大?
18.如图所示,在一根细绳下端拴一个质量为m的小球,捏住绳子的上端,使小球在水平面内做匀速圆周运动,细绳就沿圆锥面旋转,这样就成了一个圆锥摆。已知绳的固定端到小球球心的长度为l,重力加速度为g。
(1)当细绳跟竖直方向的夹角为θ时,求小球运动的向心力大小和向心加速度大小;
(2)当细绳跟竖直方向的夹角为2θ时,求小球运动的角速度大小。
参考答案
1.D2.C3.D4.D5.D6.CD7.ABD8.CD9.BC10.AD11.ABD12.AC13.AB
14.
15.
16.
17.0.24m/s2,0.06m/s2
【解析】
大轮边缘上A点的线速度大小与小轮边缘上B点的线速度大小相等,由aA=和aB=得
aB=aA=2×0.12m/s2=0.24m/s2
C点和A点同在大轴上,角速度相同,由aA=ω2R和aC=ω2得
aC==×0.12m/s2=0.06m/s2
18.(1),;(2)
【解析】
(1)小球在水平面做匀速圆周运动,小球受到的合力提供向心力为Fn=mgtanθ
小球运动的向心加速度为an=gtanθ
(2)根据几何关系可知小球做圆周运动的半径为r=lsin2θ
小球受到的合力提供向心力,有mgtan2θ=mrω2
联立解得