6.3向心加速度 同步练习基础卷-试卷（Word版含答案）

人教版高中物理必修二6.3向心加速度 同步练习基础卷
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 一个质点受到两个互成锐角的力 F1 和 F2 的作用，由静止开始运动，若运动中保持两个力的方向不变，但 F1 突然增大 ΔF，则质点此后（　　）
A．有可能做匀速圆周运动
B．在相等时间内速度的变化量一定相同
C．可能做变加速曲线运动
D．一定做匀变速直线运动
2. “乐高”是老少皆宜的智力玩具，甲图为“乐高”玩具中的一种传动机构，乙图是其简化模型。已知两个大轮半径相等且大轮半径和小轮半径之比为3∶1，左右两轮靠皮带传动且不打滑。A、B分别是两个大轮边缘上的点，下列说法正确的是（ ）
A．因为左右两轮是靠皮带传动的，所以A、B两点的线速度大小相等
B．A、B两点周期之比是3∶1
C．A、B两点向心加速度大小相等
D．A、B两点的角速度之比是3∶1
3. 当物体做匀速圆周运动时，以下说法正确的是( )
A．物体速度保持不变
B．物体加速度保持不变
C．物体所受合外力大小保持不变
D．物体所受合外力为恒力
4. 地球上物体由于随地球自转运动而具有向心加速度。对此，下列说法中正确的有（　　）
A．方向都指向地心 B．赤道处最小
C．两极处最小 D．同一地点质量大的物体向心加速度也大
5. 关于物体的重力，下列说法中正确的是(　　)
A．同一物体在地球上的任何位置所受重力都相同
B．把物体从地面移向高空中，物体所受重力减小
C．同一物体在赤道上受到的重力比两极大
D．物体所受重力的方向与所受万有引力的方向一定不相同
6. 关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）
A．做匀速圆周运动物体的加速度大小不改变 B．做匀速圆周运动物体的速度大小不断改变
C．做匀速圆周运动物体的角速度不断改变 D．物体只有在恒力作用下，才能做匀速圆周运动
7. 某机械上的偏心轮如图所示，A、、三点为轮边缘上的点，为直径，为轮的圆心，为上的点，与平行。轮绕垂足为的轴转动，则（　　）
A．点A和点线速度相同
B．点A和点线速度相同
C．点A、点和点角速度相同
D．点的运行周期大于点的运行周期
8. 关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．由可知，匀速圆周运动的向心加速度恒定
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．匀速圆周运动也是一种平衡状态
D．向心加速度越大，物体速率变化越快
二、填空题（本大题共4道小题）
9. 一物体做半径为R，周期为T的匀速圆周运动，它的线速度为v______，向心加速度a______。
10. 小明骑着一辆自行车（甲图）在平直的路面上匀速前行，脚踏板连接的大齿轮与后轮上的小齿轮通过链条传动，可将大齿轮、小齿轮、后轮简化为如图乙所示模型，A、B、C分别为大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的一质点，则角速度ωA______ωB（填“＞”、“=”或“＜”），向心加速度aB______aC（填“＞”、“=”或“＜”）．
11. 如图所示，在男女双人花样滑冰运动中，男运动员以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动。若运动员的转速为30 r/min，女运动员触地冰鞋的线速度大小为4.8 m/s，则女运动员做圆周运动的角速度为________，触地冰鞋做圆周运动的半径为________，向心加速度大小为________。（π取3.14，结果均保留三位有效数字）
12. 半径50m的摩天轮匀速转动，周期为1200s。座舱经过底部弧长5m的范围为下客区域，则舱内乘客有______s时间出舱。若乘客能感受到的最小加速度约0.02m/s2，则乘客在乘坐该摩天轮时______（选填“能”或“不能”）感受到因转动而产生的加速度。
三、解答题（本大题共3道小题）
13. 做匀速圆周运动的物体，线速度大小为，物体从A到B的速度变化量大小为，已知A、B间弧长是，则物体向心加速度的大小为多少？（取3.14）
14. 月球绕地球公转的轨道接近圆，半径为，公转周期是天月球绕地球公转的向心力加速度是多大？
15. 飞机由俯冲转为上升的一段轨迹可以看成圆弧，如图所示，如果这段圆弧的半径r＝800 m，飞行员能承受的加速度最大为8g.飞机在最低点P的速率不得超过多少？(g＝10 m/s2)
答案
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 【答案】B
【详解】
BCD．质点原来是静止的，在F1、F2的合力的作用下开始运动，此时质点沿合力方向做直线运动，运动一段时间之后，物体就有了速度，而此时将F1突然增大为F1+△F，F1变大了，它们的合力也就变了，原来合力的方向与速度的方向在一条直线上，质点做的是直线运动，把F1改变之后，由平行四边形定则可知，合力的大小变了，合力的方向也变了，就不再和速度的方向在同一条直线上了，所以此后质点将做曲线运动，由于F1、F2都是恒力，改变之后它们的合力还是恒力，质点的加速度就是定值，所以质点以后做匀变速曲线运动，由△v=at知，a一定，则在相等的时间内速度的变化一定相等．故B正确，CD错误；
A．恒力作用下不可能做匀速圆周运动，选项A错误。
故选B。
2. 【答案】D
【详解】
A．设小轮边缘上有一点C，C和B是靠皮带传动，所以B、C的线速度大小相等，C和A同轴转动，所以C和A具有相同的角速度，根据v = ωr可知，A的线速度大于B的线速度，A错误；
B．A和C的周期相等，而B和C的线速度相等，有
B错误；
C．A、B两点向心加速度之比为
C错误；
D．根据
ω =
可知
D正确。
故选D。
3. 【答案】C
【详解】
A、匀速圆周运动的线速度大小不变，方向变化，是变速运动，故A错误；B、匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动，故B错误；C、物体所受合外力提供向心力，大小不变，但方向时刻指向圆心，是个变力，故C正确，D错误．故选C．
4. 【答案】C
【详解】
向心加速度指向做圆周运动的圆心，随地球自转的物体的向心加速度指向所在纬线的圆的圆心，轨道半径在赤道上最大，两极处最小，由a＝ω2r知，向心加速度在赤道处最大，两极处最小，与质量无关。
故选C。
5. 【答案】B
【解析】
【详解】
设地球自转的角速度为ω，在地球上赤道和两极，物体所受重力的方向与所受万有引力的方向是相同的，在赤道上，物体随地球自转需要向心力，则有；而在两极，物体不需要向心力，则有，可见，赤道物体的重力比两极的重力小，同一物体在地球上的不同位置所受重力不同，在地球上同一高度，同一物体在两极的重力大于赤道的重力，ACD错误；设地球的质量为M，半径为R，物体的质量为m，离地面的高度为h，不考虑地球自转的影响，则有，得，当把物体从地面移向高空中时，g减小，物体的质量m不变，则物体的重力也减小，B正确．
6. 【答案】A
【详解】
A． ，做匀速圆周运动物体的加速度大小不改变，故A正确；
B．做匀速圆周运动物体的速度大小不改变，故B错误；
C． ，做匀速圆周运动物体的角速度不改变，故C错误；
D．做匀速圆周运动需要向心力，向心力方向时刻改变，故不可能是恒力，故D错误；
故选A。
7. 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
轮上各点绕同一轴转动，则各点的角速度相等，根据
可知，周期相等，根据
v=ωr
点A和点线速度大小相同，但是方向不同；点A和点绕O＇点转动的半径不同，则线速度不相同。
故选C。
8. 【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．匀速圆周运动的向心加速度大小恒定，方向时刻变化。A错误；
B．因为向心力与速度方向垂直，向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。B正确；
C．匀速圆周运动受力不平衡，不是平衡状态。C错误；
D．向心加速度越大，物体速度的方向变化越快。D错误。
故选B。
二、填空题（本大题共4道小题）
9. 【答案】 ；
【详解】
由
联立可得
10. 【答案】 ＜ ； ＜
【解析】
【详解】
A、B两点靠链条传动，线速度相等，根据v=rω知，A、B两点角速度与半径成反比，rA＞rB，故ωA＜ωB ；B、C两点具有相等的角速度，由向心加速度a=ω2R知，B、C向心加速度与半径成正比，rB＜rC．故aB＜aC.
11. 【答案】 3.14 rad/s ； 1.53 m ； 15.1 m/s2
【详解】
男女运动员的转速、角速度是相同的。由
得
由
得
[3]由
得
12. 【答案】 19.1 不能
【详解】
摩天轮边缘的线速度为
舱内乘客能出舱的时间为
摩天轮边缘的向心加速度大小为
则乘客在乘坐该摩天轮时不能感受到因转动而产生的加速度。
三、解答题（本大题共3道小题）
13. 【答案】
【解析】
【分析】
求解向心加速度。
【详解】
做匀速圆周运动的物体从A到B的速度变化量大小为，线速度大小为，根据三角形定则可知，弧所对的圆心角，再由
得物体做圆周运动的半径
根据
解得物体的向心加速度大小
14. 【答案】
【详解】
试题分析：月球的公转周期为T=27.3天，轨道半径r等于月地距离，月球绕地球做匀速圆周运动，由求出月球的向心加速度．
月球的公转周期为：T=27.3天=27.3×24×3600s≈2.36×106s
则月球的向心加速度为：
代入数据解得：
15. 【答案】80m/s；
【详解】
飞机在最低点做圆周运动，其向心加速度最大不得超过8g才能保证飞行员安全，由an＝得v＝m/s＝80m/s.故飞机在最低点P的速率不得超过80m/s.
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