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高一物理必修二第六章6.3向心加速度同步训练
一、单选题
1.关于匀速圆周运动的物体的向心加速度,下列说法正确的( )
A.向心加速度的大小和方向都不变; B.向心加速度的大小和方向都不断变化;
C.向心加速度的大小变化,方向不变; D.向心加速度的大小不变,方向不断变化;
2.嘉兴某高中开设了糕点制作的选修课,小明同学在体验糕点制作“裱花”环节时,他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸(20cm)的蛋糕,在蛋糕上每隔4s均匀“点”一次奶油, 蛋糕一周均匀“点”上15个奶油,则下列说法正确的是( )
A.圆盘转动的转速约为2πr/min
B.圆盘转动的角速度大小为rad/s
C.蛋糕边缘的奶油线速度大小约为
D.蛋糕边缘的奶油向心加速度约为90m/s2
3.如图所示为两级皮带传动装置,转动时皮带均不打滑,中间两个轮子是固定在一起的,轮1的半径与轮2的半径相同,轮3的半径与轮4的半径相同,且为轮1与轮2半径的一半,则轮1边缘的a点与轮4边缘的c点向心加速度之比为
A.4: 1 B.1:4 C.8: 1 D.1: 8
4.如图所示,A、B分别为大、小齿轮边缘的两点,O1、O2分别为两齿轮的圆心。当大齿轮顺时针匀速转动时
A.小齿轮顺时针转动
B.A、B两点的角速度相等
C.A点的转动周期大于B点的转动周期
D.A点的向心加速度大于B点的向心加速度
5.甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动,在相同时间内,甲、乙通过的路程之比是3:2,运动方向改变的角度之比是4:3,则甲、乙的
A.线速度大小之比为3:2
B.角速度大小之比为3:4
C.圆周运动的半径之比为2:1
D.向心加速度大小之比为1:2
6.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
7.如图所示,地球绕过球心的轴O1O2以角速度ω旋转,A、B为地球表面上两点,下列说法中正确的是( )
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
8.如图所示,是中国古代玩具饮水鸟,它的神奇之处是,在鸟的面前放上一杯水,鸟就会俯下身去,把嘴浸到水里,“喝”了一口水后,鸟将绕着O点不停摆动,一会儿它又会俯下身去,再“喝”一口水.A、B是鸟上两点,OA>OB,则在摆动过程中
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
9.如图所示,在粗糙水平面上静止放有一个半圆球,将一个很小的物块放在粗糙程度处处相同的球面上,用始终沿球面的力F拉着小物块从A点沿球面匀速率运动到最高点B,半圆球始终静止。对于该过程下列说法正确的是
A.小物块所受合力始终为0
B.半圆球对小物块的支持力一直增大,摩擦力也一直增大
C.F大小一直不变
D.半圆球对地面的摩擦力始终向右
10.一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图(a)所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向已速度υ0抛出,如图(b)所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是
A. B. C. D.
11.如图所示,一位同学玩飞镖游戏.圆盘最上端有一点P,飞镖抛出时与P等高,且距离P点为L.当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动.忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点,则
A.飞镖击中P过程中单位时间内速度的变化量不相同
B.圆盘的半径为
C.圆盘转动角速度的最小值为1/2
D.P点的向心加速度始终不变
二、多选题
12.某物体做匀速圆周运动,下列描述其运动的物理量中,恒定不变的是 ( )
A.角速度 B.向心加速度
C.线速度 D.周期
13.下列关于向心加速度的说法中正确的是( )
A.向心加速度越大,物体速率变化越快
B.向心加速度越大,物体速度的大小和方向均变化越快
C.在匀速圆周运动中,向心加速度是时刻变化的
D.向心加速度的方向始终与速度方向垂直
14.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,是根据力的作用效果命名的
B.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中一个力或一个力的分力
C.对稳定的圆周运动,向心力是一个恒力
D.向心力的效果是改变质点的线速度大小
15.2017年7月23日,在第13届莫斯科航展上“俄罗斯勇士”飞行表演队完成了倒飞筋斗的动作。现将其简化成如图所示的光沿的板(飞机)和小球(飞行员),让小球在竖直面内始终与板相对静止且做匀速圆周运动。A为圆周的最高点,C为最低点,B,D与圆心O等高,且此时板与水平面成θ角。设小球的质量为m,做圆周运动半径为R, 线速度为v,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.小球通过C处时向心力与小球通过A处的向心力大小相等
B.小球在C'处受到板的弹力比在A处大5mg
C.在B、D两处板的倾角与小球的运动速度v应满足tanθ=
D.小球在B、D两处受到板的弹力为N=
16.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为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,b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点的线速度大小相等
D.a点与d点的向心加速度大小相等
17.如图所示,一个环绕中心线AB以一定的加速度转动,下列说法正确的是( )
A.P、Q两点的加速度相同
B.P、Q两点的线速度相同
C.P、Q两点的加速度之比为
D.P、Q两点的线速度之比为
18.如图所示,长为L的轻杆一端固定一个小球,另一端固定在光滑水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动,关于小球在过最高点的速度v,下列叙述中正确的是( )
A.v的极小值为
B.v由零逐渐增大,向心力也逐渐先减小后增大
C.当v由零逐渐增大,杆对小球的弹力也逐渐增大
D.当v由值逐渐减小时,杆对小球的弹力也逐渐增大
19.如图所示,一小物块(不计重力)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.小物块运动的角速度为2 rad/s
B.小物块做圆周运动的周期为π s
C.小物块在t=s内通过的位移大小为m
D.小物块在π s内通过的路程为零
20.如图为某一机械手表,其分针与时针上的点看作做匀速圆周运动,且分针长度是时针长度的1.5倍。下列说法正确的是( )
A.分针与时针的角速度之比是12:1
B.分针末端与时针末端的线速度之比是18:1
C.分针与时针的周期之比是12:1
D.分针末端与时针末端的加速度之比是216:1
21.如图所示,长L=0.5m的轻质细杆,一端固定有一个质量为m=3kg的小球,另一端由电动机带动,使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为v=2m/s。取g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A.小球通过最高点时,对杆的拉力大小是24N
B.小球通过最高点时,对杆的压力大小是6N
C.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是24N
D.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是54N
22.一小球质量为m,用长为L的悬绳(不可伸长,质量不计)固定于O点,在O点正下方处钉有一颗钉子.如图所示,将悬线沿水平方向拉直无初速度释放后,当悬线碰到钉子后的瞬间,则( )
A.小球的角速度突然增大
B.小球的线速度突然减小到零
C.小球的向心加速度突然增大
D.小球的向心加速度不变
三、解答题
23.假设地球是球形,其半径为,在赤道上有一个物体,求:
(1)由于地球自转,该物体的周期;
(2)该物体得到的向心加速度.
24.如图所示,小球A质量为m,固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。当小球经过最高点时,杆对球产生向下的拉力,拉力大小等于球的重力。
求:(1)小球到达最高时速度的大小。
(2)当小球经过最低点时速度为,杆对球的作用力的大小。
25.如图所示,轮O1、O3固定在同一转轴上,轮O1、O2用皮带连接且不打滑。在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点,分别为A、B、C,已知三个轮的半径比r1:r2:r3=2:1:1.求:
(1)A、B、C三点的角速度之比ωA:ωB:ωC
(2)A、B、C三点的向心加速度大小之比aA:aB:aC
26.如图所示,从高台边A点以某速度水平飞出的小物块(可看做质点),恰能从固定在某位置的光滑圆弧轨道CDM的左端C点沿圆弧切线方向进入轨道。圆弧轨道CDM的半径R=0.5m,O为圆弧的圆心,D为圆弧最低点,C、M在同一水平高度,OC与CM夹角为37°,斜面MN与圆弧轨道CDM相切与M点,MN与CM夹角53°,斜面MN足够长,已知小物块的质量m=3kg,第一次到达D点时对轨道的压力大小为78N,与斜面MN之间的动摩擦因数,小球第一次通过C点后立刻装一与C点相切且与斜面MN关于OD对称的固定光滑斜面,取重力加速度,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不考虑小物块运动过程中的转动,求:
(1)小物块平抛运动到C点时的速度大小;
(2)A点到C点的竖直距离;
(3)小物块在斜面MN上滑行的总路程。
27.如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动,盘面上离转轴距离0.1m处有一质量为m=1kg的小物体与圆盘始终保持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为μ=0.8(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为370,(已知:重力加速度g=10m/s2 ,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若ω=1 rad/s,求当小物体通过圆盘最高点时所受摩擦力的大小;
(2)若ω=1 rad/s,求当小物体通过与圆心等高处时所受摩擦力的大小;
(3)求符合条件的ω的最大值。
28.如图所示,质量为m=1kg的可视为质点的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑,圆弧轨道与质量为M=2kg的足够长的小车左端在最低点O点相切,并在O点滑上小车,水平地面光滑,当物块运动到障碍物Q处时与Q发生无机械能损失的碰撞。碰撞前物块和小车已经相对静止,而小车可继续向右运动(物块始终在小车上),小车运动过程中和圆弧无相互作用。已知圆弧半径R=1.0m,圆弧对应的圆心角θ为53°,A点距水平面的高度h=0.8m,物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。试求:
(1)小物块离开A点的水平初速度v1;
(2)小物块经过O点时对轨道的压力;
(3)第一次碰撞后直至静止,物块相对小车的位移和小车做匀减速运动的总时间。
29.如图所示,半径的两圆柱体A和B,转动轴互相平行且在同一水平面内,轴心间的距离为s=3.2m。两圆柱体A和B均被电动机带动以=6rad/s的角速度同方向转动,质量均匀分布的长木板无初速地水平放置在A和B上,其重心恰好在B的正上方。从木板开始运动计时,圆柱体转动两周,木板恰好不受摩擦力的作用,且仍沿水平方向运动。设木板与两圆柱体间的动摩擦因数相同。重力加速度g=10.0m/s2,取。求:
(1)圆柱体边缘上某点的向心加速度;
(2)圆柱体A、B与木板间的动摩擦因数;
(3)从开始运动到重心恰在A的正上方所需的时间。
参考答案
1.D 2.B 3.D 4.C 5.A 6.D 7.A 8.C 9.B 10.C
11.B 12.AD 13.CD 14.AB 15.ACD 16.CD 17.CD
18.BD 19.AB 20.ABD 21.BD 22.AC
23.(1) (2)
24.(1) (2)7mg
25.(1)1:2:1;(2)2:4:1。
26.(1)2m/s(2)0.128m(3)1m
27.(1)5.9N(2)6N(3)2rad/s
28.(1);(2);(3)。
29.(1)12.0m/s2 (2) 0.1 (3) 2.6s
答案第6页,总13页
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