5.5向心加速度同步练习
一、选择题
1.下列有关向心加速度的表达式正确的是
A. B. C. D.
2.(多选题)关于匀速圆周运动的向心加速度,下列说法正确的是( )
A.向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量
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.向心加速度恒定
D.向心加速度的方向时刻发生变化
3.甲乙两个做匀速圆周运动的质点,它们的角速度之比为3:1,线速度之比为2:3,质量之比为1:1,那么下列说法中正确的是( )
A.它们的半径之比是2:3
B.它们的向心加速度之比为2:1
C.它们的周期之比为3:1
D.它们的向心力之比为1:2
4.质点做匀速圆周运动,用v、ω、R、a、T分别表示其线速度、角速度、轨道半径、加速度和周期的大小,则下列关系正确的是( )
A.v=ωR、ω=2πT B.v=ωR、a=2Rω C.ω=Rv、ωT=2π D.v=、a=vω
5.(多选题)A、B两个质点,分别做匀速圆周运动,在相同的时间内它们通过的路程之比sA:sB=2:3,转过的角度之比φA:φB=3:2,则下列说法正确的是( )
A.它们的半径之比RA:RB=2:3 B.它们的半径之比RA:RB=4:9
C.它们的周期之比TA:TB=2:3 D.它们的周期之比TA:TB=3:2
6.如图所示的皮带传动装置中,甲轮的轴和塔轮丙和乙的轴均为水平轴,其中,甲、丙两轮半径相等,乙轮半径是丙轮半径的一半.A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点,若传动中皮带不打滑,则( )
A.A、B两点的线速度大小之比为2:1
B.B、C两点的角速度大小之比为1:2
C.A、B两点的向心加速度大小之比为2:1
D.A、C两点的向心加速度大小之比为1:4
7.(多选题)图中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,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c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d点的加速度大小相等 D.a点与d点的角速度大小相等
8.关于向心加速度,以下说法正确的是( )
A.它描述了角速度变化的快慢
B.它描述了线速度大小变化的快慢
C.它描述了线速度方向变化的快慢
D.公式a=只适用于匀速圆周运动
9.如图所示,悬线一端系一小球,另一端固定于O点,在O点正下方的P点钉一个钉子,使悬线拉紧与竖直方向成一角度θ然后由静止释放小球,当悬线碰到钉子时,下列说法正确的是( )
①小球的瞬时速度突然变大
②小球的加速度突然变大
③小球所需的向心力突然变大
④悬线所受的拉力突然变大.
A.①③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③
10.如图所示,某转笔高手能让笔绕其上的某一点O匀速转动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是()
A. 笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越大
B. 笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由重力提供的
C. 若该同学使用水笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动被甩走
D. 若该同学使用的是金属笔杆,且考虑地磁场的影响,则笔杆一定会受到安培力的作用
11.(多选题)小球做匀速圆周运动,半径为R,向心加速度为a,则( )
A.小球的角速度为ω=
B.小球的运动周期T=2
C.小球的时间t内通过的路程s=?t
D.小球在时间t内通过的路程s=?t
12.(多选题)放在赤道上的物体Ⅰ和放在北纬60°处的物体Ⅱ,由于地球的自转,则它们随地球自转的( )
A.角速度之比为ωⅠ:ωⅡ=2:1
B.线速度之比为vⅠ:vⅡ=2:1
C.向心加速度之比为aⅠ:aⅡ=2:1
D.向心加速度之比为aⅠ:aⅡ=4:1
13.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示.将两球由静止释放.在各自轨迹的最低点,( )
A.P球的速度一定大于Q球的速度
B.P球的动能一定小于Q球的动能
C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
14.(多选题)如图所示,两个啮合的齿轮,其中小齿轮半径为10cm,大齿轮半径为20cm,大齿轮中C点离圆心O2的距离为10cm,A、B两点分别为两个齿轮边缘上的点,则A、B、C三点的( )
A.线速度之比是1:1:1 B.角速度之比是1:1:1
C.向心加速度之比是4:2:1 D.转动周期之比是1:2:2
15.物体做匀速圆周运动的过程中,保持不变的物理量是( )
A.速度 B.周期 C.向心力 D.向心加速度
16.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.它描述的是角速度变化的快慢
D.以上说法都不正确
17.如图所示,在匀速转动的圆盘上有一个与转盘相对静止的物体,物体相对于转盘的运动趋势是( )
A.沿切线方向 B.沿半径指向圆心
C.沿半径背离圆心 D.没有运动趋势
18.(多选题)如图是磁带录音机的磁带盒的示意图,A、B为缠绕磁带的两个轮子边缘上的点,两轮的半径均为r,在放音结束时,磁带全部绕到了B轮上,磁带的外缘半径R=3r,C为磁带外缘上的一点,则此时开始进行倒带的瞬间( )
A.A、B、('三点的角速度之比1:3:3
B.A、B、C三点的线速度之比3:1:3
C.A、B、C三点的周期之比1:3:3
D.A、B、C三点的向心加速度之比9:1:3
19.(多选题)小球做匀速圆周运动,半径为R,向心加速度为a,则( )
A.小球的角速度为ω=
B.小球的运动周期T=2π
C.小球的时间t内通过的位移s=?t
D.小球在时间t内通过的位移s=?t
二、填空题
20.如图为一皮带传动装置,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点和c点分别位于轮轴小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中,皮带不打滑.则a、b、c三点的线速度大小之比为 ;a、b、c三点的角速度大小之比为 ;a、b、c三点的向心加速度大小之比为 .
21、如图所示,水平转台高1.25m,半径为0.2m,可绕通过圆心处的竖直转轴转动.转台的同一半径上放有质量均为0.4kg的可看成质点小物块A、B,A与转轴间距离为0.1m,B位于转台边缘处,A、B间用长0.1m的细线相连,A、B与水平转台间最大静摩擦力均为0.54N,g=10m/s2.
(1)当转台的角速度达到多大时细线上出现张力?
(2)若细线承受能力足够大,当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动?
(3)若A物块恰好将要滑动时细线断开,不计空气阻力,求B平抛过程的水平射程?
答案
1.ABC 2.ABD 3.B 4.D 5.BC 6.D 7.AC 8.C 9.B 10.C 11.BD 12.BC 13.C 14.CD 15.B 16.A 17.C 18.BCD 19.BD
20.2:1:2; 2:1:1; 4:1:2.
21、(1)当B的摩擦力达到最大时,绳子开始出现张力,隔离对B分析,根据牛顿第二定律得,,
解得.
(2)当ω增大,A受静摩擦力也达到最大静摩擦力时,A开始滑动,设这时的角速度为ω′,
对A物块有:fm﹣FT=mω2r
对B物块有:fm+FT=mω2(2r)
代入数据得角速度为:ω=3rad/s.
(3)细线断开时,B的线速度v=rBω=0.2×3m/s=0.6m/s,
根据h=得,平抛运动的时间t=,
B平抛运动的水平射程x=vt=0.6×0.5m=0.3m.
答:(1)当转台的角速度达到2.6rad/s时细线上出现张力;
(2)若细线承受能力足够大,当转台的角速度达到3rad/s时A物块开始滑动;
(3)B平抛过程的水平射程为0.3m.