四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版必修2：2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度 课时作业（含解析）
文档属性
| 名称 | 四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版必修2：2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度 课时作业（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 132.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-02 13:52:38 | ||
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文档简介
2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度
课时作业（含解析)
1．甲、乙两物体均做匀速圆周运动，甲的质量和它的转动半径均为乙的一半，当甲转过60°时，乙在这段时间里正好转过45°，则甲、乙两物体的向心力之比为（ ）
A．1：4
B．2：3
C．4：9
D．9：16
2．如图所示，A、B两物体作匀速圆周运动时的向心加速度随半径变化的关系图线，其中B图线为双曲线，可得出
A．A物体运动时的线速度大小保持不变
B．A物体运动时的角速度大小保持不变
C．B物体运动时的角速度保持不变
D．B物体运动的线速度随r而改变
3．在光滑的水平面上一根细绳拉着一个小球在作匀速圆周运动，运动中不会发生变化的物理量是（
）
A．小球的速度
B．小球的动能
C．小球的加速度
D．细绳对小球的拉力
4．如图是一种叫“指尖陀螺”的玩具。当将陀螺绕位于中心A的转轴旋转时，陀螺上的B、C两点的周期、角速度、线速度和向心加速度的关系正确的是（）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，圆盘在水平面内匀速转动，质量为的小物块能够随圆盘一起转动，则以下说法正确的是（
）
A．小物块受到重力、支持力、向心力、摩擦力作用
B．小物块所受的摩擦力方向沿运动轨迹切线方向
C．圆盘对小物块的作用力大小为
D．当圆盘的转速变小时，小物块的向心力变小
6．如图所示，小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动。下列关于A的受力情况说法正确的是（
）
A．受重力、支持力
B．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C．受重力、支持力、与运动方向相反的摩擦力和向心力
D．受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力
7．如图所示，绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运（ ）
A．转速相同时，绳短的容易断
B．周期相同时，绳短的容易断
C．线速度大小相等时，绳短的容易断
D．线速度大小相等时，绳长的容易断
8．质量为m的物体沿着半径为r的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为v，如图所示，若物体与球壳之间的摩擦因数为μ，则物体在最低点时的（ ）
A．向心力为
B．对球壳的压力为
C．受到的摩擦力大小为μmg
D．受到的摩擦力大小为
9．链球运动员在将链球抛掷出去之前，总要双手抓住链条，加速转动几圈，如图所示，这样可以使链球的速度尽量增大，抛出去后飞行更远，在运动员加速转动的过程中，能发现他手中与链球相连的链条与竖直方向的夹角将随链球转速的增大而增大，则以下几个图象中能描述与的关系的是（ ）
A．
B．
C．D．
10．如上图所示小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做圆周运动，则A
的受力情况是（ ）
A．受重力，支持力
B．受重力，支持力和指向圆心的摩擦力
C．受重力，支持力，向心力和指向圆心的摩擦力
D．以上都不正确
11．如图所示，线段OA=3OB，A、B两球质量相等，当它们绕O点在光滑水平面上以相同的角速度转动时，两线段拉力之比TBA:TOB
=
．
12．A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，已知它们的轨迹半径之比为2∶1，在相同时间内运动方向改变的角度之比为3∶2，它们的向心加速度之比为
．
13．物体沿半径为20㎝的轨道做匀速圆周运动，已知其线速度为0.2m/s，则它运动的周期为_______s，向心加速度为________m/s2．
14．如图所使用，质量为0.1kg的小物体被长为0.2m的细线拴住，围绕竖直轴在光滑的水平面上匀速圆周运动，周期为0.5s。求：
(1)小物体线速度的大小；
(2)小物体向心加速度的大小；
(3)当细线的拉力是8N时，小物体角速度的大小。
参考答案
1．C
【解析】
本题考查匀速圆周运动向心力问题，由：
可得：
所以C正确。
故选C。
2．B
【解析】
AD.从图中可得B物体向心加速度与半径成反比，根据
知B的线速度大小不变，故AD错误；
BC.从图中可得A物体的向心加速度与半径成正比，根据
知A的角速度不变，故B正确，C错误．
3．B
【解析】
本题考查线速度、加速度、心向力。解决本题的关键知道匀速圆周运动的特点，拉力提供做圆周运动的向心力。
【详解】
AB．小球做匀速圆周运动，速度的大小不变，方向时刻改变，所以小球的速度不断改变，动能不变，故A错误，B正确；
C．小球做匀速圆周运动时，加速度的方向时刻指向圆心，大小不变，方向时刻改变，故C错误；
D．小球做匀速圆周运动时，绳子的拉力提供做圆周运动所需的向心力，向心力方向时刻指向圆心，大小不变，方向时刻改变，故D错误。
4．C
【解析】
由于是共轴转动，所以BC两点的角速度相等，则有：
则转动周期相等，即：
由于C的半径大于B的半径，所以根据：
知C的线速度大于B的线速度，即：
根据：
则有：
故ABD错误，C正确。
5．D
【解析】
A．向心力由其他力提供，不是受到向心力，A错误；
B．小物块在水平面做匀速圆周运动，由摩擦力提供向心力，即摩擦力指向圆心，B错误；
C．圆盘对小物块有支持力大小等于重力，摩擦力提供向心力，所以圆盘对小物块的作用力大小为两个力的合力，大于重力，C错误；
D．由向心力公式：
可知，当圆盘的转速变小时，小物块的向心力变小，D正确。
故选D。
6．B
【解析】
物块A随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故B正确。
故选B。
7．C
【解析】
A．据牛顿第二定律得
m一定，当转速相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断，故A错误；
B．根据牛顿第二定律得
m一定，当周期T相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断，故B错误；
CD．根据牛顿第二定律得
m一定，当v相同时，绳长r越短，绳子拉力越大，绳子越容易断，故C正确，D错误。
故选C。
8．D
【解析】
A．由题可知，物体在最低点时的速度大小为v，则物体的向心力为
故A错误；
B．物体在最低点时，合力提供向心力，即
则物体对球壳的压力为
故B错误；
CD．根据滑动摩擦力的计算公式可得，物块受到的摩擦力为
故C错误，D正确。
故选D。
9．D
【解析】
设链条长为L，链球圆周运动的向心力是重力mg和拉力F的合力，向心力：
解得，故选D．
10．B
【解析】
物体受到重力，圆盘的支持力，指向圆心的静摩擦力三个力作用，其中重力和支持力平衡，指向圆心的摩擦力充当向心力，因为向心力是一个合力，故不能与充当它的那几个力同时存在，B正确。
故选B。
11．3:4
【解析】
对A球进行受力分析，；以B对象，则有，依题意有角速度相等，根据已知条件OA=3OB，解得两段拉力之比为TBA:TOB
=3:4．
12．9:2
【解析】
因为相同时间内运动方向改变的角度之比为3：2，则角速度之比为3：2，根据a=rω2得，向心加速度之比为：．
13．2
0.2
【解析】
根据时，；向心加速度：
14．（1）0.8πm/s；（2）3.2π2m/s2；（3）20rad/s
【解析】
(1)由得
(2)由得
(3)由得
课时作业（含解析)
1．甲、乙两物体均做匀速圆周运动，甲的质量和它的转动半径均为乙的一半，当甲转过60°时，乙在这段时间里正好转过45°，则甲、乙两物体的向心力之比为（ ）
A．1：4
B．2：3
C．4：9
D．9：16
2．如图所示，A、B两物体作匀速圆周运动时的向心加速度随半径变化的关系图线，其中B图线为双曲线，可得出
A．A物体运动时的线速度大小保持不变
B．A物体运动时的角速度大小保持不变
C．B物体运动时的角速度保持不变
D．B物体运动的线速度随r而改变
3．在光滑的水平面上一根细绳拉着一个小球在作匀速圆周运动，运动中不会发生变化的物理量是（
）
A．小球的速度
B．小球的动能
C．小球的加速度
D．细绳对小球的拉力
4．如图是一种叫“指尖陀螺”的玩具。当将陀螺绕位于中心A的转轴旋转时，陀螺上的B、C两点的周期、角速度、线速度和向心加速度的关系正确的是（）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，圆盘在水平面内匀速转动，质量为的小物块能够随圆盘一起转动，则以下说法正确的是（
）
A．小物块受到重力、支持力、向心力、摩擦力作用
B．小物块所受的摩擦力方向沿运动轨迹切线方向
C．圆盘对小物块的作用力大小为
D．当圆盘的转速变小时，小物块的向心力变小
6．如图所示，小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动。下列关于A的受力情况说法正确的是（
）
A．受重力、支持力
B．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C．受重力、支持力、与运动方向相反的摩擦力和向心力
D．受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力
7．如图所示，绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运（ ）
A．转速相同时，绳短的容易断
B．周期相同时，绳短的容易断
C．线速度大小相等时，绳短的容易断
D．线速度大小相等时，绳长的容易断
8．质量为m的物体沿着半径为r的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为v，如图所示，若物体与球壳之间的摩擦因数为μ，则物体在最低点时的（ ）
A．向心力为
B．对球壳的压力为
C．受到的摩擦力大小为μmg
D．受到的摩擦力大小为
9．链球运动员在将链球抛掷出去之前，总要双手抓住链条，加速转动几圈，如图所示，这样可以使链球的速度尽量增大，抛出去后飞行更远，在运动员加速转动的过程中，能发现他手中与链球相连的链条与竖直方向的夹角将随链球转速的增大而增大，则以下几个图象中能描述与的关系的是（ ）
A．
B．
C．D．
10．如上图所示小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做圆周运动，则A
的受力情况是（ ）
A．受重力，支持力
B．受重力，支持力和指向圆心的摩擦力
C．受重力，支持力，向心力和指向圆心的摩擦力
D．以上都不正确
11．如图所示，线段OA=3OB，A、B两球质量相等，当它们绕O点在光滑水平面上以相同的角速度转动时，两线段拉力之比TBA:TOB
=
．
12．A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，已知它们的轨迹半径之比为2∶1，在相同时间内运动方向改变的角度之比为3∶2，它们的向心加速度之比为
．
13．物体沿半径为20㎝的轨道做匀速圆周运动，已知其线速度为0.2m/s，则它运动的周期为_______s，向心加速度为________m/s2．
14．如图所使用，质量为0.1kg的小物体被长为0.2m的细线拴住，围绕竖直轴在光滑的水平面上匀速圆周运动，周期为0.5s。求：
(1)小物体线速度的大小；
(2)小物体向心加速度的大小；
(3)当细线的拉力是8N时，小物体角速度的大小。
参考答案
1．C
【解析】
本题考查匀速圆周运动向心力问题，由：
可得：
所以C正确。
故选C。
2．B
【解析】
AD.从图中可得B物体向心加速度与半径成反比，根据
知B的线速度大小不变，故AD错误；
BC.从图中可得A物体的向心加速度与半径成正比，根据
知A的角速度不变，故B正确，C错误．
3．B
【解析】
本题考查线速度、加速度、心向力。解决本题的关键知道匀速圆周运动的特点，拉力提供做圆周运动的向心力。
【详解】
AB．小球做匀速圆周运动，速度的大小不变，方向时刻改变，所以小球的速度不断改变，动能不变，故A错误，B正确；
C．小球做匀速圆周运动时，加速度的方向时刻指向圆心，大小不变，方向时刻改变，故C错误；
D．小球做匀速圆周运动时，绳子的拉力提供做圆周运动所需的向心力，向心力方向时刻指向圆心，大小不变，方向时刻改变，故D错误。
4．C
【解析】
由于是共轴转动，所以BC两点的角速度相等，则有：
则转动周期相等，即：
由于C的半径大于B的半径，所以根据：
知C的线速度大于B的线速度，即：
根据：
则有：
故ABD错误，C正确。
5．D
【解析】
A．向心力由其他力提供，不是受到向心力，A错误；
B．小物块在水平面做匀速圆周运动，由摩擦力提供向心力，即摩擦力指向圆心，B错误；
C．圆盘对小物块有支持力大小等于重力，摩擦力提供向心力，所以圆盘对小物块的作用力大小为两个力的合力，大于重力，C错误；
D．由向心力公式：
可知，当圆盘的转速变小时，小物块的向心力变小，D正确。
故选D。
6．B
【解析】
物块A随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故B正确。
故选B。
7．C
【解析】
A．据牛顿第二定律得
m一定，当转速相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断，故A错误；
B．根据牛顿第二定律得
m一定，当周期T相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断，故B错误；
CD．根据牛顿第二定律得
m一定，当v相同时，绳长r越短，绳子拉力越大，绳子越容易断，故C正确，D错误。
故选C。
8．D
【解析】
A．由题可知，物体在最低点时的速度大小为v，则物体的向心力为
故A错误；
B．物体在最低点时，合力提供向心力，即
则物体对球壳的压力为
故B错误；
CD．根据滑动摩擦力的计算公式可得，物块受到的摩擦力为
故C错误，D正确。
故选D。
9．D
【解析】
设链条长为L，链球圆周运动的向心力是重力mg和拉力F的合力，向心力：
解得，故选D．
10．B
【解析】
物体受到重力，圆盘的支持力，指向圆心的静摩擦力三个力作用，其中重力和支持力平衡，指向圆心的摩擦力充当向心力，因为向心力是一个合力，故不能与充当它的那几个力同时存在，B正确。
故选B。
11．3:4
【解析】
对A球进行受力分析，；以B对象，则有，依题意有角速度相等，根据已知条件OA=3OB，解得两段拉力之比为TBA:TOB
=3:4．
12．9:2
【解析】
因为相同时间内运动方向改变的角度之比为3：2，则角速度之比为3：2，根据a=rω2得，向心加速度之比为：．
13．2
0.2
【解析】
根据时，；向心加速度：
14．（1）0.8πm/s；（2）3.2π2m/s2；（3）20rad/s
【解析】
(1)由得
(2)由得
(3)由得