2020-2021学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册课后作业:6.2 向心力Word版含答案

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名称 2020-2021学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册课后作业:6.2 向心力Word版含答案
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-04-17 13:57:37

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文档简介

6-2
向心力
课后作业
1、下列关于向心力的说法中正确的是(  )
A.
物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B.
向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小
C.
做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力
D.
做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
2、关于向心力的说法正确的是(  )
A.
向心力不改变做圆周运动物体速度的大小
B.
做匀速圆周运动的物体受到的向心力即为物体受到的合力
C.
做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的
D.
物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
3.用细线拴着一个小球,在光滑水平面上作匀速圆周运动,下列说法中正确的是(  )
A.
小球线速度大小一定时,线越长越容易断
B.
小球线速度大小一定时,线越短越容易断
C.
小球角速度一定时,线越短越容易断
D.
绳长一定时,小球角速度越小,线越容易断
4、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体,物体随筒一起转动,物体所需的向心力由下面哪个力来提供(  )
A.
重力
B.
弹力
C.
静摩擦力
D.
滑动摩擦力
5、如图所示,一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动,则关于老鹰受力的说法正确的是(  )
A.
老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用
B.
老鹰受重力和空气对它的作用力
C.
老鹰受重力和向心力的作用
D.
老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用
6、如图所示,小物体A与水平圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,则A受力情况是(  )
A.
重力、支持力
B.
重力、向心力
C.
重力、支持力、指向圆心的摩擦力
D.
重力、支持力、向心力、摩擦力
7、荡秋千是人们平时喜爱的一项休闲娱乐活动,如图所示,某同学正在荡秋千,A和B分别为运动过程中的最低点和最高点,若忽略空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.
在B位置时,该同学受到的合力为零
B.
在A位置时,该同学对秋千板的压力大于秋千板对该同学的支持力
C.
在由A到B的过程中,该同学受到的向心力逐渐增大
D.
在由A到B的过程中,该同学受到的向心力逐渐减小
8、质量为的飞机以速率在水平面内做半径为的匀速圆周运动,如图所示,则空气对飞机的作用力大小为(  )
A.
B.
C.
D.
9、一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑,在下滑过程中由于摩擦力的作用,物块的速率恰好保持不变,如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.
物块所受合外力为零
B.
物块所受合外力越来越大
C.
物块所受合外力大小保持不变,但方向时刻改变
D.
物块所受摩擦力大小变化
10、如图所示,光滑杆偏离竖直方向的夹角为,杆以O为支点绕竖直线旋转,质量为m的小球套在杆上可沿杆滑动。当杆角速度为ω1时,小球的旋转平面在A处,线速度为v1,球对杆的压力为N1;当杆角速度为ω2时,小球的旋转平面在B处,线速度为v2,球对杆的压力为N2,则有(  )
A.
N1=N2
B.
N1C.
v1>v2
D.
ω1<ω2
11、两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A、B,细线上端固定在同一点,绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动.已知A球细线跟竖直方向的夹角为30°,B球细线跟竖直方向的夹角为60°,下列说法正确的是(

A.
小球A和B的角速度大小之比小球的1:1
B.
小球A和B的线速度大小之比为1:3
C.
小球A和B的向心力大小之比为1:1
D.
小球A和B所受细线拉力大小之比为1:
12、如图所示,质量为m的物体与转台之问的动摩擦因数为μ,物体与转轴间距离为R,物体随转台由静止开始转动,当转台转速增加到某一值后转台开始匀速转动,整个过程中物体相对于转台静止不动,则以下判断正确的是(  )
A.
转台转速增加的过程中,转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴
B.
转台转速增加的过程中,转台对物体静摩擦力的方向跟物体速度间夹角一定小于90°
C.
转台匀速转动的过程中,转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴
D.
转台匀速转动的过程中,转台对物体静摩擦力的方向一定跟物体的速度方向相反
13、如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动.座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,则座舱(  )
A.
运动周期为
B.
转速的大小为
C.
受摩天轮作用力的大小始终为mg
D.
所受合力的大小始终为0
14、如图所示,质量不计的轻质弹性杆插入桌面上的小孔中,杆的另一端固定一质量为m的小球,今使小球在水平面内作半径为R的匀速圆周运动,角速度为ω,则下列说法正确的是
(
)
A.
小球所受的合外力大小为mω2R
B.
小球所受的合外力大小为
C.
小球对杆作用力的大小为
D.
小球对杆作用力的大小为
15、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上有两个质量相同的物块P和Q两物块均可视为质点,它们随圆盘一起做匀速圆周运动,线速度大小分别为和,摩擦力大小分别为和,下列说法中正确的是
A.
B.
C.
D.
16、甲、乙两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧测力计做圆周运动,如图所示,已知两人的质量m甲>m乙,下列判断正确的是(  )
A.
甲、乙的线速度大小相等
B.
甲、乙的角速度大小相等
C.
甲、乙的轨迹半径相等
D.
甲受到的向心力比较大
17、用如图所示的向心力演示仪探究向心力大小与半径(R)、角速度(),质量()的关系。匀速转动手柄,可以使塔轮和旋臂随之匀速转动,根据两边标尺露出红白相间的等分格数可以粗略地表示两个球的向心力的比值。回答下列问题:
(1)下列实验的实验方法与本实验相同的是___________。
A.验证力的平行四边形定则
B.
验证牛顿第二定律
C.
伽利略对自由落体的研究
(2)皮带放在相同的塔轮半径上,两小球放在如图中两旋臂的相同半径位置上,则选用的相同大小两个小球的材质___________。(填“相同”“不相同”)
(3)向心力演示仪提供了两个圆周运动通过两运动的对比来探究向心力与其他三个因素的关系,这里还用到了另一个实验方法——对比实验法。相同材质的两小球,分别放在两旋臂的相同半径位置上,皮带放在半径之比等于3:1的塔轮半径上,则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为___________。多次改变皮带位置,通过对比皮带位置半径之比和向心力大小之比的对比值,可以发现向心力F与___________成正比。
18、向心力演示器如图所示,用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m,角速度ω和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
(1)在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的______;
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.演绎法
(2)图中所示,若两个钢球质量和运动半径相等,则是在研究向心力的大小F与______的关系;
A.钢球质量m
B.运动半径r
C.角速度ω
(3)图中所示,若两个钢球质量和运动半径相等,图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为1:4,则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为______。
A.2:1
B.1:2
C.4:1
D.1:4
19、无动力风帽又叫球形通风器,是屋顶常见的一种通风设备。一风帽如图所示,它会在自然风的推动下绕其竖直中心轴旋转。在其边缘某处粘有一块质量为m的橡皮泥,过橡皮泥所处的位置的一条切线竖直,橡皮泥到中心轴的距离为l。某段时间内,风帆做匀速圆周运动,在时间t内发现风帽旋转了n圈。重力加速度大小为g。求:
(1)橡皮泥线速度的大小;
(2)风帽对橡皮泥作用力的大小。
20、如图所示,P点位于悬挂点正下方的地面上,质量m的小球用细线拴住,线长l,细线所受拉力达到2mg时就会被拉断.当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时,细线恰好被拉断,此时小球距水平地面的高度h,求
(1)细线被拉断瞬间小球的速度大小?
(2)小球落地点到P点的距离?
6-2
向心力
课后作业
1、下列关于向心力的说法中正确的是(  )
A.
物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B.
向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小
C.
做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力
D.
做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
【答案】BC
【解析】A.物体做圆周运动就需要有向心力,向心力是由外界提供的,不是物体本身产生的,故A错误;
B.向心力总是与速度方向垂直,不做功、不能改变速度的大小,但改变速度的方向,故B正确;
C.做匀速圆周运动的物体向心力是以效果命名的,是由物体所受合外力提供的,故C正确;
D.在非匀速圆周运动中,其向心力是由合外力指向圆心的分力提供的,故D错误。
故选BC。
2、关于向心力的说法正确的是(  )
A.
向心力不改变做圆周运动物体速度的大小
B.
做匀速圆周运动的物体受到的向心力即为物体受到的合力
C.
做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的
D.
物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
【答案】A
【解析】A.向心力只改变运动的方向,不改变速度的大小,A正确;
B.做匀速圆周运动的物体由合外力提供向心力,但不是受到向心力,B错误;
C.向心力方向指向圆心,圆周运动过程中,向心力的方向一直在变,C错误;
D.物体由于有外力提供向心力才会做圆周运动,D错误。
故选A。
3.用细线拴着一个小球,在光滑水平面上作匀速圆周运动,下列说法中正确的是(  )
A.
小球线速度大小一定时,线越长越容易断
B.
小球线速度大小一定时,线越短越容易断
C.
小球角速度一定时,线越短越容易断
D.
绳长一定时,小球角速度越小,线越容易断
【答案】B
【解析】AB.
根据牛顿第二定律得,细线的拉力,小球线速度大小v一定时,线越短,圆周运动半径r越小,细线的拉力F越大,细线越容易断,A错误,B正确;
C.
根据牛顿第二定律得,细线的拉力,小球角速度大小ω一定时,线越短,圆周运动半径r越小,细线的拉力F越小,细线越不容易断,C错误;
D.
根据牛顿第二定律得,细线的拉力,绳长一定时,圆周运动半径r一定,小球角速度ω越小,细线的拉力F越小,细线越不容易断,D错误。
故选B。
4、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体,物体随筒一起转动,物体所需的向心力由下面哪个力来提供(  )
A.
重力
B.
弹力
C.
静摩擦力
D.
滑动摩擦力
【答案】B
【解析】物体做匀速圆周运动,合力指向圆心,对物体进行受力分析,如图所示
物体受重力G、向上的静摩擦力和指向圆心的弹力,其中重力G与静摩擦力平衡,弹力提供向心力,ACD错误,B正确。
故选B。
5、如图所示,一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动,则关于老鹰受力的说法正确的是(  )
A.
老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用
B.
老鹰受重力和空气对它的作用力
C.
老鹰受重力和向心力的作用
D.
老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用
【答案】B
【解析】老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动,合力指向圆心,提供向心力,则老鹰受到的重力和空气对它的作用力的合力提供向心力,向心力是效果力,不是老鹰受到的,故B正确,ACD错误。
故选B。
6、如图所示,小物体A与水平圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,则A受力情况是(  )
A.
重力、支持力
B.
重力、向心力
C.
重力、支持力、指向圆心的摩擦力
D.
重力、支持力、向心力、摩擦力
【答案】C
【解析】物体受到重力、支持力、静摩擦力,其中,指向圆心的静摩擦力提供向心力,C正确。
故选C。
7、荡秋千是人们平时喜爱的一项休闲娱乐活动,如图所示,某同学正在荡秋千,A和B分别为运动过程中的最低点和最高点,若忽略空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.
在B位置时,该同学受到的合力为零
B.
在A位置时,该同学对秋千板的压力大于秋千板对该同学的支持力
C.
在由A到B的过程中,该同学受到的向心力逐渐增大
D.
在由A到B的过程中,该同学受到的向心力逐渐减小
【答案】D
【解析】A.在B位置时,该同学的速度为零,向心力为零,即合力沿绳子方向的分力为零,但合力沿圆弧在B点的切线方向的分力不为零,A错误;
B.根据牛顿第三定律可知,在A位置时,该同学对秋千板的压力大小等于秋千板对该同学的支持力的大小,B错误;
CD.在由A到B过程中,该同学的速度逐渐减小,由
分析知,该同学受到的向心力逐渐减小,C错误,D正确。
故选D。
8、质量为的飞机以速率在水平面内做半径为的匀速圆周运动,如图所示,则空气对飞机的作用力大小为(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】作出受力图,用合成法或正交分解法均可求解。
飞机受到竖直向下的重力和空气给的作用力,两力之和充当向心力,如图所示
故有
故选B。
9、一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑,在下滑过程中由于摩擦力的作用,物块的速率恰好保持不变,如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.
物块所受合外力为零
B.
物块所受合外力越来越大
C.
物块所受合外力大小保持不变,但方向时刻改变
D.
物块所受摩擦力大小变化
【答案】CD
【解析】物块下滑过程中速率保持不变,做匀速圆周运动,加速度不能等于零,合外力提供向心力,向心力大小不变,重力的切向分力等于滑动摩擦力。
AB.物块下滑过程中速率保持不变,做匀速圆周运动,加速度不能等于零,根据:合外力不为零,且大小保持不变,A、B错误;
C.根据:物块所受的合力大小不变,因做匀速圆周运动,合力指向圆心,方向不断变化,故C正确;
D.对物块受力分析知物块所受摩擦力总是与重力沿切线方向的分力G1相等,因随物块下滑G1逐渐减小,故物块所受摩擦力也逐渐减小,故D正确。
故选CD。
10、如图所示,光滑杆偏离竖直方向的夹角为,杆以O为支点绕竖直线旋转,质量为m的小球套在杆上可沿杆滑动。当杆角速度为ω1时,小球的旋转平面在A处,线速度为v1,球对杆的压力为N1;当杆角速度为ω2时,小球的旋转平面在B处,线速度为v2,球对杆的压力为N2,则有(  )
A.
N1=N2
B.
N1C.
v1>v2
D.
ω1<ω2
【答案】A
【解析】小球在光滑杆上受重力和支持力作用,两力的合力提供小球圆周运动的向心力,如图所示:
AB.由图可知,支持力
故支持力大小不变,故A正确B错误;
C.由
解得
由于RAD.设小球运动的半径为R,则有
解得
由于RAω2,故D错误。
故选A。
11、两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A、B,细线上端固定在同一点,绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动.已知A球细线跟竖直方向的夹角为30°,B球细线跟竖直方向的夹角为60°,下列说法正确的是(

A.
小球A和B的角速度大小之比小球的1:1
B.
小球A和B的线速度大小之比为1:3
C.
小球A和B的向心力大小之比为1:1
D.
小球A和B所受细线拉力大小之比为1:
【答案】ABD
【解析】AB.根据得,角速度,线速度,可知角速度之比为1:1,线速度大小之比为1:3,故AB正确;
C.小球A做圆周运动的向心力,小球B做圆周运动的向心力,可知,小球A、B的向心力之比为1:3,故C错误;
D.两球在水平面内做圆周运动,在竖直方向上的合力为零,由,,则,故D正确.
12、如图所示,质量为m的物体与转台之问的动摩擦因数为μ,物体与转轴间距离为R,物体随转台由静止开始转动,当转台转速增加到某一值后转台开始匀速转动,整个过程中物体相对于转台静止不动,则以下判断正确的是(  )
A.
转台转速增加的过程中,转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴
B.
转台转速增加的过程中,转台对物体静摩擦力的方向跟物体速度间夹角一定小于90°
C.
转台匀速转动的过程中,转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴
D.
转台匀速转动的过程中,转台对物体静摩擦力的方向一定跟物体的速度方向相反
【答案】BC
【解析】AB.转台转速增加的过程中,物体做加速圆周运动,静摩擦力沿着半径方向的分力提供向心力,切向分力使物体加速.故静摩擦力不指向圆心,跟物体速度间夹角一定小于90°,故A错误,B正确;
CD.转台匀速转动时,物体做匀速圆周运动,物体所受的合力始终指向圆心,此时所受的静摩擦力方向一定指向转轴,故C正确;D错误.
故选BC。
13、如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动.座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,则座舱(  )
A.
运动周期为
B.
转速的大小为
C.
受摩天轮作用力的大小始终为mg
D.
所受合力的大小始终为0
【答案】AB
【解析】A.根据周期和角速度的关系可知,周期,选项A正确;
B.根据转速和角速度的关系可知,,选项B正确;
C.由于座舱受到的重力和摩天轮对座舱的作用力的合力充当向心力,向心力不等于0,摩天轮对座舱的作用力不等于mg,选项C错误;
D.座舱做匀速圆周运动,受到的合力充当向心力,向心力不等于0,合力也不等于0,选项C错误。
故选AB。
14、如图所示,质量不计的轻质弹性杆插入桌面上的小孔中,杆的另一端固定一质量为m的小球,今使小球在水平面内作半径为R的匀速圆周运动,角速度为ω,则下列说法正确的是
(
)
A.
小球所受的合外力大小为mω2R
B.
小球所受的合外力大小为
C.
小球对杆作用力的大小为
D.
小球对杆作用力的大小为
【答案】AD
【解析】小球所受合力提供匀速圆周运动的向心力,即F合=mRω2.故A正确,B错误.小球受重力和杆子对它的作用力F,根据力的合成有:F2-(mg)2=(F合)2,所以.故C错误,D正确.故选AD.
15、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上有两个质量相同的物块P和Q两物块均可视为质点,它们随圆盘一起做匀速圆周运动,线速度大小分别为和,摩擦力大小分别为和,下列说法中正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】同轴传动角速度相等,故ωp=ωq,由于rp<rQ,根据v=rω,有vp<vQ,故CD错误;由于rp<rQ,根据F=mrω2可知Fp<FQ,故A正确,B错误;故选A.
16、甲、乙两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧测力计做圆周运动,如图所示,已知两人的质量m甲>m乙,下列判断正确的是(  )
A.
甲、乙的线速度大小相等
B.
甲、乙的角速度大小相等
C.
甲、乙的轨迹半径相等
D.
甲受到的向心力比较大
【答案】B
【解析】A.甲、乙两名溜冰运动员角速度相同,根据公式v=ωr,由于转动半径不同,故线速度不相等,故A错误;
B.甲、乙两名溜冰运动员做匀速圆周运动,是共轴转动,角速度相同,故B正确;
CD.弹簧测力计对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力,则向心力相等,根据牛顿第二定律得
m甲R甲ω2=m乙R乙ω2
解得
已知m甲>m乙,所以乙做圆周运动的半径较大,故CD错误。
故选B。
17、用如图所示的向心力演示仪探究向心力大小与半径(R)、角速度(),质量()的关系。匀速转动手柄,可以使塔轮和旋臂随之匀速转动,根据两边标尺露出红白相间的等分格数可以粗略地表示两个球的向心力的比值。回答下列问题:
(1)下列实验的实验方法与本实验相同的是___________。
A.验证力的平行四边形定则
B.
验证牛顿第二定律
C.
伽利略对自由落体的研究
(2)皮带放在相同的塔轮半径上,两小球放在如图中两旋臂的相同半径位置上,则选用的相同大小两个小球的材质___________。(填“相同”“不相同”)
(3)向心力演示仪提供了两个圆周运动通过两运动的对比来探究向心力与其他三个因素的关系,这里还用到了另一个实验方法——对比实验法。相同材质的两小球,分别放在两旋臂的相同半径位置上,皮带放在半径之比等于3:1的塔轮半径上,则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为___________。多次改变皮带位置,通过对比皮带位置半径之比和向心力大小之比的对比值,可以发现向心力F与___________成正比。
【答案】(1).
B
(2).
不相同
(3).
1:9
(4).
角速度的平方
【解析】(1)探究向心力大小与半径、角速度,质量的关系实验中采用的是控制变量法,A采用的是等效替代,B采用的是控制变量法,C采用的是理想实验法。
故选B。
(2)实验中,角速度、半径相同,要研究向心力与质量的关系,故两小球的材质应不相同。
(3)皮带放在半径之比等于3:1的塔轮半径上,即转动角速度之比为1:3,由向心力公式
质量、轨道半径相同的情况下,向心力之比为1:9,则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1:9。
(4)多次实验可以发现,向心力F与角速度的平方成正比。
18、向心力演示器如图所示,用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m,角速度ω和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
(1)在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的______;
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.演绎法
(2)图中所示,若两个钢球质量和运动半径相等,则是在研究向心力的大小F与______的关系;
A.钢球质量m
B.运动半径r
C.角速度ω
(3)图中所示,若两个钢球质量和运动半径相等,图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为1:4,则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为______。
A.2:1
B.1:2
C.4:1
D.1:4
【答案】
(1).
C
(2).
C
(3).
A
【解析】(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的控制变量法,故选C。
(2)图中所示,若两个钢球质量和运动半径相等,则是在研究向心力的大小F与角速度ω的关系,故选C。
(3)根据
F
=
mω2r
可知若两个钢球质量m和运动半径r相等,图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1:4,可知两轮的角速度之比为1:2,根据
v
=
ωR
可知,因为变速轮塔1和变速轮塔2是皮带传动,边缘线速度相等,则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为2:1,故选A。
19、无动力风帽又叫球形通风器,是屋顶常见的一种通风设备。一风帽如图所示,它会在自然风的推动下绕其竖直中心轴旋转。在其边缘某处粘有一块质量为m的橡皮泥,过橡皮泥所处的位置的一条切线竖直,橡皮泥到中心轴的距离为l。某段时间内,风帆做匀速圆周运动,在时间t内发现风帽旋转了n圈。重力加速度大小为g。求:
(1)橡皮泥线速度的大小;
(2)风帽对橡皮泥作用力的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】(1)橡皮泥随风帽一起运动时的角速度为
橡皮泥的线速度大小为
(2)橡皮泥运动时受到的向心力大小为
对橡皮泥受力分析可知,风帽对橡皮泥的作用力的大小为
20、如图所示,P点位于悬挂点正下方的地面上,质量m的小球用细线拴住,线长l,细线所受拉力达到2mg时就会被拉断.当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时,细线恰好被拉断,此时小球距水平地面的高度h,求
(1)细线被拉断瞬间小球的速度大小?
(2)小球落地点到P点的距离?
【答案】(1)
v=
(2)
x=
【解析】(1)当细线恰断时有:2mg-mg=m
解得:
(2)断后小球做平抛运动:h=
gt2,x=v0t
由(1)得:t=
所以:x=
(

1


3

)