《向心加速度》《向心力》测试题
时间45分钟 满分100分
一、选择题(共10题,每题5分,计50分)
1.关于向心加速度的物理意义,下列说法正确的是( )
A.它描述的是线速度大小变化快慢的物理量
B.它描述的是线速度方向变化快慢的物理量
C.它描述的是物体受力变化快慢的物理量
D.它描述的是角速度变化快慢的物理量
2.下列关于向心加速度的说法中,正确的是( )
A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直
B.向心加速度的方向保持不变
C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的
D.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化
3.如图1所示,一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一个木块,当圆盘匀速转动时,木块随圆盘一起运动,那么( )
A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心
B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心
C.因为木块随圆盘一起运动,所以木块受到圆盘对它的摩
擦力,方向与木块的运动方向相同
D.因为摩擦力总是阻碍物体的运动,所以木块所受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反
4. 由于地球的自转,地球表面上各点均做匀速圆周运动,所以( )
A.地球表面各处具有相同大小的线速度
B.地球表面各处具有相同大小的角速度
C.地球表面各处具有相同大小的向心加速度
D.地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心
5. 如图2所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,现给小球一初速度,使它在竖直平面内做圆周运动,图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是 ( )
A.a处为拉力,b处为拉力
B.a处为拉力,b处为推力
C.a处为推力,b处为拉力
D.a处为推力,b处为推力
6. 关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是( )
A.由a=v2/r,知a与r成反比
B.由a=ω2r,知a与r成正比
C.由ω=v/r,知ω与r成反比
D.由ω=2πn,知ω与转速n成正比
7.如图3所示的圆锥摆中,摆球A在水平面上作匀速圆周运动,关于A的受力情况,下列说法中正确的是( )
A.摆球A受重力、拉力和向心力的作用;
B.摆球A受拉力和向心力的作用;
C.摆球A受拉力和重力的作用;
D.摆球A受重力和向心力的作用。
8.关于向心力,以下说法中不正确的是
A.是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力
B.向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合外力
C.向心力是线速度变化的原因
D.只要物体受到向心力的作用,物体就做匀速圆周运动
9.如图4所示,物块m用两根长度相等的细绳系在铅直杆上,当杆旋转时,细绳不可伸长,对物块受力分析,正确的应是( )
A.受重力、绳子的拉力和向心力作用
B.可能受重力、一根绳子的拉力共两个力作用
C.可能受重力、两根绳的拉力共三个力作用
D.上面一根绳的拉力,总大于物体的重力
10.如图5所示,半圆形轨道与水平轨道光滑相接,质量为m的滑块与轨道间的动摩擦因数为μ,当滑块从A滑到B的过程中,受到的摩擦力的最大值为Fμ,则( )
A.Fμ=μmg B.Fμ<μmg
C.Fμ>μmg D.无法确定Fμ的值
二、填空题(每空5分,共10分)
11.如图6所示,在半径为R的半球形碗的光滑内表面上,一质量为m的小球以角速度ω在水平面上做匀速圆周运动。则该水平面距离碗底的距离h=_____。
12.一根长为0.8米的绳子,它能承受的最大拉力是8N,现在它的一端拴有一质量为0.4kg的物体,使物体以绳子另一端为圆心,在竖直平面内作圆周运动,当物体运动到最低点时绳子刚好被拉断,那此时物体的速度大小为 。(g=10m/s2)
三、计算题(共4题,每题10分,计40分)
13.现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施,如图7所示,“魔盘”转动很慢时,盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开。当盘的转速逐渐增大时,盘上的人便逐渐向边缘滑去,离转动中心越远的人,这种滑动的趋势越厉害。设“魔盘”转速为6转/分,一个体重为30 kg的小孩坐在距离轴心1 m处(盘半径大于1 m)随盘一起转动(没有滑动)。这个小孩受到的向心力有多大?这个向心力是由什么力提供的?
14.运用纳米技术能够制造出超微电机,英国的一家超微研究所宣称其制造的超微电机转子的直径只有30μm,转速却高达2000r/min,试估算位于转子边缘的一个质量为1.0×10-26kg的原子的向心加速度和所受到的向心力。
15.如图8所示,质量相等的A、B两小球,分别固定在轻杆的中点和端点,当轻杆在光滑水平面上绕0点做匀速圆周运动时,求杆上的OA、AB两段的张力之比
16.如图9所示,为工厂的行车示意图,钢丝长3m,用它吊着质量为2.1吨的铸件,行车以2m/s的速度匀速行驶,当行车突然停止时,钢丝绳受到的拉力是多大?
选做题
17.如图10所示,小球沿光滑的水平面冲上一光滑的半圆形轨道,轨道半公式为R,小球在轨道的最高点对轨道压力等于小球的重力,问:
(1)小球离开轨道落到距地面高为R/2处时,小球的水平位移是多少?
(2)小球落地时速度为多大?
18.如图11所示,匀速转动的水平圆盘上沿半径方向放有两个用细线相连的质量均为m的小物体A和B,它们到转轴的距离分别为rA=20cm,rB=30cm,A、B与圆盘的最大静摩擦均为重力的。求:
(1)当细线上刚有拉力时,圆盘的角速度ω1是多少?
(2)当A开始滑动时,圆盘的角速度ω2是多少?
(3)当A即将滑动时,烧断细线,A、B的运动状态如何?
备选题:
如图,让摆球从图中的C位置由静止开始下摆,正好摆到悬点正下方D处时线被拉断,然后摆球恰好能沿光滑竖直放置的半圆轨道内侧做圆周运动,已知摆线长L=2.0m,轨道半径R=2.0m,球的质量m=0.5kg.不计空气阻力,(g=10m/s2)求:(1) 摆球在图中的C位置时,摆线与竖直方向的夹角θ,(2)摆球到达F点时速度及与轨道间的压力.
参考答案
一、选择题:
1.B,
2.A,
3.本题学生由于对静摩擦力的方向与物体的的相对运动趋势方向相反理解不透,而容易错选D,实际上直接对物体受力分析,重力和支持力平衡,只有摩擦力提供向心力。容易得出B选项正确.
4.正确分析地球表面上物体随地球自转的圆面、圆心,容易得出B选项正确。
5.小球在最低点只能受拉力作用,而在最高点则根据速度大小不同可能受拉力或推力,故选A、B。
6.由于线速度不确定,所以A错误,B、C和A相同,正确选项为D。
7.正确理解向心力是根据效果命名的力,不是性质力,正确答案C。
8.A、D.
9.当小球转动速度较小时,下面悬线可能处于松弛状态,小球只受两个力,B选项正确,反之C选项正确,对小球受力分析,易得D选项也正确。
10.球滑到圆形轨道和水平轨道相接处压力大于重力,故选C。
二、填空题
11.受力分析如图所示,,
12.,把代入上式得m/s.
三、计算题
13.,,得=11.8N,摩擦力提供向心力.
14. 向心加速度
15.对A、B分别用牛顿第二定律得,得:。
16.当车突然停止运动后,物体在竖直面内做圆周运动,则:,
选做题答案:
17.(1)小球在最高点:,,
,水平位移,
(2)从最高点到落地利用动能定理得:,则。
18.(1)当细线上刚要有拉力时,此时B所受的摩擦力达到最大静摩擦力,则:
,得,
(2)当A刚要滑动时,对A有:,
对B有:,两式相加得:,
(3)由于此时A所需的向心力小于最大静摩擦力,所以A继续做匀速圆周运动,B所需的向心力大于最大静摩擦力,所以B做离心运动。
备选题答案:
(1)600,(2)10m/s,30N
图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
图8
图9
图10
B
A
图11
O
C
θ
D
F
O
图6
O
mg
FN
A