人教版高中物理必修2 第五章第5节向心加速度同步练习题(含解析)
人教版高中物理必修2第五章第5节向心加速度同步练习一、单选题(本大题共10小题)1.如图所示,一个小球绕圆心O做匀速圆周运动,已知圆周半径为r,该小球运动的线速度大小为v,则它运动的向心加速度大小为()A. B. C. D.2.质点做匀速圆周运动时,下面说法中正确的是()A. 向心加速度一定与旋转半径成反比,因为B. 向心加速度一定与旋转半径成正比,因为C. 角速度一定与旋转半径成反比,因为D. 角速度一定与转速成正比,因为的单位为转秒3.如图所示的肩关节、手关节训练器,是中老年喜爱的户外健身器材。
当健身爱好者用手转动把手时,某时刻圆盘上P、Q两点绕O点转动的角速度大小为ωP、ωQ,周期T P、T Q,线速度大小为v P、v Q,向心加速度大小a P、a Q,则()A. B. C. D.4.小球做匀速圆周运动的过程中发生变化的是()A. 线速度大小B. 线速度方向C. 加速度大小D. 角速度大小5.风能作为一种清洁的可再生能源,正逐步被推广使用.如图是位于杭州湾跨海大桥北岸的海盐风力发电场内的一台发电机,在风力推动下,风叶带动发电机发电,a、b为同一个叶片上的两点,则a点()A. 线速度等于b点的线速度B. 角速度小于b点的角速度C. 周期大于b点的周期D. 向心加速度小于b点的向心加速度6.皮带传动装置如图,两轮的半径不相等,传动过程中皮带不打滑.关于两轮边缘上的点,下列表述正确的是( )A. 周期相等B. 角速度相等C. 向心加速度相等D. 线速度大小相等7.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,则在摆动过程中()A. A、B两点的线速度大小相同B. A、B两点的向心加速度大小相同C. A、B两点的角速度大小相同D. A、B两点的向心加速度方向相同8.如图所示,拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍,A和B是前轮和后轮边缘上的点,若车行进时车轮没有打滑,则()A. A点和B点的线速度大小之比为B. A点和B点的线速度大小之比为C. 前轮和后轮的角速度之比为D. 前轮和后轮的向心加速度大小之比为9.如图所示的传动装置中,B,C两轮固定在一起绕同一轴转动,A,B两轮用皮带传动,三轮半径关系是R A=R C=2R B.若皮带不打滑,则下列说法正确的是()A. A点和B点的线速度大小相等B. A点和B点的角速度大小相等C. A点和C点的线速度大小相等D. A点和C点的向心加速度大小相等10.如图所示A,B,C分别是地球表面上北纬30°、南纬60°和赤道上的点.若已知地球半径为R,自转的角速度为ω0,A,B,C三点的向心加速度大小之比为()A. 1:1:1B. 1:1:2C. :1:2D. 1::2二、填空题(本大题共5小题)11.如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘上的质点,且r A=r C=2r B,则A、B、C三个质点的线速度之比______ ,角速度之比______ ,向心加速度之比______ .12.如图所示,一个圆盘绕轴心O在水平面内匀速转动,圆盘半径R=0.2m,转动角速度ω=15rad/s。
则圆盘边缘上A点的线速度大小v =_________m/s,向心加速度大小a =____________m/s2。
13.如图所示,一部机器由电动机带动,机器上皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍,皮带与两轮之间不发生滑动。
已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为。
电动机皮带轮与机器皮带轮的转速比︰________;点位于机器皮带轮半径的中点,A点的向心加速度是________。
14.如图,压路机后轮半径是前轮半径的4倍,A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点,C为后轮上的一点,它离后轮轴心的距离是后轮半径的一半,则A、B、C三点的线速度之比为v A:v B:v C= _____,角速度之比为ωA:ωB:ωC= _____,向心加速度之比为a A:a B:a C= ______.15.甲、乙两球做匀速圆周运动,向心加速度a随半径r变化的关系图象如图所示,由图象可知:甲球的角速度为rad/s,乙球的线速度为m/s。
答案和解析1.【答案】C【解析】解:根据向心加速度的公式知,a=ω2r.又v=ωr,故a=vω=,故C正确,A、B、D错误.故选:C.根据向心加速度的公式a=ω2r得出向心加速度的大小.解决本题的关键知道向心加速度与线速度以及角速度的关系,并能灵活运用.2.【答案】D【解析】解:A、根据a n=知,线速度相等时,向心加速度才与旋转半径成反比。
故A错误。
B、根据a n=rω2知,半径相等时,向心加速度才与角速度的平方成正比。
故B错误。
C、根据v=rω知,角速度不一定与旋转半径成反比,还与线速度大有关。
故C错误。
D、根据ω=2πn可知,角速度一定与转速成正比。
故D正确。
故选:D。
根据向心加速度与线速度、角速度、半径的关系公式进行判断。
解决本题的关键知道向心加速度与角速度的关系式、角速度与转速的关系式,线速度与周期的关系式等,并能灵活运用。
3.【答案】A【解析】【分析】本题考查角速度、线速度、周期、向心加速度等概念及传动问题。
【解答】A.P、Q两点是围绕同一轴转动的,同轴转动的物体上的各点角速度相同,故A正确;B.P、Q两点是围绕同一轴转动的,同轴转动的物体上的各点周期相同,故B错误;C.由于,而P、Q两点的半径不同,故线速度大小不相等,故C错误;D.由于,而P、Q两点的半径不同,故向心加速度大小不相等,故D错误。
故选A。
4.【答案】B【解析】【分析】本题考查匀速圆周运动线速度,加速度,角速度基本理论。
【解答】在描述匀速圆周运动的物理量中,线速度大小、向心加速度大小、角速度大小不变,但线速度方向时刻改变,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
5.【答案】D【解析】解:AB、由图可知a、b两点属于同轴转动,转动的角速度相等,根据v=rω知,a 点转动的半径小,则a点的线速度小于N点的线速度。
故AB错误;C、a、b两点转动的角速度相等,所以它们的周期是相等的。
故C错误;D、根据a=rω2知,a、b的角速度相等,a点的转动半径小,则a点的加速度小于b点的加速度。
故D正确。
故选:D。
同一个叶片上的点转动的角速度大小相等,根据v=rω、a=rω2比较线速度和加速度的大小.解决本题的关键知道共轴转动的点角速度相等,考查传送带传到轮子边缘上的点线速度大小相等,知道线速度、角速度、向心加速度的关系.6.【答案】D【解析】【分析】因为滑轮边缘上各点与皮带上各点之间相对速度为零(皮带与轮之间无相对滑动),所以滑轮边缘上各点线速度大小都等于皮带的速度的大小,然后根据线速度与角速度的关系、向心加速度与线速度和半径的关系及周期与半径和线速度的关系求即可。
抓住两轮边缘上的线速度大小都与皮带的速度大小相等(轮和皮带间无相对滑动),能得到这个结论,对于其它结论的判断就显简单了,这结论也是皮带传动的常用结论。
【解答】因为皮带与轮之间无相对滑动,所以滑轮边缘上各点线速度大小都与皮带的速度的大小,所以两轮边缘上线速度的大小相等,故D正确;又据v=Rω,可得主动轮A的半径和B的半径不等,故两轮的角速度不等,故B错误;又因为角速度不相等,故两轮周期也不相同,故A错误;,由于半径不等,两轮边缘向心加速度大小不相等,故C错误。
故选D。
7.【答案】C【解析】解:C、根据同轴转动角速度相等知A、B两点的角速度大小相同,故C正确;A、根据v=ωr知A点半径大,线速度较大,故A错误;BD、根据a=ω2r知A点半径大,加速度较大,故BD错误。
故选:C。
同轴转动角速度相等,根据v=ωr,a=ω2r分析线速度和加速度。
解决本题的关键知道共轴转动的点角速度大小相等,知道线速度、角速度、向心加速度之间的关系。
8.【答案】B【解析】【分析】明确共轴的角速度是相同的;同一传动装置接触边缘的线速度大小是相等的;灵活应用线速度、角速度与半径之间的关系。
传动装置,在传动过程中不打滑,则有:共轴的角速度是相同的;同一传动装置接触边缘的线速度大小是相等的。
所以当角速度一定时,线速度与半径成正比;当线速度大小一定时,角速度与半径成反比。
因此根据题目条件可知三点的线速度及角速度关系即可求解。
【解答】AB.轮A、B分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的一点,所以v A=v B,故A错误,B正确;C.根据v=ωr和v A=v B,可知前后两轮的角速度之比为2:1,故C错误;D.由a=,可知,向心加速度与半径成反比,则前后两轮的向心加速度之比为2:1,故D错误。
故选B。
9.【答案】A【解析】【分析】要求线速度之比需要知道三者线速度关系:A、B两轮是皮带传动,皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同,B、C两轮是轴传动,轴传动的特点是角速度相同.解决传动类问题要分清是摩擦传动(包括皮带传动,链传动,齿轮传动,线速度大小相同)还是轴传动(角速度相同).【解答】由于A轮和B轮是皮带传动,皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同,故v A=v B,v A:v B=1:1由角速度和线速度的关系式v=ωR可得ωA:ωB==1:2由于B轮和C轮共轴,故两轮角速度相同,即ωB=ωC,故ωB:ωC=1:1ωA:ωB:ωC=1:2:2由角速度和线速度的关系式v=ωR可得v B:v C=R B:R C=1:2v A:v B:v C=1:1:2根据a=知A点和C点的向心加速度大小不相等,故A正确,BCD错误。
故选:A。
10.【答案】C【解析】【分析】地球上的所有的地点角速度相等,根据a=ω2r求解向心加速度之比.本题关键是明确同缘传动边缘点线速度相等,同轴转动角速度相等,结合公式v=rω和a=ω2r 列式分析即可,基础题.【解答】A、B、C三点是同轴传动,角速度相等,根据a=ω2r,三点的向心加速度大小之比:a A:a B:a C=r A:r B:r C=R cos30°:R cos60°:R=:1:2故选:C。
11.【答案】2:1:1;2:2:1;4:2:1【解析】解:A、B两点的角速度相等,根据v=rω知,v A:v B=R A:R B=2:1,B、C两点靠传送带传动,线速度大小相等,v B=v C;所以:v A:v B:v C=2:1:1;B、C两点靠传送带传动,线速度大小相等,v B=v C;根据v=rω知,ωB:ωC=R C:R B=2:1,所以:ωA:ωB:ωC=2:2:1根据a=vω知,a A:a B:a C=2×2:2×1:1×1=4:2:1故答案为:2:1:1 2:2:1 4:2:1B、C两轮是皮带传动,皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同,A、B两轮是轴传动,轴传动的特点是角速度相同.结合向心加速度与线速度、角速度的关系公式以及线速度与角速度的关系公式分析判断.解决传动类问题要分清是摩擦传动(包括皮带传动,链传动,齿轮传动,线速度大小相同),以及轴传动(角速度相同).12.【答案】3;45【解析】【分析】直接利用线速度和向心加速度的公式计算。
2019-2020学年人教版高中物理必修二练习:第五章 5.向心加速度 Word版含解析
姓名,年级:时间:5。
向心加速度课后篇巩固提升基础巩固1。
下列关于匀速圆周运动的性质的说法正确的是()A。
匀速运动 B.匀加速运动C。
加速度不变的曲线运动 D.变加速曲线运动,它的加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变量,故匀速圆周运动是变加速曲线运动,选项A、B、C错误,D正确。
2.(多选)质量相等的A、B两物体,放在水平转台上,A离轴O的距离是B离轴O距离的一半,如图所示,当转台旋转时,A、B都无滑动,则下列说法正确的是()A.因为a n=ω2r,而r B〉r A,所以B的向心加速度比A的大,而r B>r A,所以A的向心加速度比B的大B.因为a n=v2rC.A的线速度比B的大D。
B的线速度比A的大、B两物体在同一转台上,且无滑动,所以角速度相同,由v=ωr,r B〉r A,得B的线速度大于A的线速度,选项C错误,D正确;又由a n=ω2r,得a B>a A,选项A正确,B错误.3.如图所示,质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变,那么()A。
加速度为零B.加速度恒定C。
加速度大小不变,方向时刻改变,但不一定指向圆心D.加速度大小不变,方向时刻指向圆心,木块做匀速圆周运动,木块的加速度大小不变,方向时刻指向圆心,D正确,A、B、C错误。
4.(多选)如图为质点P、Q做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线,表示质点P的图线是双曲线的一支,表示质点Q的图线是过原点的一条直线,由图线可知()A。
质点P的线速度大小不变B.质点P的角速度大小不变C。
质点Q的角速度大小不变D。
质点Q的线速度大小不变P,P为双曲线的一支,则a与r成反比,则线速度不变;研究图线Q,Q为直线,则a与r成正比,则角速度不变.5.如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机,它是由两个大小相等、直径30 cm的感应玻璃盘起电的。
其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接如图乙所示.现玻璃盘以n=5r/sπ的转速旋转,已知主动轮的半径为8 cm,从动轮的半径为2 cm,P和Q是玻璃盘边缘上的两点,若转动时皮带不打滑。
高中物理必修2同步习题5.5向心加速度【含答案】
5.5 向心加速度
1.如图5-5-10所示,跷跷板的支点位于板的中点,A、B是板的两个点,在翘动的某
一时刻,A、B的线速度大小分别为v A、v B,角速度大小分别为ωA、ωB,向心加速度大小分
别为a A、a B,则( )
图5-5-10
A.v A=v B,ωA>ωB,a A=a B
B.v A>v B,ωA=ωB,a A>a B
C.v A=v B,ωA=ωB,a A=a B
D.v A>v B,ωA<ωB,a A<a B
2.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度的方向,下列说法中正确的是( )
A.与线速度方向始终相同
B.与线速度方向始终相反
C.始终指向圆心
D.始终保持不变
3.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
4.做匀速圆周运动的两物体甲和乙,它们的向心加速度分别为a1和a2,且a1>a2,下列判断正确的是( )
A.甲的线速度大于乙的线速度
B.甲的角速度比乙的角速度小
C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小
D.甲的速度方向比乙的速度方向变化快
5. (多选)在地球表面处取这样几个点:北极点A、赤道上一点B、AB弧的中点C、过C 点的纬线上取一点D,如图5-5-8所示,则( )。
物理(人教版必修2)练习第5章第5节向心加速度(活页作业)
活页作业(四) 向心加速度(15分钟 50分)一、选择题(每小题5分,共30分)1.下列关于向心加速度的说法正确的是( ) A .向心加速度越大,物体速率变化越快 B .向心加速度的大小与轨道半径成反比 C .向心加速度的方向始终与速度方向垂直 D .在匀速圆周运动中向心加速度是恒量解析:向心加速度总与速度方向垂直,其表现就是速度方向的变化,选项A 错误.向心加速度的大小a n =v 2r 或a n =ω2r ,当 v 一定时,a n 与r 成反比;当ω一定时,a n 与r 成正比,可见a n 与r 的比例关系是有条件的,故选项B 错误.向心加速度的方向始终与线速度方向垂直,即始终指向圆心,因此它的方向在不断地变化,所以向心加速度不是恒量,故匀速圆周运动也不能说是匀变速运动,应是变加速运动,故选项C 正确,选项D 错误.答案:C2.做匀速圆周运动的物体,它的加速度大小必定与( ) A .线速度的平方成正比 B .角速度的平方成正比C .运动半径成正比D .线速度和角速度的乘积成正比解析:由a =v 2r =ω2r 知,只有当运动半径r 不变时,加速度大小才与线速度的平方或角速度的平方成正比,选项A 、B 错误;当角速度一定时,加速度大小才与运动半径成正比,线速度大小一定时,加速度大小才与运动半径成反比,选项C 错误;而a =ω2r =ω·ωr =ωv ,即加速度大小与线速度和角速度的乘积成正比,选项D 正确.答案:D3.(多选)关于质点做匀速圆周运动,下列说法错误的是( ) A .线速度大,向心加速度一定大 B .角速度大,向心加速度一定大 C .周期大,向心加速度一定大D .加速度大,速度一定变化快解析:由a n =v 2r =ω2r =4π2r T 2可知,当r 一定时,a n 与线速度v 的平方成正比,与角速度ω的平方成正比,与周期T 的平方成反比,选项A 、B 、C 的说法错误;加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度越大,速度变化越快,选项D 的说法正确.答案:ABC4.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,转动半径之比为3∶4,在相同的时间里甲转过60圈时,乙转过45圈,则它们的向心加速度之比为( )A .3∶4B .4∶3C .4∶9D .9∶16解析:根据公式a =ω2r 及ω=2πT 有a 甲a 乙=r 甲r 乙·T 2乙T 2甲.因为T 甲=t π3,T 乙=tπ4,即T 甲∶T 乙=4∶3,所以a 甲a 乙=34×4232=43,选项B 正确.答案:B5.如图所示,A 、B 为咬合传动的两齿轮,R A =2R B ,则A 、B 两轮边缘上两点的关系正确的是( )A .角速度之比为2∶1B .向心加速度之比为1∶2C .周期之比为1∶2D .转速之比为2∶1解析:根据两轮边缘线速度大小相等,由ω=vr 知角速度之比为1∶2,选项A 错误;由a n =v 2r 得向心加速度之比为1∶2,选项B 正确;由T =2πrv 得周期之比为2∶1,选项C 错误;由n =v2πr得转速之比为1∶2,故选项D 错误. 答案:B6.(多选)如图所示,一个球绕中心轴线OO ′以角速度ω做匀速圆周运动,则( ) A .a 、b 两点线速度相同 B .a 、b 两点角速度相同C .若θ=30°,则a 、b 两点的速度之比v a ∶v b =3∶2D .若θ=30°,则a 、b 两点的向心加速度之比a a ∶a b =3∶2解析:由于a 、b 两点在同一球体上,因此a 、b 两点的角速度ω相同,选项B 正确.而据v =ωr 可知v a <v b ,选项A 错误;由几何关系有r a =r b ·cos θ,当θ=30°时,r a =32r b,则v a ∶v b =3∶2,选项C 正确,由a =ω2r ,可知a a ∶a b =r a ∶r b =3∶2,选项D 正确.答案:BCD二、非选择题(每小题10分,共20分)7.目前,滑板运动受到青少年的喜爱.如图所示,某滑板运动员恰好从B 点进入半径为2.0 m 的14圆弧,该圆弧轨道在C 点与水平轨道相接,运动员滑到C 点时的速度大小为10 m/s.求他到达C 点前、后瞬间的加速度(不计各种阻力).解析:运动员经圆弧轨道滑到C 点时做圆周运动,由公式a n =v 2r 得a 1=1022.0 m /s 2=50m/s 2,方向竖直向上.运动员滑到C 点后进入水平轨道做匀速直线运动,加速度a 2=0.答案:50 m/s 2,方向竖直向上 08.如图所示,一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮的半径是小轮的2倍,大轮上的一点S 与转动轴的距离是半径的13,当大轮边上P 点的向心加速度是12 m/s 2时,大轮上的S 点和小轮边缘上的Q 点的向心加速度分别为多大?解析:S 点和P 点的角速度相等,即ωS =ωP .设S 和P 到大轮轴心的距离分别为r S 和r P ,由向心加速度公式a =rω2,S 与P 两点的向心加速度之比为a S a P =r Sr P.解得a S =r Sr Pa P =4 m/s 2.皮带传动的两轮边缘各点线速度大小相等,即v P =v Q .设小轮半径为r Q ,由向心加速度公式a =v 2r ,P 与Q 两点的向心加速度之比为a Q a P =r Pr Q .解得a Q =r Pr Q a P =24 m/s 2.答案:4 m /s 2 24 m/s 2(25分钟 50分)一、选择题(每小题5分,共35分)1.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A .匀速圆周运动就是匀速运动 B .匀速圆周运动的加速度是恒定不变的 C .做匀速圆周运动的物体处于平衡状态 D .匀速圆周运动是一种变加速运动解析:匀速圆周运动的加速度大小不变,方向时刻改变,故匀速圆周运动是变加速运动,选项B 错误,选项D 正确.匀速圆周运动速度时刻改变,这里的“匀速”的含义是“匀速率”,并非匀速运动,做匀速圆周运动的物体的运动状态也在时刻改变,选项A 、C 错误.答案:D2.做匀速圆周运动的两物体甲和乙,它们的向心加速度分别为a 1和a 2,且a 1>a 2,下列判断正确的是( )A .甲的线速度大于乙的线速度B .甲的角速度比乙的角速度小C .甲的轨道半径比乙的轨道半径小D .甲的速度比乙的速度变化快解析:由a n =v 2r 和a n =ω2r 分析选项A 、B 、C 错误.答案:D3.(多选)关于质点做匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A .由a =v 2r 可知,a 与r 成反比B .由a =ω2r 可知,a 与r 成正比C .当v 一定时,a 与r 成反比D .由ω=2πn 可知,角速度ω与转速n 成正比解析:利用a =v 2r 和a =ω2r 来讨论a 与r 的关系时应该先明确v 与ω的情况,不能单从数学关系出发,故选项A 、B 错误,选项C 正确;由ω=2πn 可知,式中的2π是常数,故ω与n 成正比,所以选项D 正确.在用物理公式解题时,一定要理解公式的含义,明确各物理量的意义.答案:CD4.如图所示,O 、O 1为两个皮带轮,O 轮的半径为r ,O 1轮的半径为R ,且R >r ,M 点为O 轮边缘上的一点,N 点为O 1轮上的任意一点,当皮带轮转动时(设转动过程中不打滑),则( )A .M 点的向心加速度一定大于N 点的向心加速度B .M 点的向心加速度一定等于N 点的向心加速度C .M 点的向心加速度可能小于N 点的向心加速度D .M 点的向心加速度可能等于N 点的向心加速度解析:因为两轮的转动是通过皮带传动的,又因为皮带在传动过程中不打滑,故两轮边缘各点的线速度大小一定相等,在O 1轮边缘上任取一点Q ,因为R >r ,所以由a n =v 2r 可知,a Q <a M ,再比较Q 、N 两点的向心加速度大小,因为Q 、N 是在同一轮上的两点,所以角速度ω相等,又因为R Q >R N ,则由a n =ω2r 可知,a Q >a N ,综上可知,a M >a N .选项A 正确.答案:A5.如图所示,一球体绕轴O 1O 2以角速度ω旋转,A 、B 为球体上两点,下列说法正确的是( )A .A 、B 两点具有相同的角速度 B .A 、B 两点具有大小相等的线速度C .A 、B 两点具有大小相等的向心加速度D .A 、B 两点的向心加速度方向都指向球心解析:A 、B 两点共轴转动,角速度相等,故选项A 正确;因为A 、B 两点绕轴O 1O 2转动,A 点的转动半径大于B 点的转动半径,根据v =ωr 知,A 点的线速度大于B 点的线速度,故选项B 错误;角速度相等,A 点的转动半径大,根据a =ω2r 知,A 点的向心加速度大于B 点的向心加速度,故选项C 错误;A 、B 两点的向心加速度方向垂直指向轴O 1O 2,故选项D 错误.答案:A6.自行车的小齿轮A 、大齿轮B 、后轮C 是相互关联的三个转动部分,且半径R B =4R A 、R C =8R A ,如图所示,当自行车悬空,大齿轮B 带动后轮匀速转动时,A 、B 、C 三轮边缘的向心加速度的大小之比a A ∶a B ∶a C 等于( )A .1∶1∶8B .4∶1∶4C .4∶1∶32D .1∶2∶4解析:小齿轮A 和大齿轮B 通过链条连接,其边缘线速度相等,即v A =v B ,小齿轮A 和后轮C 同轴转动,角速度相等,有ωA =ωC ,由向心加速度a =v 2R 可判断a A ∶a B =R B ∶R A=4∶1,由向心加速度a =ω2R 可判断a A ∶a C =R A ∶R C =1∶8,所以a A ∶a B ∶a C =4∶1∶32,选项C 正确.答案:C7.一物体以4 m/s 的线速度做匀速圆周运动,转动周期为 2 s ,则物体在运动过程中的任一时刻,速度变化率的大小为( )A .2 m /s 2B .4 m/s 2C .0D .4π m/s 2解析:速度变化率为Δvt ,即向心加速度a n .由T =2πr v 得r =v T 2π=4×22π m =4πm由a n =v 2r 得a n =424πm /s 2=4π m/s 2,所以选项D 正确.答案:D二、非选择题(共15分)8.一轿车以30 m/s 的速率沿半径为60 m 的圆形跑道行驶.在轿车从A 运动到B 的过程中,轿车和圆心的连线转过的角度为90°,求:(1)此过程中轿车的位移大小; (2)此过程中轿车通过的路程; (3)轿车运动的向心加速度大小.解析:如图所示,v =30 m/s ,r =60 m ,圆心角θ=90°=π2.(1)轿车的位移是从初位置A 到末位置B 的有向线段: x =2r =2×60 m =60 2 m . (2)路程等于弧长: l =rθ=60×π2 m =30π m .(3)向心加速度大小: a n =v 2r =30260m /s 2=15 m/s 2.答案:(1)60 2 m (2)30π m (3)15 m/s 2。
物理(人教版必修2)练习第5章第5节向心加速度
第五章 第5节1.关于向心加速度,下列说法正确的是( )A .向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量B .向心加速度始终与线速度的方向垂直C .向心加速度时刻指向圆心,方向不变D .向心加速度是平均加速度,大小可用a =v t -v 0t来计算 解析:向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量,向心加速度与线速度方向垂直,因此选项A 错误,选项B 正确.虽然向心加速度时刻指向圆心,但是沿不同的半径指向圆心,所以方向不断变化,选项C 错误.加速度公式a =v t -v 0t适用于平均加速度的计算,向心加速度是瞬时加速度,选项D 错误.答案:B2.下列关于匀速圆周运动的说法正确的是( )A .匀速圆周运动是匀速运动B .匀速圆周运动是匀变速运动C .匀速圆周运动是加速度不变的运动D .匀速圆周运动是加速度不断改变的运动解析:匀速圆周运动的加速度方向时刻改变,是变加速运动.答案:D3.如图所示为质点P 、Q 做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线.表示质点P 的图线是双曲线,表示质点Q 的图线是过原点的一条直线.由图线可知( )A .质点P 的线速度大小不变B .质点P 的角速度大小不变C .质点Q 的角速度随半径变化D .质点Q 的线速度大小不变解析:由a n =v 2r 知v 一定时,a n ∝1r,即a n 与r 成反比;由a n =ω2r .知ω一定时,a n ∝r ,从图象可知,质点P 的图线是双曲线,即a n 与r 成反比,可得质点P 的线速度大小是不变的;而质点Q 的图线是一条过原点的直 线,即a n 与r 成正比,故质点Q 的角速度大小是不变的.答案:A4.如图所示,细绳的一端固定,另一端系一小球,让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动,关于小球运动到P 点时的加速度方向,下列图中可能的是( )解析:做匀速圆周运动物体的加速度指向圆心.答案:B5.(多选)如图所示,皮带传动装置中,右边两轮连在一起共轴转动,图中三轮半径分别为r 1=3r ,r 2=2r ,r 3=4r ;A 、B 、C 三点为三个轮边缘上的点,皮带不打滑.向心加速度分别为a 1、a 2、a 3,则下列比例关系正确的是( )A .a 1a 2=32B .a 1a 2=23C .a 2a 3=21D .a 2a 3=12解析:由于皮带不打滑,v 1=v 2,a =v 2r ,故a 1a 2=r 2r 1=23,选项A 错误,选项B 正确.由于右边两轮共轴转动,ω2=ω3,a =rω2,a 2a 3=r 2ω2r 3ω2=12,选项C 错误,选项D 正确. 答案:BD。
人教版物理必修二 第五章 曲线运动 第五节 向心加速度 同步练习题 含解析与答案
人教版物理必修二第五章曲线运动第五节向心加速度同步练习题1. (多选)关于向心加速度,以下说法正确的是( )A.向心加速度的方向始终与速度方向垂直B.向心加速度的方向保持不变C.物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D.物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心2. 做匀速圆周运动的两物体甲和乙,它们的向心加速度分别为a1和a2,且a1>a2,下列判断正确的是( )A.甲的线速度大于乙的线速度B.甲的角速度比乙的角速度小C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小D.甲的速度方向比乙的速度方向变化快3. 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的快慢B.它描述的是线速度方向变化的快慢C.它描述的是物体运动的路程变化的快慢D.它描述的是角速度变化的快慢4. 物体做匀速圆周运动过程中,其向心加速度( )A.大小、方向均保持不变B.大小、方向均时刻改变C.大小时刻改变、方向保持不变D.大小保持不变、方向时刻改变(多选)如图所示,长为L的悬线固定在O点,在O点正下方处有一钉子C,把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的( )A.线速度突然增大B.角速度突然增大C.向心加速度突然增大D.以上说法均不对6.(多选)如图所示,皮带传动装置中,右边两轮连在一起共轴转动,图中三轮半径分别为r1=3r,r2=2r,r3=4r;A、B、C三点为三个轮边缘上的点,皮带不打滑。
向心加速度分别为a1、a2、a3,则下列比例关系正确的是( )A. B.C. D.7. 关于向心加速度,下列说法正确的是( )A.向心加速度是描述线速度变化的物理量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.向心加速度大小恒定,方向时刻改变D.向心加速度的大小也可用a=来计算如图所示,B和C是一组塔轮,即B和C的半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为R B∶R C=3∶2。
高中人教版物理必修二第五章第五节 向心加速度 同步测试
高中人教版物理必修二第五章第五节向心加速度同步测试一、单选题(共10题;共20分)1.机械手表的分针与秒针从重合至第二次重合,中间经历的时间为()A. B. C. 1min D.【答案】D【解析】【解答】解:分针的周期为1h,秒针的周期为1min,两者的周期比为T1:T2=60:1,分针与秒针从第1次重合到第2次重合有:ω1t+2π=ω2t,即 = ,又T1=60T2=60min,所以t=故选D【分析】分针的周期为1h,秒针的周期为1min,两者的周期比为T1:T2=60:1,分针与秒针从第1次重合到第2次重合,存在这样的关系ω1t+2π=ω2t,根据该关系求出所经历的时间.2.物体做匀速圆周运动时,保持不变的物理量是()A. 速度B. 加速度C. 合外力D. 动能【答案】D【解析】【解答】解:在描述匀速圆周运动的物理量中,线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量,虽然其大小不变但是方向在变,因此这些物理量是变化的;动能是标量只与速度的大小有关,所以动能不变,所以D正确.故选D.【分析】对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些,是标量还是矢量,如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键,尤其是注意标量和矢量的区别.3.如图所示为一皮带传动装置,右轮半径为r,a点在它的边缘上.左轮半径为2r,b点在它的边缘上.若在传动过程中,皮带不打滑,则a点与b点的向心加速度大小之比为()A. 1:2B. 2:1C. 4:1D. 1:4【答案】B【解析】【分析】根据题目要求,可知,且所以相信加速度比值为2:1【点评】此类题型考察了匀速圆周运动公式4.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A. 匀速圆周运动的线速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体处于平衡状态B. 做匀速圆周运动的物体,速度的方向时刻都在改变,所以必有加速度C. 做匀速圆周运动的物体,加速度的大小保持不变,所以是匀变速曲线运动D. 做匀速圆周运动的物体,其合外力提供向心力,是恒力作用下的曲线运动【答案】B【解析】【解答】解:A、B、匀速圆周运动速度大小不变,方向变化,故速度是变化的,一定是变速运动,一定具有加速度,不是处于平衡状态,故A错误,B正确;C、匀速圆周运动加速度大小不变,方向始终指向圆心,加速度是变化的,是变加速曲线运动,故C错误;D、匀速圆周运动的物体,其合外力提供向心力,其大小不变,但方向时刻在变化,不是恒力作用下,故D 错误;故选:B.【分析】匀速圆周运动速度大小不变,方向变化,是变速运动;加速度方向始终指向圆心,加速度是变化的,是变加速运动.5.匀速圆周运动属于()A. 匀速运动B. 匀加速运动C. 加速度不变的曲线运动D. 变加速度的曲线运动【答案】D【解析】【解答】解:A、匀速圆周运动的加速度方向在变化,不是恒定不变的,不是匀变速运动.故A 错误.B、匀速圆周运动的加速度大小不变,方向始终指向圆心,是加速度大小不变的曲线运动.故D正确,BC 错误.故选D.【分析】匀速圆周运动的速度大小不变,速度方向时刻改变,加速度大小不变,方向始终指向圆心.6.做匀速圆周运动的物体,其线速度大小为3m/s,角速度为6rad/s,则下列相关计算量正确的是()A. 物体运动的向心加速度大小为1.5m/s2B. 物体运动的圆周半径为2mC. 物体在1s内发生的位移为3mD. 在0.1s内物体通过的弧长为0.3m【答案】D【解析】【解答】解:A、物体做圆周运动半径r= ,向心加速度a=rω2=0.5×36m/s2=18m/s2,故A、B错误.C、物体在1s内弧长为l=3×1m=3m,位移的大小一定小于3m.故C错误.D、在0.1s内的弧长l=3×0.1m=0.3m,故D正确.故选:D.【分析】根据线速度越角速度的关系求出做圆周运动的半径,根据向心加速度公式求出向心加速度大小.根据线速度和时间求出弧长,通过几何关系求出位移大小.7.地球上,在赤道上的一物体A和在台州的一物体B随地球自转而做匀速圆周运动,如图,它们的线速度分别为v A、v B,角速度分别为ωA、ωB,则()A. v A=v B,ωA=ωBB. v A<v B,ωA<ωBC. v A>v B,ωA>ωBD. v A>v B,ωA=ωB【答案】D【解析】【解答】解:A与B均绕地轴做匀速圆周运动,在相同的时间转过的角度相等,A、B的角速度相等.即ωA=ωB.由角速度与线速度关系公式v=ωr,A的转动半径较大,故A的线速度较大,即v A>v B;故选:D【分析】A与B均绕地轴做匀速圆周运动,周期均为一天,A的转动半径较大,可根据线速度与角速度关系公式v=ωr判断线速度的大小.8.图示为锥形齿轮的传动示意图,大齿轮带动小齿轮转动,大、小齿轮的角速度大小分别为ω1、ω2,两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2,则()A. ω1<ω2,v1=v2B. ω1>ω2,v1=v2C. ω1=ω2,v1>v2D. ω1=ω2,v1<v2【答案】A【解析】【解答】解:大齿轮带动小齿轮转动,轮子边缘上的点在相同时间内走过的弧长相同,则线速度大小相等,即v1=v2,根据知,r1>r2,则ω1<ω2.故选:A.【分析】大齿轮带动小齿轮转动,轮子边缘上的点在相同时间内走过的弧长相同,则线速度大小相等,结合半径大小关系比较角速度的大小关系.9.一作匀速圆周运动的物体,半径为R,向心加速度为a,则下列关系中正确的是()A. 线速度v=B. 角速度ω=C. 周期T=2πD. 转速n=【答案】A【解析】【解答】解:A、小球的加速度a= ,得v= ,故A正确B、由圆周运动的向心加速度得:a=ω2R,得:ω= ,故B错误;C、由向心加速度与周期的关系得:a= ,T=2π,故C错误;D、转速与周期互为倒数,n= ,得:n= ,故D错误.故选:A【分析】根据圆周运动的向心加速度与角速度、线速度、周期的关系式即可求解.10.如图所示,当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时,板上A、B两点的()A. 角速度之比ωA∶ωB=1∶1B. 角速度之比ωA∶ωB=1∶C. 线速度之比v A∶v B= ∶1D. 线速度之比v A∶v B=1∶1【答案】A【解析】解答:解:AB两点是同轴转动,故角速度相等,即角速度之比ωA∶ωB=1∶1,选项A正确;根据v=ωr可知,AB两点的线速度之比:v A∶v B=r A:r B=1∶,选项CD错误;故选A.分析:板上A、B两点绕同一个转轴转动,所以具有相同的角速度;根据v=rω得出线速度之比二、多选题(共4题;共12分)11.关于物体所受合外力的方向,下列说法正确的是()A. 物体做速率逐渐增加的直线运动时,其所受合外力的方向一定与速度方向相同B. 物体做变速率曲线运动时,其所受合外力的方向一定改变C. 物体做变速率圆周运动时,其所受合外力的方向一定指向圆心D. 物体做匀速率曲线运动时,其所受合外力的方向总是与速度方向垂直【答案】A,D【解析】【解答】解:A、合力的方向与加速度方向相同,与速度的方向和位移的方向无直接关系,当物体做加速运动时,加速度方向与速度方向相同;当物体做减速运动时,加速度的方向与速度的方向相反,故A正确,B、物体做变速率曲线运动时,其所受合外力的方向不一定改变,比如:平抛运动,故B错误.C、物体做匀速圆周运动时,其所受合外力的方向一定指向圆心,若非匀速圆周运动,则合外力一定不指向圆心,故C错误.D、物体做匀速率曲线运动时,速度的大小不变,所以其所受合外力始终指向圆心,则其的方向总是与速度方向垂直,故D正确,故选:AD.【分析】匀加速运动中,加速度方向与速度方向相同;匀减速运动中,速度方向可正可负,但二者方向必相反;加速度的正负与速度正方向的选取有关.12.如图所示,当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时,板上A、B两点的()A. 角速度之比ωA:ωB=1:1B. 角速度之比ωA:ωB=1:C. 线速度之比v A:v B= :1D. 线速度之比v A:v B=1:【答案】A,D【解析】【解答】解:A、板上A、B两点绕同一个转轴转动,所以具有相同的角速度.即角速度之比ωA:ωB=1:1,故A正确,B错误C、根据几何关系得板上A、B的轨道半径之比为1:所以线速度之比v A:v B=1:,故C错误,D正确故选AD.【分析】板上A、B两点绕同一个转轴转动,所以具有相同的角速度.根据v=rω得出线速度之比.13.如图所示,一质点沿螺旋线自外向内运动,已知其走过的弧长s与运动时间t成正比,关于该质点的运动,下列说法正确的是()A. 小球运动的线速度越来越大B. 小球运动的加速度越来越大C. 小球运动的角速度越来越大D. 小球所受的合外力越来越大【答案】B,C,D【解析】【解答】解:质点沿螺旋线自外向内运动,说明半径R不断减小A.根据其走过的弧长s与运动时间t成正比,根据v= 可知,线速度大小不变,故A错误;B.根据a= ,可知,v不变,R减小时,a增大,故B正确;C.根据ω= 可知,v不变,R减小时,ω增大,故C正确;D.由B解答可知a增大,根据F合=ma,质点质量不变,F合增大,故D正确.故选BCD.【分析】一质点沿螺旋线自外向内运动,半径R不断减小,其走过的弧长s与运动时间t成正比,根据v=可知,线速度大小不变,根据圆周运动的基本公式即可求解.14.质点做匀速圆周运动时,下列说法中正确的是()A. 因为v=ωR,所以线速度v与轨道半径R成正比B. 因为ω= ,所以角速度ω与轨道半径R成反比C. 因为ω=2πn,所以角速度ω与转速n成正比D. 因为ω= ,所以角速度ω与周期T成反比【答案】C,D【解析】【解答】解:A、v=ωR,ω一定时,线速度v才与轨道半径R成正比,所以A错误;B、ω= ,v一定时,角速度ω才与轨道半径R成反比,所以B错误;C、ω=2πn,2π为常数,所以角速度ω与转速n成正比,故C正确;D、ω= ,2π为常数,所以角速度ω与周期T成反比,故D正确;故选:CD.【分析】对于线速度与角速度的关系,必须在一个量一定的才能确定其余两个量的关系;在用转速或周期表示角速度时,角速度与转速成正比,与周期成反比.三、实验探究题(共1题;共3分)15.一个有一定厚度、半径为60cm的圆盘A,可以绕通过中心垂直盘面的水平轴转动.圆盘加速度转动时,角速度的增加量△ω与对应时间△t的比值定义为角加速β,即β= .为检测圆盘做匀加速转动时的角加速度,设计下实验:如图甲所示,将打点计时器B固定在桌面上,纸带C的一端穿过打点计时器的限位孔D,另一端与圆盘相连,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上,接通频率f=50Hz电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动.通过实验我们获得了如图乙所示的纸带(图中0、1、2、3、4为计数点,相邻两个计数点间还有4个点未画出)S 1=2.40cm 、S 2=3.01cm 、S 3=3.59cm 、S 4=4.19cm .那么打点计时器打下计数点2时纸带运行的速度大小为________m/s ,计算纸带加速度的关系式为a=________,圆盘转动的角加速度大小为________rad/s 2(计算结果都保留两位有效数字).【答案】0.33;;0.98【解析】【解答】解:2点的瞬时速度v 2= = m/s=0.33m/s .S 1=2.40cm=0.024m 、S 2=3.01cm=0.0301m 、S 3=3.59cm=0.0359m 、S 4=4.19cm=0.0419m ,则a 1=,a 2=则a= = = ≈0.59m/s 2.因为a= ==r β,则角加速度β= = ≈0.98rad/s 2.故答案为:0.33,,0.98. 【分析】根据平均速度等于中间时刻瞬时速度求出2点的瞬时速度,然后根据v=ωr 求解角速度;用逐差法求解出加速度,再根据加速度等于角加速度与半径的乘积来计算角加速度.四、综合题(共1题;共15分)16.某走时准确的时钟,分针与时针的长度之比是1.2:1.(1)分针与时针的角速度之比是多少?(2)分针针尖与时针针尖的线速度之比是多少?(3)分针和时针的运动可看做匀速圆周运动,则分针和时针转动的向心加速度之比是多少?【答案】(1)在一个小时的时间内,分针每转过的角度为360度,而时针转过的角度为30度,所以角速度之比为:ω1:ω2=360:30=12:1(2)由V=r ω可得,线速度之比为v 1:v 2=1.2×12:1×1=14.4:1(3)分针和时针转动的向心加速度之比是172.8:1【解析】【解答】(1)在一个小时的时间内,分针每转过的角度为360度,而时针转过的角度为30度, 所以角速度之比为:ω1:ω2=360:30=12:1,(2)由V=r ω可得,线速度之比为v 1:v 2=1.2×12:1×1=14.4:1;(3)根据a=vω知,向心加速度之比为a1:a2=172.8:1答:(1)分针与时针的角速度之比是12:1;(2)分针针尖与时针针尖的线速度之比是14.4:1;(3)分针和时针转动的向心加速度之比是172.8:1.【分析】(1)时针和分针都是做匀速圆周运动,根据转过的角度之间的关系可以求得角速度之比;(2)由V=rω可求得线速度之比;(3)根据a=vω求出向心加速度大小之比.五、解答题(共1题;共5分)17.如图所示,小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动,当Q球转到与O同一水平线时,有另一小球P在距圆周最高点为h处开始自由下落,要使两球在圆周最高点相碰,则Q球的角速度ω应满足什么条件?【答案】解:Q球转到最高点的时间有:t1=nT+T而周期T有:T=小球P落至最高点的时间是t2=要两球相碰,有t1=t2由以上各式得ω=(4n+1)【解析】【分析】小球P在距圆周最高点为h处开始自由下落,利用自由落体运动规律可以计算下落时间,要使两球在最高点相碰,在小球下落h高度时间内,Q球转过的时间为t=nT+,列式求解。
【人教版】高中物理必修二检测:第五章第五节向心加速度含解析
第五章曲线运动第五节向心加快度A级抓基础1.对于匀速圆周运动及向心加快度,以下说法中正确的选项是() A.匀速圆周运动是一种匀速运动B.匀速圆周运动是一种匀速曲线运动C.向心加快度描绘线速度大小变化的快慢D.匀速圆周运动是加快度方向不停改变的变速运动分析:匀速圆周运动的速度方向时辰改变,是一种变速曲线运动,A、B 错;匀速圆周运动的加快度大小不变,方向时辰在改变,且加速度的大小描绘了做匀速圆周运动的物体线速度方向变化的快慢,故C错,D 对.答案: D2.(多项选择 )以下说法中正确的选项是 ()A.匀速圆周运动的速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体没有加快度B.做匀速圆周运动的物体,固然速度大小不变,但方向时辰都在改变,所以必有加快度C.做匀速圆周运动的物体,加快度的大小保持不变,所以是匀变速曲线运动D.匀速圆周运动的加快度大小固然不变,但方向一直指向圆心,加快度的方向发生了变化,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动分析:做匀速圆周运动的物体,速度的大小不变,但方向时辰改变,所以必有加快度,且加快度大小不变,方向时辰指向圆心,加快度不恒定,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动,故 A、C 错误, B、D 正确.答案: BD3.飞机做曲线运动表演时,初速度为v1,经过时间t 速度变成v2,速度变化量v 与 v 1和 v 2的方向关系如下图,此中正确的选项是()A.①B.②C.③D.都不正确分析:不共线的v 1、v2、v 应组成关闭的矢量三角形,且v由 v 1的尾端指向 v 2的尾端.答案: B4.(多项选择 )如下图为摩擦传动装置, B 轮转动时带动 A轮随着转动,已知转动过程中轮缘间无打滑现象,下陈述法中正确的选项是()A.A、B 两轮转动的方向同样B.A 与 B 转动方向相反C.A、B 转动的角速度之比为1∶3D.A、B 轮缘上点的向心加快度之比为3∶1分析: A、B 两轮属齿轮传动, A、B 两轮的转动方向相反,Avω1r21错,B 对. A、B 两轮边沿的线速度大小相等,由ω=r 知,ω2=r1=3,v2a1 r2 1C 对.依据 a=r得,a2=r1=3,D 错.5.(多项选择 )如下图,一个球绕中心轴线 OO ′以角速度 ω做匀速圆周运动,则 ()A .a 、b 两点线速度同样B .a 、b 两点角速度同样C .若 θ=30°,则 a 、b 两点的线速度之比 v a ∶v b = 3∶2D .若 θ=30°,则 a 、b 两点的向心加快度之比 a a ∶ a b =2∶ 3分析: a 、b 两点绕同轴转动,角速度同样,因为半径不一样,线速度不一样, v =ωr ,v a ∶v b =r a ∶r b = 23R ∶R =3∶2,a =ω2r ,a a ∶a b =r a ∶r b = 3∶2,所以 A 、D 错误, B 、C 正确.答案: BC6.如下图,质量为 m 的木块从半径为 R 的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中, 假如因为摩擦力的作用使木块的速率不变, 那么()A.加快度为零B.加快度恒定C.加快度大小不变,方向时辰改变,但不必定指向圆心D.加快度大小不变,方向时辰指向圆心分析:由题意知,木块做匀速圆周运动,木块的加快度大小不变,方向时辰指向圆心,选项 D 正确, A、B、C 错误.答案: D7.如下图,半径为 R 的圆环竖直搁置,一轻弹簧一端固定在环2的最高点A,一端系一带有小孔穿在环上的小球,弹簧原长为3R.将小球从静止开释,开释时弹簧恰无形变,小球运动到环的最低点时速率为 v ,这时小球向心加快度的大小为()v 2v 23v 23v 2A. RB.2RC. 2RD.4R分析:小球沿圆环运动,其运动轨迹就是圆环所在的圆,轨迹的圆心就是圆环的圆心,运动轨迹的半径就是圆环的半径,小球运动到v 2环的最低点时,其向心加快度的大小为R,加快度方向竖直向上,正确选项为 A.答案: AB级提能力8.(多项选择 )一小球质量为 m,用长为 L 的悬绳 (不行伸长,质量不计 )L固定于 O 点,在 O 点正下方2处钉有一颗钉子.如下图,将悬线沿水平方向拉直无初速度开释后,当悬线遇到钉子后的瞬时,则()A.小球的角速度忽然增大B.小球的线速度忽然减小到零C.小球的向心加快度忽然增大D.小球的向心加快度不变分析:因为悬线与钉子接触时小球在水平方向上不受力,故小球的线速度不可以发生突变,因为做圆周运动的半径变成本来的一半,由v 2v=ωr知,角速度变成本来的两倍, A 正确, B 错误;由 a=r知,小球的向心加快度变成本来的两倍, C 正确, D 错误.答案: AC9. (多项选择 )一小球被细线拴着做匀速圆周运动,其半径为R,向心加快度为 a,则 ()A.小球相对于圆心的位移不变B.小球的线速度大小为RaaC.小球在时间t 内经过的行程 s=RtRD.小球做圆周运动的周期T=2πa分析:小球做匀速圆周运动,各时辰相对圆心的位移大小不变,v2但方向时辰在变, A 错;由 a=R得 v =Ra,B 对;在时间 t 内经过2πR2πR 的行程s= vt= t Ra, C 错;做圆周运动的周期T =v=Ra=R2πa,D对.答案: BD10.计算机硬盘内部构造如下图,读写磁头在计算机的指令下挪动到某个地点,硬盘盘面在电机的带动下高速旋转,经过读写磁头读写下方磁盘上的数据.磁盘上分为若干个齐心环状的磁道,每个磁道按圆心角平分为 18 个扇区.此刻一般的家用电脑中的硬盘的转速往常有 5 400 r/min 和 7 200 r/min 两种,硬盘盘面的大小同样,则()A.磁头的地点同样时, 5 400 r/min 的硬盘读写数据更快B.对于某种硬盘,磁头离盘面中心越远,磁头经过一个扇区所用的时间越长C.不论磁头位于哪处, 5 400 r/min 的硬盘磁头经过一个扇区所用时间都相等D.5 400 r/min 与 7 200 r/min 的硬盘盘面边沿的某点的向心加速度的大小之比为3∶4分析:磁头地点同样时,转速大的硬盘磁头经过同样扇区用时少,即读写数据更快,故 A 错误;对于某种硬盘其转速必定,则其角速度必定,而扇区是依据圆心角区分的,故经过某扇区的时间与角速度即转速相关,与磁头离盘面中心远近没关,故 B 错误;扇区是依据圆心角来区分的,转速必定,则其角速度也必定,所以经过同样扇区即同样圆心角的时间是必定的,与磁头所处的地点没关,故 C 正确;由题意知转速之比为3∶4,角速度之比与转速之比相等,向心加快2度 a=r ω,硬盘边沿的向心加快度之比不等于角速度之比,故D 错误.答案: C11.如下图,甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动,甲沿顺时针方向做匀速圆周运动,圆半径为R;乙做自由落体运动,当乙着落至 A 点时,甲恰巧第一次运动到最高点B,求甲物体匀速圆周运动的向心加快度的大小.分析:设乙着落到 A 点所用时间为t,则对乙,知足12=2R= gt ,得t,R2g332R这段时间内甲运动了4T,即4T=g.①24π又因为 a=ω2R=T2R,②92由①②得 a=πg.892答案:8πg。
人教版物理高一必修二同步测试第五章第五节向心加速度(有答案)
人教版物理高一必修二第五章第五节向心加速度同步训练一.选择题(共15小题)1.A 、B 两个质点分别做匀速圆周运动,在相等时问内通过的弧长之比S A :S B =4:3,转过的圆心角之比θA :θB =3:2.则下列说法中正确的是( )A .它们的线速度之比v A :vB =4:3B .它们的角速度之比ωA :ωB =2:3C .它们的周期之比T A :T B =3:2D .它们的向心加速度之比a A :a B =3:22.如图所示,一个小球绕圆心O 做匀速圆周运动,已知圆周半径为R ,该小球运动的线速度大小为v ,则它运动的向心加速度大小为( )A . R VB .νRC . RV 2D .νR 2 3.如图所示为一皮带传动装置,右轮半径为r ,a 点在它的边缘上;左轮半径为2r ,b 点在它的边缘上.若在传动过程中皮带不打滑,则a 点与b 点的向心加速度大小之比( )A .a a :a b =4:1B .a a :a b =1:4C .a a :a b =2:1D .a a :a b =1:2 4.一质点以匀速率在水平面上做曲线运动,其轨迹如图所示.从图中可以看出,质点在a 、b 、c 、d 四点处加速度最大的点是( )A .aB .bC .cD .d5.A 、B 两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动,在相同时间内,它们的路程之比为4:3,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( )A .1:2B .2:1C .4:2D .3:46.如图所示,拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍,A和B是前轮和后轮边缘上的点,若车行进时车轮没有打滑,则()A.两轮转动的周期相等B.前轮和后轮的角速度之比为3:1C.A点和B点的线速度大小之比为1:2D.A点和B点的向心加速度大小之比为2:17.图中所示为一皮带传动装置,右轮的半径范围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.b点与d点的向心加速度大小相等D.a点与c点的线速度大小相等8.关于做匀速圆周运动物体向心加速度的方向,下列说法正确的是()A.与线速度方向始终相同B.与线速度方向始终相反C.始终指向圆心D.始终保持不变9.关于向心加速度的物理意义,下列说法正确的是()A.它描述的是线速度的方向变化的快慢B.它描述的是角速度变化的快慢C.它描述的是线速度的大小变化的快慢D.匀速圆周运动的向心加速度是恒定不变的10.如图所示,为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它的边缘上的一点,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 点线速度大小相等B .a 点与c 点角速度大小相等C .a 点与d 点向心加速度大小不相等D .a 、b 、c 、d 四点,加速度最小的是b 点11.关于向心加速度,下列说法正确的是( )A .它是描述速度变化快慢的物理量B .它是描述线速度大小变化快慢的物理量C .它是描述线速度方向变化快慢的物理量D .它是描述角速度方向变化快慢的物理量12.关于做匀速圆周运动的物体的向心加速度,下列说法正确的是( )A .向心加速度大小与轨道半径成正比B .向心加速度大小与轨道半径成反比C .向心加速度方向与向心力方向不一致D .向心加速度指向圆心13.对于向心加速度的公式a=ω2r ,a =r 2V 的说法正确的是( ) A .a 与r 成正比B .a 与r 成反比C .在r 不变时,a 与ω成正比D .在r 不变时,a 与υ2成正比14.如图所示,两个摩擦传动的轮子,A 为主动轮,已知A 、B 轮的半径比为R 1:R 2=1:2,C 点离圆心的距离为22R ,轮子A 和B 通过摩擦的传动不打滑,则在两轮子做匀速圆周运动的过程中,以下关于A 、B 、C 三点的线速度大小V 、角速度大小ω、向心加速度大小a 之间关系的说法正确的是( )A.V A<V B,ωA=ωB B.a A>a B,ωB=ωC C.ωA>ωB,V B=V C D.ωA<ωB,V B=V C 15.荡秋千是儿童喜爱的运动,如图所示,当秋千从水平位置运动到该位置时,改变小孩的速度方向的加速度是沿()A.1方向B.2方向C.3方向D.4方向二.填空题(共5小题)16.对于绕轴转动的物体,描述转动快慢的物理量有角速度ω等物理量.类似加速度,角加速度β描述角速度的变化快慢,则角加速度β的定义式是,单位是.17.如图所示,用皮带传动的两轮M、N半径分别是R、2R,A为M边缘一点,B距N轮的圆心距离为R,则A、B两点角速度之比为:;线速度之比为:;向心加速度之比为:.18.如图所示,压路机后轮半径是前轮半径的3倍,A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点,C为后轮上的一点,它离后轮轴心的距离是后轮半径的一半,则A、B、C三点的角速度之比为ωA:ωB:ωC=,线速度之比为v A:v B:v C=,向心加速度之比为a A:a B:a C=.19.一物体在水平面内沿半径R=20m的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v=10m/s,那么,它的向心加速度为m/s2,它的角速度为rad/s,它的周期为s.20.如图所示为探究质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化关系实验时得到的图象,其中A为双曲线的一个分支.该实验使用了法,得到A图线是控制大小不变,研究向心加速度a 与半径r 的关系.得到B 图线是控制 不变,研究向心加速度a 与半径r 的关系.三.解答题(共5小题)21.如图所示,一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮半径是小轮半径的两倍,大轮上的一点S 与转轴的距离是半径的31,当大轮边缘上P 点的向心加速度是12m/s 2时,求: (1)大轮上的S 点的向心加速度是多少?(2)小轮上边缘处的Q 点的向心加速度是多少?22.如图所示,压路机大轮的半径R 是小轮半径r 的2倍,压路机匀速行进时,大轮边缘上A 点的向心加速度是0.12m/s 2,那么小轮边缘上的B 点向心加速度是多少?大轮上距轴心的距离为R 的C 点的向心加速度是多大?23.某走时准确的时钟,分针与时针的长度之比是1.2:1.(1)分针与时针的角速度之比是多少?(2)分针针尖与时针针尖的线速度之比是多少?(3)分针和时针的运动可看做匀速圆周运动,则分针和时针转动的向心加速度之比是多少? 24.如图所示,用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB (圆半径比细管的内径大得多)和直线BC 组成的轨道固定在水平桌面上,已知APB 部分的半径R=1.0m ,BC 段长L =1.5m .弹射装置将一个小球(可视为质点)以v 0=5m/s 的水平初速度从A 点弹入轨道,小球从C 点离开轨道随即水平抛出,落地点D 离开C 的水平距离s =2.5m ,不计空气阻力,g 取10m/s 2.求(1)小球在半圆轨道上运动时的角速度ω和加速度a的大小;(2)小球从A点运动到C点的时间t;(3)求小球落地时的速度?25.如图所示,甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动,甲沿顺时针方向做匀速圆周运动,圆半径为R;乙做自由落体运动,当乙下落至A点时,甲恰好第一次运动到最高点B,求甲物体匀速圆周运动的向心加速度.参考答案:1.A2.C3.C4.C5.B6.D7.D8.C9. A10. D11. C12. D13. D14. B15. D16. T∆∆=ωβ,rad/s 2 17. 2:1,2:1,4:118. 3:1:1,2:2:1,6:2:119. 5 0.5 4π20.控制变量;线速度;角速度21.大轮边缘上的P 点与小轮边缘上的Q 点靠传送带传动,则线速度相等,即v P :v Q =1:1. 根据v=rω知,r p =2r Q ,则ωp :ωQ =1:2.因为S 、P 角速度相等,所以ωs :ωQ =1:2.根据a=rω2知,a P :a S =3:1.且a s :a Q =1:4.由于P 点的向心加速度是12m/s 2时,所以S 点的向心加速度为4m/s 2,Q 点的向心加速度是24m/s 2,22.大轮边缘上A 点的线速度大小与小轮边缘上B 点的线速度大小相等.由a A =R V 2和a B =r 2V 得:a B =rR a A =2×0.12cm/s 2=0.24 cm/s 2 C 点和A 点同在大轴上,角速度相同,由a A =ω2R 和a C =ω2•得:a C ==×0.12cm/s 2=0.06 cm/s 2.23.(1)在一个小时的时间内,分针每转过的角度为360度,而时针转过的角度为30度, 所以角速度之比为:ω1:ω2=360:30=12:1,(2)由V=rω可得,线速度之比为v 1:v 2=1.2×12:1×1=14.4:1;(3)根据a=vω知,向心加速度之比为a 1:a 2=172.8:1 24.(1)小球在半圆形APB 管内做匀速圆周运动时,角速度ω=RV 0=5/1rad/s =5rad/s , 加速度为a=ωv 0=5×5m/s 2=25m/s 2. (2)小球从A 到B 的时间t 1=Ov R π=0.628s , 从B 到C 做匀速直线运动,时间为t 2=0V L =s=0.3s故小球从A 点运动到C 点的时间t=t 1+t 2=0.928s ;(3)对于平抛运动过程,根据动能定理得mgh=21mv 2﹣21Mv o 2;解得,v =52m/s ; 方向与水平面夹角为45°;25.设乙下落到A 点的时间为t ,则对乙满足R=21gt 2,得t=g R 2; 这段时间内甲运动了43T ,即43T =gR 2; 又由于a n =ω2R=224T πR ,由①②得:a n =89π2g 答:甲物体匀速圆周运动的向心加速度为89π2g。
人教版高中物理必修2第五章曲线运动--5.6向心加速度 5.7向心力同步练习(含解析)
人教版高中物理必修2第五章曲线运动5.6向心加速度 5.7向心力同步练习一、选择题(每小题4分,共28分)1.小球做匀速圆周运动,以下说法正确的是()v2A.向心加速度与半径成反比,因为a=rB.向心加速度与半径成正比,因为a=ω2rvC.角速度与半径成反比,因为ω=rD.角速度与转速成正比,因为ω=2πn2.下列说法正确的是()A.匀速圆周运动是一种匀速运动B.匀速圆周运动是一种匀变速运动C.匀速圆周运动是一种变加速运动D.物体做圆周运动时,其合力垂直于速度方向,不改变线速度大小3.做匀速圆周运动的两物体甲和乙,它们的向心加速度分别为a1和a2,且a1>a2,下列判断正确的是()A.甲的线速度大于乙的线速度B.甲的角速度比乙的角速度小C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小D.甲的速度方向比乙的速度方向变化得快4.如图所示,小物体A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,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、摩擦力D.以上均不正确5.一物块沿着圆弧下滑,由于摩擦作用,它的速率恰好保持不变,那么在下滑过程中下列说法中正确的是()A.物体的加速度为零,合外力为零B.物块所受的合外力的大小越来越大C.物块有大小不变的向心加速度D.物块所受的摩擦力大小不变6.汽车驶过一凸形桥,为使在通过桥顶时,减小车对桥的压力,汽车应()A.以较慢的速度通过桥顶B.以较快的速度通过桥顶C.以较大的加速度通过桥顶D.以较小的加速度通过桥顶7.一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上,当车厢突然制动时,则()A.绳的拉力突然变小B.绳的拉力突然变大C.绳的拉力没有变化D.无法判断拉力有何变化二、非选择题(共32分)8.(4分)一个做匀速圆周运动的物体,若保持其半径不变,角速度增加为原来的2倍时,所需要的向心力比原来增加了60 N,物体原来所需要的向心力是________N.9.(4分)一质量为m的小物体在竖直平面内沿半径为r的半圆状轨道运动,经过最低点时的速度是v.已知轨道与小物体间的动摩擦因数是μ,则此物体经过最低点时受到的滑动摩擦力大小为________.10.(4分)一端固定在光滑平面O点的细线,A、B、C各处依次系着质量相同的小球A、B、C,如图所示,现将它们排成一直线,并使细线拉直,让它们在桌面绕O点做圆周运动,如果增大转速,细线将在OA、AB、BC三段线中的________段先断掉.11.(6分)质量为4 t的汽车,以5 m/s的速率匀速通过半径为50 m的圆弧拱桥,桥面对汽车的动摩擦因数为μ=0.5,求汽车通过桥面最高点时汽车的牵引力.12.(7分)质量为M的人抓住长L的轻绳,绳的另一端系着质量为m的小球,现让小球在竖直平面内做圆周运动,当球通过最高点时速率为v,则此时人对地面的压力是多大?13.(7分)两个质量分别是m1和m2的光滑小球套在光滑水平杆上,用长为L的细线连接,水平杆随框架以角速度ω做匀速转动,两球在杆上相对静止,如图所示,求两球离转动中心的距离R1和R2及细线的拉力.参考答案一、选择题(每小题4分,共28分)1.解析:A 、B 、C 的说法不完整,缺少条件,故不正确,只有在v 不变的条件下,才能说a 与r 成反比,ω与r 成反比,在ω不变的条件下,a 与r 成反比.故D 正确. 答案:D2.解析:匀速圆周运动中,速度和加速度方向时刻在变,故A 、B 错,C 对;物体只有做匀速圆周运动时,其合力才垂直于速度,不改变线速度大小,D 错.故C 选项正确. 答案:C3.解析:向心加速度不改变速度大小,只改变速度方向,所以,a 1>a 2意味着甲的速度方向比乙的速度方向变化得快.故D 选项正确.答案:D4.解析:物体A 在水平台上,受重力G 竖直向下,支持力F N 竖直向上,且两力是一对平衡力,至于物体A 是否受摩擦力,方向如何,由运动状态分析才知道,由于A 随圆盘做圆周运动,所以必须受到向心力作用,G 与F N 不能提供向心力,只有A 受摩擦力F ′且指向圆心充当向心力,才能使物体有向心力而做匀速圆周运动.故B 正确.答案:B5.解析:物块做匀速圆周运动时,具有大小不变的向心加速度和向心力,即合外力的大小不变,且指向圆弧的圆心,这个合力是由重力、弹力和摩擦力合成的,其中重力不变,弹力和摩擦力都相应地发生变化,故C 正确.答案:C6.解析:汽车过凸形桥,在桥顶时汽车对桥的压力为:F =mg -m Rv 2R 为桥的曲率半径是固定的,可是v 越大,F 越小,所以为了减小车对桥的压力,应以较快的速度通过桥顶.答案:B7.解析:车厢突然制动时,重球由于惯性,继续向前运动,而悬线欲使它改变运动方向则沿圆弧运动,所以拉力变大,即B 正确.答案:B二、非选择题(共32分)8.解析:由向心力公式F =m ω2R 得⎪⎩⎪⎨⎧=+=RF R F 22)2(60ωω 解联立方程得:F =20 N答案:209.解析:在最低点时F N -mg =m rv 2F N =m (g +rv 2)所以F f =μF N =μm (g +rv 2) 答案:μm (g +rv 2) 10.解析:同一细线,OA 、AB 、BC 各段线所承受的最大拉力是相等的,转速增大时,实际拉力大的先断,所以此题关键是求出OA 、AB 、BC 各段的拉力与转速的关系. 对C :F C =m ω2r c =m 4π2(60n )2r c . 对B :F B -F C =m ω2r B ,则F B =F C +m ω2r B =m 4π2(60n )2(r B +r C ) 对A :F A -F B =m ω2r A ,对F A =F B +m ω2r A =m 4π2(60n )2(r A +r B +r C )显然,OA 段所受的实际拉力最大,所以转速增大时,三段线中OA 段最先断.答案:OA11.解析:汽车通过桥顶时受到重力G 和支持力F N 以及牵引力F 及摩擦力F f 在竖直方向:mg -F N =m Rv 2所以F N =mg -m Rv 2桥面对汽车的摩擦力F f =μF N由于汽车做匀速圆周运动通过最高点,故它在切线方向的合外力应为零,因此牵引力F =F f =μm (g -gv 2) =0.5×4×103×(10-5052) =1.9×103 N答案:1.9×103 N12.解析:对球进行受力分析,由牛顿第二定律可得:F +mg =m Lv 2所以F =m Lv 2-mg即轻绳对小球的拉力为F .再对人进行受力分析,即受重力、地面对人的支持力和轻绳对人的拉力 所以F N +F ′=MgF N =Mg -F ′=Mg - (m Lv 2-mg ) =(M +m )g -m Lv 2由牛顿第三定律:人对地面的压力大小F N ′=F N =(M +m )g -m Lv 2答案:(M +m )g -m Lv 213.解析:绳对m 1和m 2的拉力是它们做圆周运动的向心力,根据题意R 1+R 2=L ,R 2=L -R 1对m 1:F =m 1ω2R 1对m 2:F =m 2ω2R 2=m 2ω2(L -R 1) 所以m 1ω2R 1=m 2ω2(L -R 1)即得:R 1=212m m L m + R 2=L -R 1=211m m L m + F =m 1ω2·212m m L m + =21221m m L m m +ω 答案:212m m L m +;211m m L m +;F =21221m m L m m +ω。
高中物理人教版必修2第五章第5节向心加速度同步练习(I)卷
高中物理人教版必修2第五章第5节向心加速度同步练习(I)卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共4题;共8分)1. (2分) (2020高一下·枣庄月考) 质点做匀速圆周运动时,下面说法中正确的是()A . 向心加速度一定与旋转半径成反比,因为an =B . 向心加速度一定与旋转半径成正比,因为an = rw2C . 角速度一定与旋转半径成反比,因为w=D . 角速度一定与转速成正比,因为ω =2πn(n 的单位为转/秒)2. (2分)现在许多汽车都应用了自动挡无级变速装置,可连续变换速度,图为截锥式无级变速模型示意图。
两个截锥之间有一个滚动轮,主动轮、滚动轮、从动轮之间靠彼此之间的摩擦力带动且不打滑。
现在滚动轮处于主动轮直径D1、从动轮直径D2的位置,则主动轮转速n1与从动轮转速n2的关系是()A .B .C . 若主动轮转速恒定,当位于主动轮和从动轮之间的滚动轮从左到右移动时,从动轮转速增大D . 若主动轮转速恒定,当位于主动轮和从动轮之间的滚动轮从右到左移动时,从动轮转速降低3. (2分) (2019高一下·宜良月考) 如图所示,圆环以它的直径为轴做匀速转动,圆环上A、B两点的线速度大小分别为vA、vB ,角速度大小分别为ωA、ωB ,则()A . vA=vB ωA=ωBB . vA≠vB ωA≠ωBC . vA=vB ωA≠ωBD . vA≠vB ωA=ωB4. (2分) (2018高一下·梁河期中) 下列说法正确的是()A . 做平抛运动的物体不受任何力的作用B . 做平抛运动的物体时间只由高度决定C . 匀速圆周运动是线速度不变的运动D . 向心力不仅改变线速度方向,也改变线速度的大小二、多项选择题 (共4题;共12分)5. (3分) (2021高一下·德惠月考) 汕头海湾隧道工程采取的是隧道盾构挖掘技术。
