【物理】沪科版必修2同步精练精析：2.2《研究匀速圆周运动的规律》（沪科版必修二）

2.2 研究匀速圆周运动的规律【学业达标训练】1.关于向心力的说法正确的是（ ）A.物体由于做圆周运动而产生向心力B.向心力不改变物体做圆周运动的速度大小C.做匀速圆周运动的物体向心力是不变的D.只要物体做圆周运动，它的合力一定指向圆心【解析】选B.力与运动是因果关系，物体的受力情况决定物体的运动情况.是因为有向心力,物体才做圆周运动,而不是物体做圆周运动才产生向心力,故A错误;向心力与速度方向始终垂直,对物体不做功,不改变物体速度大小,其作用效果体现在改变物体运动方向上,故B正确;做匀速圆周运动的物体,其向心力大小不变,但方向不断改变,力是矢量,故C错误;只有做匀速圆周运动的物体的向心力才是物体的合力,而非匀速圆周运动物体的合力不指向圆心,故D错误.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a1a2，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4.(2010泰兴高一检测)如图2-2-8所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动,当圆筒转动角速度增大以后,下列说法正确的是（ ）A.物体所受圆筒的弹力增大了B.物体所受摩擦力增大了C.物体所受圆筒的弹力不变D.物体所受摩擦力不变【解析】选A、D.物体转动的向心力由弹力来提供，当转动角速度增大时,向心力变大,故弹力增大,即A对C错;在竖直方向上,摩擦力等于重力，恒定不变,故B错D对6.如图2-2-9所示,一个水平圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动,小物块A放在圆盘上且与盘保持相对静止.则物块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、向心力和摩擦力D.以上说法均不正确【解析】选B.水平圆盘匀速转动,物块A放在盘上且与盘保持相对静止,则A必绕O点在水平面内做匀速圆周运动,一定有外力提供它做匀速圆周运动所需要的向心力.物块A在水平台上,受重力(方向竖直向下),支持力N(方向竖直向上),这两个力都不能提供向心力(向心力沿水平方向),那只有圆盘对A的静摩擦力充当向心力,才能使A做匀速圆周运动.故选项B正确.【素能综合检测】一、选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分，每小题至少一个选项正确）1.关于质点做匀速圆周运动的下列说法中正确的是（ ）A.由a= 可知,a与r成反比B.由a=2r可知,a与r成正比C.当v一定时,a与r成反比D.由=2n可知,角速度与转速n成正比【解析】选C、D.只有当v一定时,a与r才成反比,A选项错,C正确;只有当一定时,a与r才成正比,B选项错误;由公式=2n知,2为定值,角速度与转速n成正比,D选项正确,所以应选C、D.2.如图1所示的装置中,A、B两球的质量都为m,且绕竖直轴做同样的圆锥摆运动,木块的质量为2m,则木块的运动情况是( )A.向上运动 B.向下运动C.静止不动 D.上下振动【解析】选C.对A球,设绳与竖直方向夹角为,则FAcos=mAg,同理FBcos=mBg,因T=FAcos+FBcos=2mg,故木块静止不动.3.(2010冀州高一检测)下列说法正确的是( )A.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所受的合外力是恒力C.做匀速圆周运动的物体的速度恒定D.做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定【解析】选D.做匀速圆周运动的物体,所受合外力提供做圆周运动的向心力.合外力的大小恒定,方向时刻在改变,故加速度大小恒定.A、B项错,D对,做匀速圆周运动的物体速度大小不变,而方向时刻改变,C错.4.汽车甲和汽车乙质量相等，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧.两车沿半径方向受到的静摩擦力分别为f甲和f乙.以下说法正确的是（ ）A.f甲小于f乙 B.f甲等于f乙C.f甲大于f乙 D.f甲和f乙大小均与汽车速率无关5.(2010福州高一检测)如图2所示,靠摩擦传动做匀速转动的大小两轮接触面相互不打滑,大轮的半径是小轮半径的两倍.A、B分别为大小轮边缘上的点,C为大轮上的一条半径的中点,则下列关系正确的是( )A.vBvC=21 B.aAaB=21C.aAaC=21 D.aBaC=21二、非选择题(本题包括3小题,共30分,要有必要的文字叙述)6.(2010冀州高一检测)(8分)如图3所示，长为l的细线一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，让小球在水平面内做角速度为的匀速圆周运动，摆线与竖直方向成角，求小球运动的向心加速度.【解析】小球做匀速圆周运动的半径r=lsin向心加速度a=2r=2lsin.答案：2lsin7.(思维拓展题)(10分)如图4所示，一部机器由电动机带动,机器上的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0.10 m/s2. (1)电动机皮带轮与机器皮带轮的转速比n1n2是多少?(2)机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半,A点的向心加速度是多少?探究创新8.(12分)为了更准确的测量电风扇的转速和叶片边缘的向心加速度的大小，