教科版必修二 　匀速圆周运动的向心力和向心加速度 课时作业.doc

2018-2019学年教科版必修二 匀速圆周运动的向心力和向心加速度 课时作业1.(2018天津南开中学高一期中)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(c)a.向心加速度的大小和方向都不变b.向心加速度的大小和方向都不断变化c.向心加速度的大小不变,方向不断变化d.向心加速度的大小不断变化,方向不变解析:做匀速圆周运动的物体要受到指向圆心的向心力的作用,向心力大小不变,方向时刻变化,所以向心加速度的方向始终指向圆心,因此向心加速度的方向不断变化,而大小不变,故选项c正确.2.(多选)如图所示,一小物块以大小为a=4 m/s2的向心加速度做匀速圆周运动,半径r=1 m,则下列说法正确的是(ab)a.小球运动的角速度为2 rad/sb.小球做圆周运动的周期为 sc.小球在t= s内通过的位移大小为 md.小球在 s内通过的路程为零解析:由a=2r可求得=2 rad/s,由a=r可求得t= s,小球在 s内转过90通过的位移为r, s内转过一周,路程为2r,故选项a,b正确.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(d)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解析:由于不知甲和乙做匀速圆周运动的半径大小关系,故不能确定它们的线速度、角速度的大小关系,故a,b,c错.向心加速度是表示线速度方向变化快慢的物理量,a1a2,表明甲的速度方向比乙的速度方向变化快,故d对.向心力的来源分析4.一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(b)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解析:老鹰在空中做匀速圆周运动,受重力和空气对它的作用力两个力的作用,两个力的合力充当它做圆周运动的向心力.但不能说老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力三个力的作用.故b正确.5.(2018黑龙江双鸭山一中高一月考)荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动,当秋千荡到最高点时,有关小孩的合外力和加速度方向说法正确的是(b)a.加速度是a方向,合外力是a方向b.加速度是b方向,合外力是b方向c.加速度是c方向,合外力是c方向d.加速度是d方向,合外力是d方向解析:当秋千荡到最高点时,小孩的速度为零,向心力为零,所以小孩受到沿绳方向的合力为零,受到竖直向下的重力和沿绳子方向的拉力,合力方向将沿圆弧的切线方向,加速度方向沿着圆弧的切线方向,即图中的b方向,故选项b正确,a,c,d错误.6.(2018广东遂溪高一检测)如图所示,洗衣机脱水桶在转动时,衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来,则衣服(c)a.受到4个力的作用b.所需的向心力由重力提供c.所需的向心力由弹力提供d.所需的向心力由静摩擦力提供解析:衣服在脱水桶里转动时受到重力、支持力和静摩擦力,支持力提供向心力,支持力属于弹力,故选项c正确.向心力的公式及运用7.(2018北京密云高一期中)如图所示,质量为m的物体从半径为r的半球形碗边向碗底滑动,滑到最低点时的速度为v.若物体滑到最低点时受到的摩擦力是f,则物体与碗的动摩擦因数为(b)a. b.c.d.解析:在最低点有n-mg=m,计算得出n=mg+m,而n=n,则=,故选项b正确,a,c,d错误.8.如图,在验证向心力公式的实验中,质量为m的钢球放在a盘的边缘,质量为4m的钢球放在b盘的边缘,a,b两盘的半径之比为21.a,b分别是与a盘、b盘同轴的轮.a轮、b轮半径之比为12,当a,b两轮在同一皮带带动下匀速转动时,钢球,受到的向心力之比为(a)a.21b.41c.14d.81解析:皮带传送,边缘上的点线速度大小相等,所以va=vb,a轮、b轮半径之比为12,所以=,共轴的点,角速度相等,两个钢球的角速度分别与共轴轮子的角速度相等,则=,根据向心加速度a=r2,=.由向心力公式fn=ma,得=.故a正确.能力提升9.(多选)如图所示,长为l的悬线固定在o点,在o点正下方有一钉子c,oc距离为,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,小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的(bc)a.线速度突然增大为原来的2倍b.角速度突然增大为原来的2倍c.向心加速度突然增大为原来的2倍d.悬线拉力突然增大为原来的2倍解析:悬线与钉子碰撞前后,线的拉力始终与小球运动方向垂直,小球的线速度大小不变,故选项a错;当半径减小时,由=知变大为原来的2倍,故选项b对;再由a=知向心加速度突然增大为原来的2倍,故选项c对;而在最低点,f-mg=m,故碰到钉子后合力变为原来的2倍,悬线拉力变大,但不是原来的2倍,故选项d错.10.如图所示,a,b两个小球质量相等,用一根轻绳相连,另有一根轻绳的两端分别连接o点和b点,让两个小球绕o点在光滑水平桌面上以相同的角速度做圆周运动,若ob绳上的拉力为f1,ab绳上的拉力为f2,ob=ab,则(b)a.f1f2=23b.f1f2=32c.f1f2=53d.f1f2=21解析:小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动,设角速度为,在竖直方向上所受重力与桌面支持力平衡,水平方向不受摩擦力,绳子的拉力提供向心力.由牛顿第二定律,对a球有f2=mr22,对b球有f1-f2=mr12,已知r2=2r1,各式联立解得f1=f2,故选项b对,a,c,d错.11.如图所示,正在匀速转动的水平转盘上固定有三个可视为质点的小物块a,b,c,它们的质量关系为ma=2mb=2mc,到轴o的距离关系为rc=2ra=2rb.下列说法中正确的是(c)a.b的角速度比c小b.a的线速度比c大c.b受到的向心力比c小d.a的向心加速度比b大解析:共轴转动,角速度相等,故选项a错误;根据v=r,角速度相同,半径越大,线速度越大,所以c的线速度最大,故选项b错误;根据f=mr2,因为mb=mc,角速度相同,c的半径大,所以b受到的向心力比c小,故选项c正确;根据a=r2,a的半径等于b的半径,所以a,b的向心加速度相等,故选项d错误.12.(2018陕西西安高一检测)某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘上,绳子下端连接座椅,人坐在飞椅上随转盘旋转而在空中飞旋.若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图所示的物理模型.其中p为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴oo转动,设轻绳长l=10 m,质点的质量m=6 kg,转盘静止时人与转轴之间的距离d=4 m.转盘慢慢加速转动,经过一段时间后转速保持稳定,此时绳与竖直方向的夹角为37且保持不变.不计空气阻力,绳子不可伸长(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=10 m/s2).此时,求:(1)绳的拉力大小;(2)质点与转盘转动的周期t.解析:(1)对质点受力分析知,在竖直方向合力为零,则绳中的拉力为f= n=750 n.(2)此时重力与绳子拉力的合力是水平的,提供向心力.有:mgtan =.质点做圆周运动的轨道半径为r=d+lsin 37=10 m,联立解得t= s.答案:(1)750 n(2) s13.如图所示,长l=0.2 m的轻绳一端固定在光滑水平面上的o点,另一端系一质量m=0.5 kg的小球,小球在光滑水平面上做匀速圆周运动.(取=3.14)(1)若小球做圆周运动的周期t=1.57 s,求小球的角速度和线速