鲁科版必修2 第4章第2节 向心力与向心加速度 作业.doc

一、选择题1关于向心力说法中正确的是()a物体由于做圆周运动而产生的一个指向圆心的力就是向心力b向心力也可以改变物体运动速度的大小c做匀速圆周运动的物体的向心力是该物体所受的外力的合力d做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的解析：选c.向心力是产生圆周运动的条件而不是结果，a错误；向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，b错误；做匀速圆周运动的物体的向心力就是该物体所受外力的合力，c正确；向心力的方向是时刻变化的，向心力是变力，d错误2关于向心加速度的物理意义，下列说法中正确的是()a它描述的是线速度方向变化的快慢b它描述的是线速度大小变化的快慢c它描述的是角速度变化的快慢d匀速圆周运动的向心加速度是恒定不变的解析：选a.向心加速度的方向和线速度的方向垂直，因此它只描述线速度方向变化的快慢对于匀速圆周运动，角速度是不变的，而向心加速度仍然存在，可见向心加速度不是描述角速度变化的物理量向心加速度的方向总是指向圆心，所以加速度方向时刻改变，故向心加速度不是恒定不变的3(多选)物体做半径为r的匀速圆周运动，它的向心加速度、角速度、线速度和周期分别为an、v和t.下列关系式正确的是()abvcanv dt2解析：选abc.由anr2，vr可得，v，anv，即a、b、c正确；又由t与得t2，即d错误4(多选)如图所示，质量相等的a、b两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，a物块到转动轴的距离大于b物块到转动轴的距离，则两物块()a线速度相同 b角速度相同c向心加速度不同 d向心力相同解析：选bc.a、b两物块始终相对于圆盘静止，角速度相同，b正确；由rarb及vr知vavb，a错误；由a2r知aaab，c正确；fmam2r知，fafb，d错误5(多选)关于北京和广州两地随地球自转的向心加速度，下列说法正确的是()a两地向心加速度的方向都沿半径指向地心b两地向心加速度的方向都在平行赤道的纬度平面内指向地轴c北京的向心加速度比广州的向心加速度小d北京的向心加速度比广州的向心加速度大解析：选bc.如图所示，地球表面各点的向心加速度方向(即向心力的方向)都在平行赤道的纬度平面内并指向地轴，选项b正确，选项a错误；在地球上纬度为的北京，做圆周运动的轨道半径小，而北京和广州两地随地球自转的角速度相同，因此北京随地球自转的向心加速度比广州的小，选项c正确，选项d错误6甲、乙两名溜冰运动员，m甲80 kg，m乙40 kg，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演，如图所示两人相距0.9 m，弹簧测力计的示数为9.2 n，下列判断中正确的是 ()a两人的线速度相同，约为40 m/sb两人的角速度相同，都为60 rad/sc两人的运动半径相同，都是0.45 md两人的运动半径不同，甲为0.3 m，乙为0.6 m解析：选d.甲、乙两人绕共同的圆心做圆周运动，他们的角速度相同，设甲、乙两人所需向心力为f向，角速度为，半径分别为r甲、r乙，则有：f向m甲2r甲m乙2r乙9.2 n，r甲r乙0.9 m，联立以上两式得r甲0.3 m，r乙0.6 m.两人线速度之比.两人的角速度 rad/s0.619 rad/s.故正确答案应选d.7(多选)小球做匀速圆周运动，半径为r，向心加速度为a，则()a小球的角速度为b小球的运动周期t2c小球在时间t内通过的路程s td小球在时间t内通过的路程s t解析：选bd.据a2r得：，又，所以t2，a选项错，b选项对；小球在时间t内通过的路程svtrtrtt，c选项错，d选项对8如图所示，一只质量为m的老鹰，以速率v在水平面内做半径为r的匀速圆周运动，则空气对老鹰作用力的大小等于()am bm cm dmg解析：选a.对老鹰进行受力分析，如图所示，老鹰受到重力mg、空气对老鹰的作用力f.由题意可知，力f沿水平方向的分力提供老鹰做匀速圆周运动的向心力，沿竖直方向的分力与重力平衡，故f1f向，f2mg则f m，故a正确9如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球a和b紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，则()a球a的线速度一定大于球b的线速度b球a的角速度一定大于球b的角速度c球a的向心加速度一定大于球b的向心加速度d球a对筒壁的压力一定大于球b对筒壁的压力解析：选a.以球a为研究对象受力分析如图所示，由牛顿第二定律及平衡条件可知nsin mg所以nmg/sin ncos mm2rma由式可以看出质量相等的a、b两球对筒壁的压力相等，d错误；由式可以看出，选项a正确，b、c错误10. 如图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1的半径和轮2的半径相同，轮3的半径和轮4的半径相同，且为轮1和轮2半径的一半，则轮1边缘的a点和轮4边缘的c点相比()a线速度之比为14b角速度之比为41c向心加速度之比为81d向心加速度之比为18解析：选d.由题意知2va2v3v2vc，其中v2、v3为轮2和轮3边缘的线速度，所以vavc12，a错设轮4的半径为r，则aaac，即aaac18，c错，d对.，b错二、非选择题11如图所示，ommnr.两个小球质量都是m，a、b为水平轻绳两小球正随水平圆盘以角速度匀速同步转动小球和圆盘间的摩擦力可以不计求：(1)绳b对小球n的拉力大小；(2)绳a对小球m的拉力大小解析：(1)对球n，受力如图所示，其做圆周运动的半径为2r，根据牛顿第二定律有fbm22r2m2r.(2)对球m，受力如图所示，其做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有fafbm2r解得fafbm2r3m2r.答案：(1)2m2r(2)3m2r12. 飞机起飞时，飞行员处于超重状态，这种现象叫过荷，这时会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，过荷过大时，飞行员还会暂时失明，甚至晕厥，飞行员可以通过加强训练来提高自己的抗荷能力，如图所示是离心实验器的原理图，可以用离心实验器测试人的抗荷能力离心实验器转动时，被测试者做匀速圆周运动，若被测试者所受重力为g，现观察到图中的直线ab(即垂直于座位的直线)与水平杆成30角求：(1)被测试者做匀速圆周运动时所需向心力多大？(2)被测试者对