2019_2020学年高中物理第4章匀速圆周运动第2节向心力与向心加速度随堂演练巩固提升鲁科版必修2.docx

第2节向心力与向心加速度随堂检测学生用书P631关于向心加速度，以下说法正确的是()A它描述了角速度变化的快慢B它描述了线速度大小变化的快慢C它描述了线速度方向变化的快慢D公式a只适用于匀速圆周运动解析：选C.由于向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，选项C正确，A、B错误；公式a不仅适用于匀速圆周运动，也适用于变速圆周运动，D错误2(多选)在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，使小球以角速度做匀速圆周运动下列说法中正确的是()Al、不变，m越大线越易被拉断Bm、不变，l越小线越易被拉断Cm、l不变，越大线越易被拉断Dm不变，l减半且角速度加倍时，线的拉力不变解析：选AC.在光滑的水平面上细线对小球的拉力提供小球做圆周运动的向心力由Fnm2r知，在角速度不变时，Fn与小球的质量m、半径l都成正比，A正确，B错误；质量m不变时，Fn又与l和2成正比，C正确，D错误3一小球被细绳拴着，在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，向心加速度为an，那么()A角速度B时间t内通过的路程为st C周期TD可能发生的最大位移为2R解析：选B.由an2r，得，A错误；由an，得线速度v，所以时间t内通过的路程为svtt，B正确；由an2rr，得T2 2，C错误；对于做圆周运动的物体而言，位移大小即为圆周上两点间的距离，最大值为2R，D错误4如图所示，水平转台上放有质量均为m的两个物块A、B，A离转轴的距离为L，A、B间用长为L的细线相连开始时，A、B与轴心在同一直线上，线正好被拉直，A、B与水平转台间的动摩擦因数均为.则当转台的角速度达到多大时细线中开始出现张力？当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动？(不计A、B大小)解析：细线中开始出现张力时，B物块受到的静摩擦力刚好达到最大值，在此临界状态时，细线中的拉力还是零对B物块，根据牛顿第二定律得mgmrB，又rB2L故此时转盘的角速度1 当物块A刚要开始滑动时，A、B受到的静摩擦力都达到最大值，设此时细线中的张力为F，根据牛顿第二定律，对A物块有mgFmrA，rAL对B物块有FmgmrB，rB2L解得2 .答案： 课时作业学生用书P124(单独成册)一、单项选择题1下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中正确的有()A因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力B因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C不一定是物体所受的合外力D向心力和向心加速度的方向都是不变的解析：选B.做匀速圆周运动的物体所受的向心力是物体所受的合外力提供，由于指向圆心，且与线速度垂直，不能改变线速度的大小，只用来改变线速度的方向，向心力虽大小不变，但方向时刻改变，不是恒力，由此产生的向心加速度也是变化的，所以选项A、C、D错误，选项B正确2在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心图中能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的是()解析：选C.由于雪橇在冰面上滑动，其滑动摩擦力方向必与运动方向相反，即沿圆周的切线方向因做匀速圆周运动，合力一定指向圆心，由此可知选项C正确3甲、乙两质点分别做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是()A线速度大的质点加速度一定大B角速度大的质点加速度一定大C向心加速度大的质点向心力一定大D向心加速度大的质点速度方向一定变化快解析：选D.由a知，只有当r一定时，v大的a才大，故A错误；由ar2 知，因大，所以a大的前提条件是r一定，故B错误；由Fma知，只有当m一定时，a大的F才大，故C错误；加速度是反映物体速度变化快慢的物理量，即速度的变化率，不过在匀速圆周运动中，反映的不是物体速度大小变化快慢，而是速度方向变化快慢4.未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力为达到上述目的，下列说法正确的是()A旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小解析：选B.旋转舱对宇航员的支持力提供宇航员做圆周运动的向心力，即mgm2r，解得，即旋转舱的半径越大，角速度越小，而且与宇航员的质量无关，选项B正确5.如图所示，半径为R的圆盘绕过圆心的竖直轴OO匀速转动，在距轴为r处有一竖直杆，杆上用长为L的细线悬挂一小球当圆盘以角速度匀速转动时，小球也以同样的角速度做匀速圆周运动，这时细线与竖直方向的夹角为，则小球的向心加速度大小为()A2RB2rC2Lsin D2(rLsin )解析：选D.由题图可知，小球做匀速圆周运动的半径R0rLsin ，由向心加速度公式知a2R02(rLsin )，选项D正确6.如图所示，在水平转动的圆盘上，两个完全一样的木块A、B一起随圆盘做匀速圆周运动，旋转的角速度为，已知A、B两木块所在的两点到圆盘中心O的距离分别为rA和rB，则A、B两木块的向心力之比为()ArArBBrrC. D.解析：选A.木块A、B在绕O点旋转的过程中，是木块与圆盘间的静摩擦力提供了向心力，因两木块旋转的角速度相等，又两木块质量一样，由向心力公式Fmr2得FAmrA2，FBmrB2，联立两式得FAFBrArB，故选项A正确二、多项选择题7.如图所示为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象，其中A为双曲线的一个分支，则由图象可知()AA质点运动的线速度大小不变BA质点运动的角速度大小不变CB质点运动的角速度大小不变DB质点运动的线速度大小不变解析：选AC.在圆周运动中，向心加速度ar2，由此可以看出：当线速度v一定时，向心加速度a与半径r成反比；当角速度一定时，向心加速度a与半径r成正比由题中图象可知，A质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图线是双曲线的一支，运动时遵循a的规律，其线速度大小保持不变，故选项A正确，B错误B质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图线是通过原点的一条直线，运动时遵循ar2的规律，其角速度的大小保持不变，故选项C正确，D错误8一质点做半径为r的匀速圆周运动，它的加速度、角速度、线速度、周期分别为a、v、T，下列关系中正确的是()ABvrCav DT2解析：选ACD.因为a2r，所以，A正确；因为a，所以v，B错误；因为a2r，又vr，所以av，C正确；因为ar，所以T2，D正确9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12B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AD.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对设轮4的半径为r，则aaac，即aaac18，C错，D对.，B错10.如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的()A周期相等B线速度的大小相等C角速度相等D向心加速度相同解析：选AC.设小球的质量为m，细线长为l，细线与竖直方向的夹角为，对小球进行受力分析，如解析图所示小球的重力与细线的拉力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力，由图可得向心力Fmgtan 小球做圆周运动的半径为rlsin 小球做圆周运动的圆心到悬点的距离为hlcos 根据向心力公式，有Fmm2rmrma所以v，T2，agtan 两个做圆周运动的小球对应的h相同，不同，所以选项A、C正确，B、D错误三、非选择题11冬奥会上，我国选手在双人花样滑冰运动中获得金牌赵宏博拉着申雪在空中做圆锥摆运动，已知申雪的体重为G，做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角为30，重力加速度为g，求申雪做圆周运动的向心加速度大小和受到的拉力大小解析：对申雪受力分析如图所示水平方向：Fcos ma竖直方向：Fsin mg由以上两式得：向心加速度ag拉力F2G.答案：g2G12如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上