2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度 同步练习 高中物理新教科版必修第二册（2022-2023学年）

/index/index2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度1．地球上的物体都随地球一起转动，下列说法正确的是A．在我国各地的物体都有相同的角速度B．位于赤道地区的物体的线速度比位于两极地区的小C．地球上所有地区的线速度都相等D．地球上所有物体的向心加速度的方向都指向地心2．A、B两个质点分别作匀速圆周运动，若在相等时间内，转过的圆心角之比为，通过的弧长之比为，则（）A．它们角速度之比为B．它们的线速度之比为C．它们周期之比为D．它们的向心加速度之比为3．广州的广州塔和上海的东方明珠塔都随地球的自转一起转动，下列说法正确的是（）A．两座塔的角速度相等 B．两座塔的线速度相同C．两座塔的运动周期不相等 D．两座塔的向心加速度相同4．一个初速度不为零的小球只受到一个大小不变的力的作用时，以下关于此物体运动情况的说法正确的是（）A．小球的速度大小一定发生变化 B．小球加速度大小一定不变C．小球一定做匀加速运动 D．小球可能静止不动5．两轮用齿轮传动，且不打滑，图中两轮的边缘上有A、B两点，它们到各自转轴O1、O2的距离分别为rA、rB，且rA>rB当轮子转动时，这两点的线速度大小分别为vA和vB，向心加速度大小分别为aA和aB，角速度大小分别为ωA和ωB，周期分别为TA和TB，则下列关系式正确的是（）A．vA>vB B．ωA>ωB C．aA>aB D．TA>TB6．质点做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A．线速度越大，周期一定越小 B．角速度越大，周期一定越小C．向心加速度越大，周期一定越小 D．圆周半径越小，周期一定越小7．如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（）A．摆球A受重力、拉力和向心力的作用B．摆球A受拉力和向心力的作用C．摆球A受拉力和重力的作用D．摆球A受力的合力既改变速度的方向，又改变速度的大小8．如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处半径，则这三点的向心加速度、、之间的关系是（）A． B．C． D．9．下列说法正确的是（）A．举重运动员举着杠铃不动时，运动员处于超重状态B．跳水运动员离开跳板后上升的过程中处于超重状态C．小孩荡秋千通过最低点时处于平衡状态D．汽车通过拱形桥最高点时处于失重状态10．下图是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置的简化图，A是轮盘上的一个点，B是飞轮上的一个点。下列说法中正确的是（）A．A、B两点的角速度大小相等B．A、B两点的向心加速度大小相等C．A点的向心加速度小于B点的向心加速度D．A点的向心加速度大于B点的向心加速度11．如图所示，一小车在圆形轨道上做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A．小车的速度大小保持不变B．小车的加速度保持不变C．小车的合力为零D．小车处于平衡状态12．如图所示，质量为的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，已知重力加速度为，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则（）A．该盒子做圆周运动的向心力一定恒定不变B．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于C．盒子在最低点时，小球对盒子的作用力大小等于D．盒子在与点等高的右侧位置时，小球对盒子的作用力大小等于13．如图所示，一套转动装置可以绕竖直轴BC转动，可以视为质点的小球与两轻细绳AB、AD连接，转轴从静止开始转动，转速逐渐增加，在转动过程中两细绳始终处于绷紧状态，则两细绳的拉力大小变化情况为（）A．AB绳拉力大小不变 B．AB绳拉力逐渐变大C．AD绳拉力大小变小 D．AD绳拉力大小不变14．如图为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左倾是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为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点线速度大小相等C．a点与d点向心加速度大小相等D．a.b.c.d四点，加速度最小的是b点15．一个质量为30kg的小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为4.0m。当他的线速度为2.0m/s时，（1）他做匀速圆周运动的角速度是多少？（2）周期是多少？（3）向心力的大小是多少？（4）向心加速度的大小是多少？16．细绳一端系着质量M=8kg的物体静止在水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m=2kg的物体，M的中点与圆孔的距离r=0.2m，已知M与水平面间的动摩擦因数为0.2，现使此物体M随转台绕中心轴转动，问转台角速度ω在什么范围m会处于静止状态？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2）参考答案1．A【解析】A．随地球一起转动的物体，都与地球自转的角速度相同，选项A正确；BC．赤道地区的物体随地球一起转动的半径最大，根据，其线速度最大，选项B、C均错误；D．随地球一起转动的物体，都绕地轴转动，向心加速度的方向都垂直指向地轴，选项D错误。故选A。2．B【解析】A．通过的圆心角之比θA：θB=3：2，根据公式，角速度之比为3：2，选项A错误；B．两质点分别做匀速圆周运动，若在相等时间内它们通过的弧长之比为SA：SB=4：3，根据公式可知线速度之比为vA：vB=4：3，选项B正确；C.由根据公式，周期之比为TA：TB=2：3，选项C错误；D．根据an=ωv，可知aA：aB=2：1，选项D错误。故选B。3．A【解析】AC．两座塔都随地球做匀速圆周运动，有故A正确，C错误；B．根据公式有由于两地的离地轴的距离不相等，故两座塔的线速度大小不同，故C错误；D．根据公式有由于两地的离地轴的距离不相等，故两座塔的加速度大小不同，故D错误。故选A。4．B【解析】A．小球只受到一个大小不变的力的作用时，小球可能做匀速圆周运动，则小球的速度大小不变，选项A错误；B．小球受到的力大小不变，根据牛顿第二定律可知，小球加速度大小一定不变，选项B正确；C．根据A的分析可知，小球不一定做匀加速运动，选项C错误；D．小球受到的力不为零，不可能静止不动，选项D错误。故选B。5．D【解析】A．轮子边缘上的点，靠齿轮传动，两点的线速度相等故A错误；

B．A、B两点的线速度相等，由于．根据可知故B错误；

C．由得，r越大，a越小，所以故C错误；

D．根据可知角速度越大则周期越小，可知A点的周期大，即故D正确。故选D。6．B【解析】A．根据圆周运动线速度与周期的关系线速度越大，半径不确定如何变化，周期不一定越小，故A错误；B．根据圆周运动角速度与周期的关系角速度越大，周期一定越小，故B正确；C．根据圆周运动向心加速度与周期的关系向心加速度越大，半径不确定如何变化，周期不一定越小，故C错误；D．圆周半径越小，不确定线速度或者向心加速度的情况下，周期不一定越小，故D错误。故选B。7．C【解析】ABC．摆球受中重力、拉力两个力作用，靠两个力的合力提供向心力，故A、B错误，C正确；D．摆球的合力提供向心力，向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故D错误；故选：C。8．B【解析】AB两点通过同一根皮带传动，线速度大小相等，即又因为由于，可知A、C两点绕同一转轴转动，有又因为由于，可知则故选B。

9．D【解析】A．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于平衡状态，故A错误；B．跳水运动员离开跳板后上升的过程中只受重力，处于完全失重状态，故B错误；C．荡秋千的小孩通过最低点时，加速度的方向向上，对秋千板的压力大于其重力，是超重状态。故C错误；D．汽车通过拱形桥最高点时，加速度的方向向下，对桥的压力小于其重力，是失重状态。故D正确；故选D。10．C【解析】A．A、B两点属于皮带传动装置，线速度大小相等，则由可得可知B点的角速度大，故A错误；BCD．由A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故BD错误，C正确。故选C。11．A【解析】A．做匀速圆周运动的小车速度大小不变，方向不断发生改变，故A正确；BCD．做匀速圆周运动的小车加速度的大小不变，方向时刻改变，所以所受合力大小不变，方向不断发生改变，小车受力不平衡，故BCD错误。故选A。12．BC【解析】A.向心力的方向始终指向圆心，是变化的，故A项不符合题意；B.在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，说明此时恰好只有小球的重力作为向心力，由得周期，故B项符合题意；C.盒子在最低点时受重力和支持力的作用，由可得，，故C项符合题意；D.盒子在与点等高的右侧位置时，小球受重力和盒子底部以及盒子外侧的支持力的作用，盒子底部的支持力等于重力，而盒子侧壁的支持力也等于，两者相互垂直，所以盒子对小球的作用等于，根据牛顿第三定律，小球对盒子的作用力大小等于，故D项不符合题意；13．AC【解析】AB．受力如图在竖直方向转动过程中两细绳始终处于绷紧状态，AB绳拉力大小不变，B错误A正确；CD．受力如图在水平方向转速逐渐增加，AD绳拉力大小变小，D错误C正确。故选AC。14．BCD【解析】靠传送带传动两轮子边缘上的点线速度大小相等，所以a、c两点的线速度大小相等，共轴转动的物体上各点具有相同的角速度，所以c、b的角速度相等，根据v=rω，可知c点的线速度是b点线速度的2倍，则a点的线速度是b点线速度的2倍，选项A错误，B正确；d点线速度是a点线速度的2倍，根据a=v2/r可知，a点与d点向心加速度大小相等，选项C正确；根据a=v2/r可知，a点的向心加速度是c点向心加速度大小的2倍，根据a=rω2知c点的向心加速度是b点向心加速度大小的2倍