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1、第5節(jié) 向心加速度
1.在一堂物理觀摩課上,四名同學(xué)對于向心加速度提出了四種說法,請你幫助分析正誤,肯定正確答案 ( )
A.向心加速度的方向始終與速度的方向垂直
B.向心加速度的方向保持不變
C.在勻速圓周運(yùn)動中,向心加速度是恒定的
D.在勻速圓周運(yùn)動中,向心加速度的大小不斷變化
2.在勻速圓周運(yùn)動中,下列物理量不變的是 ( )
A.向心加速度 B.線速度 C.周期 D.角速度
3.A、B兩小球都在水平面上做勻速圓周運(yùn)動,A球的軌道半徑是B球軌道半徑的2倍,A的轉(zhuǎn)速為30r/
2、min,B的轉(zhuǎn)速為15r/min。則兩球的向心加速度之比為 ( )
A.1:1 B.2:1 C.4:1 D.8:1
4.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動的說法正確的是( )
A.由a=v2/r知a與r成反比
B.由a=ω2r知a與r成正比
C.由ω=v/r知ω與r成反比
D.由ω=2丌n知ω與轉(zhuǎn)速n成正比
5.關(guān)于向心加速度的物理意義,下列說法正確的是 ( )
A.它描述的是線速度方向變化的快慢
B.它描述的是線速度大小變化的快慢
C.它描述的是角速度變化的快慢
D.以上說法都不正確
6.下列關(guān)
3、于向心加速度的說法中正確的是 ( )
A.向心加速度的方向始終與速度方向垂直
B.在勻速圓周運(yùn)動中,向心加速度是恒定的
C.做圓周運(yùn)動時,向心加速度一定指向圓心
D.地球自轉(zhuǎn)時,各點(diǎn)的向心加速度都指向地心
圖6-18
7.如圖6-18所示,O1為皮帶傳動的主動輪的軸心,輪半徑為r1,O2為從動輪的軸心,輪半徑為r2∶r3為固定在從動輪上的小輪半徑,已知r2=2r1,r3=1.5r1,A.B和C分別是3個輪邊緣上的點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)A.B.C的向心加速度之比是 ( )
A.1∶2∶3????????? B.2∶4∶3
C.8∶4∶3????????? D
4、.3∶6∶2
8.如圖6-19所示,O1和O2是摩擦傳動的兩個輪子,O1是主動輪,O2是從動輪.若兩輪不打滑,則對于兩輪上a.b.c三點(diǎn)(半徑比為1∶2∶1),其向心加速度的比為
圖6-19
A.2∶2∶1?????? B.1∶2∶2?? ? C.1∶1∶2???? D.4∶2∶1
課外提升
O
A
B
a
r
9、如圖所示,A,B兩點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度隨半徑變化的圖象,其中A為雙曲線的一個分支,由圖可知 ( )
A.A物體運(yùn)動的線速度大小不變
5、
B.A物體運(yùn)動的角速度大小不變
C.B物體運(yùn)動的角速度大小不變
D.B物體運(yùn)動的線速度大小不變
·C
·D
·B
·A
10、圖是物體由A到D做勻變速曲線運(yùn)動的軌跡示意圖,已知B點(diǎn)的速度方向與加速度方向垂直,則下列說法中,正確的是:
A、D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)速率大。
B、A點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于900。
C、A點(diǎn)的加速度比D點(diǎn)加速度大。
D、從A到D加速度與速度的夾角是先增大后減小。
11、某質(zhì)點(diǎn)繞圓軌道作勻速圓周運(yùn)動,下列說法中正確的是 ( )
A.因為它速度大小始終不變,所以它作的是勻速運(yùn)動
B.它速度大小不變,但方向時刻改變,是變速運(yùn)動
6、 C.該質(zhì)點(diǎn)速度大小不變,因而加速度為零。
D.該質(zhì)點(diǎn)作的是加速度變化的變速運(yùn)動。
12、甲,乙兩個做圓周運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn),它們的角速度之比為3:1,線速度之比為2:3,求二者的向心加速度之比?
2:1
13、如下圖,一個大輪通過皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動,皮帶和兩輪之間無滑動,大輪的半徑是小輪的2倍,大輪上的一點(diǎn)S與轉(zhuǎn)動軸的距離是半徑的1/3,當(dāng)大輪邊上P點(diǎn)的向心加速度是12cm/s2時,大輪上的S點(diǎn)和小輪邊緣上的Q點(diǎn)的向心加速度多大?
Q
P
S
14、如圖所示,長度L=0.5m的輕桿,一端上固定著質(zhì)量為
7、m=1.0kg的小球,另一端固定在轉(zhuǎn)動軸O上,小球繞軸在水平面上勻速轉(zhuǎn)動,桿子每0.1s轉(zhuǎn)過30o角,試求小球運(yùn)動的向心加速度.
L
A
O
15、如圖所示,定滑輪的半徑r=2cm,繞在滑輪上的細(xì)線懸掛著一個重物,由靜止開始釋放,測得重物以加速度a=2m/s2做勻加速運(yùn)動在重物由靜止下落距離為1m的瞬間,滑輪邊緣上的點(diǎn)的角速度ω= rad/s,向心加速度a= m/s2
16.勻速(率)圓周運(yùn)動是圓周運(yùn)動的特例,更普遍情況應(yīng)屬于非勻速圓周運(yùn)動。做這種圓周運(yùn)動的物體不僅需要向心加速度不斷改變其運(yùn)動方向,而且
8、有沿切線方向的加速度不斷改變其線速度大小(由于線速度大小不斷改變,其向心加速度的大小不是定值)。顯然非勻速圓周運(yùn)動加速度a=,其所受合外力也不指向圓心。
如果一小球在水平面內(nèi)沿半徑為R的圓周按路程(v0、k為常數(shù))運(yùn)動,求:
(1)在t時刻,小球運(yùn)動的合加速度a=?
(2)t為何值時,a=k。
(3)當(dāng)a= k時,小球轉(zhuǎn)過的圈數(shù)n =?
答案:
1、A 。考查向心加速度的方向與線速度是垂直的。
2、CD。 注意矢量方向。
3、D 。 考查向心加速度的計算式。
4、D 。 公式中物理量的關(guān)系,注意控制變量法的應(yīng)用。
5、A 。向心
9、加速度的效果是只改變速度方向。
6.AC .。向心加速度的方向始終指向圓心。
7.C。由題圖知B、C共軸是角速度相同,A、C是同一皮帶相連線速度相同。再由向心加速度的定義式可得結(jié)論。
8.D。a、b兩輪由于邊緣摩擦而轉(zhuǎn)動,兩輪邊緣點(diǎn)的線速度相同 。即有a、b線速度相同 ,b、c角速度 相同 。再由向心加速度的定義式可得結(jié)論。
9、AC。 公式 a=v2/r , a=rω2用圖象來表示,注意比例關(guān)系 。
10、A 。勻變速曲線運(yùn)動是加速度恒定的運(yùn)動,考查加速度與速度二者方向關(guān)系。
11、BD。勻速圓周運(yùn)動中速度大小不變,方向變化;加速度大小不變,方向一直變化且始終指向圓心
10、。
12、 2:1。利用加速度a=rω2=vω可直接得出結(jié)果。
13、as=4cm/s2 ; aQ=24 cm/s2
利用同一皮帶相連兩輪邊緣P與Q點(diǎn)的線速度相等,P與S是同一輪上點(diǎn)繞同一軸轉(zhuǎn)動角速度相同,再結(jié)合公式 a=v2/r , a=rω2可求得。
14、 25π2 m/s2/18
桿子每0.1s轉(zhuǎn)過30o角,可求出角速度,再結(jié)合公式 a=rω2可求得。
15、ω=100rad/s a=200m/s2
重物下落1m時,瞬時速度為v
顯然,滑輪邊緣上每一點(diǎn)的線速度也都是2m/s,故滑輪轉(zhuǎn)動的角速度,即滑輪邊緣上每一點(diǎn)的轉(zhuǎn)動角速度為:
ω=v/r=(2/0.02)rad/s=100rad/s
向心加速度為
a= rω2=1002×0.02m/s2=200m/s2
16.解析:依題意,路程s = υ0 t?k t可知,小球初始時刻的切線速度是υ0、切線加速度a的大小為常數(shù)k。故切線速度υ按照υ = υ ? k t變化。
小球的向心加速度a=. 所以t時刻小球的合加速度
a=
由上述分析可知a=k時,必有a=0, 故υ= υ0 ? k t = 0, t = υ0 / k.
在一段間內(nèi),小球通過的路程
s = υtk t= υ0?
設(shè)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)為n,則
n =