2019年高中物理 2.2 勻速圓周運動的向心力和向心加速度課后知能檢測 教科版必修2.doc
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2019年高中物理 2.2 勻速圓周運動的向心力和向心加速度課后知能檢測 教科版必修2 1.(多選)做勻速圓周運動的物體所受的向心力是( ) A.因向心力總是沿半徑指向圓心,且大小不變,故向心力是一個恒力 B.因向心力指向圓心,且與線速度方向垂直,所以它不能改變線速度的大小 C.物體所受的合外力 D.向心力和向心加速度的方向都是不變的 【解析】 做勻速圓周運動的物體所受的向心力是物體所受的合外力,由于指向圓心,且與線速度垂直,不能改變線速度的大小,只用來改變線速度的方向,向心力雖大小不變,但方向時刻改變,不是恒力,由此產(chǎn)生的向心加速度也是變化的,所以A、D錯誤,B、C正確. 【答案】 BC 2.(xx川師大附中檢測)飛機在空中做勻速圓周運動表演時,下列說法正確的是( ) A.飛機必須受到恒力的作用 B.飛機所受合力必須等于零 C.飛機所受合力的大小可能變化 D.飛機所受合力的大小不變,方向時刻改變 【解析】 飛機做勻速圓周運動時,其向心力由合外力提供,大小不變,方向時刻改變. 【答案】 D 3.甲、乙兩個物體都做勻速圓周運動,其質(zhì)量之比為1∶2,轉(zhuǎn)動半徑之比為1∶2,在相同的時間里甲轉(zhuǎn)過60,乙轉(zhuǎn)過45,則它們的向心力之比為( ) A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16 【解析】 由勻速圓周運動的向心力公式得, F=mRω2=mR()2,所以=. 【答案】 C 4.(多選)如圖2-2-10為A、B兩物體做勻速圓周運動的向心加速度a的大小隨半徑r變化的圖象,其中A為雙曲線的一個分支,由圖可知( ) 圖2-2-10 A.A物體運動的線速度大小不變 B.A物體運動的角速度不變 C.B物體運動的角速度不變 D.B物體運動的線速度大小不變 【解析】 由a=知,做勻速圓周運動的物體線速度大小不變時,向心加速度與半徑成反比,故A正確;B錯誤;由a=ω2r知,角速度不變時,向心加速度與半徑成正比,故C正確,D錯誤. 【答案】 AC 5.(多選)如圖2-2-11所示,一個球繞中心軸線OO′以角速度ω做勻速圓周運動,則( ) 圖2-2-11 A.a(chǎn)、b兩點的線速度相同 B.a(chǎn)、b兩點的角速度相同 C.若θ=30,則a、b兩點的線速度之比va∶vb=∶2 D.若θ=30,則a、b兩點的向心加速度之比aa∶ab=∶2 【解析】 由于a、b兩點在同一球體上,因此a、b兩點的角速度ω相同,B正確;由v=ωr知va<vb,A錯誤;又ra=rbcos θ,則當θ=30時,ra=rb,則va∶vb=ra∶rb=∶2,C正確;由a=ω2r知aa∶ab=ra∶rb=∶2,D正確. 【答案】 BCD 6.如圖2-2-12所示,在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上,有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動而未滑動.當圓筒的角速度增大以后,下列說法正確的是( ) 圖2-2-12 A.物體所受彈力增大,摩擦力也增大了 B.物體所受彈力增大,摩擦力減小了 C.物體所受彈力和摩擦力都減小了 D.物體所受彈力增大,摩擦力不變 【解析】 物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動時,受到三個力的作用:重力G、筒壁對它的彈力FN和筒壁對它的摩擦力F1(如圖所示)其中G和F1是一對平衡力,筒壁對它的彈力FN提供它做勻速圓周運動的向心力.當圓筒勻速轉(zhuǎn)動時,不管其角速度多大,只要物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動而未滑動,則物體所受的摩擦力F1大小等于其重力.而根據(jù)向心力公式FN=mω2r可知,當角速度ω變大時,F(xiàn)N也變大,故D正確. 【答案】 D 7.(多選)(xx咸陽高一檢測)上海磁懸浮線路的最大轉(zhuǎn)彎處半徑達到8 000 m,近距離用肉眼看幾乎是一條直線,而轉(zhuǎn)彎處最小半徑也達到1 300 m,一個質(zhì)量為50 kg的乘客坐在以360 km/h的不變速率行駛的車里,隨車駛過半徑為2 500 m的彎道,下列說法正確的是( ) A.乘客受到的向心力大小約為200 N B.乘客受到的向心力大小約為539 N C.乘客受到的向心力大小約為300 N D.彎道半徑設計特別大可以使乘客在轉(zhuǎn)彎時更舒適 【解析】 由F=m,可得F=200 N,選項A正確;設計半徑越大,轉(zhuǎn)彎時乘客所需要的向心力越小,轉(zhuǎn)彎時就越舒適,D正確. 【答案】 AD 8.質(zhì)量不計的輕質(zhì)彈性桿P插入桌面上的小孔中,桿的另一端套有一個質(zhì)量為m的小球,今使小球在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動,且角速度為ω,如圖2-2-13所示,則桿的上端受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮? ) 圖2-2-13 A.mω2R B.m C.m D.不能確定 【解析】 對小球進行受力分析,小球受兩個力:一個是重力mg,另一個是桿對小球的作用力F,兩個力的合力提供向心力.由平行四邊形定則可得:F=m,再根據(jù)牛頓第三定律,可知桿受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮镕′=m.故選項C正確. 【答案】 C 9.(2011安徽高考)一般的曲線運動可以分成很多小段,每小段都可以看成圓周運動的一部分,即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替.如圖2-2-14甲所示,曲線上的A點的曲率圓定義為:通過A點和曲線上緊鄰A點兩側(cè)的兩點作一圓,在極限情況下,這個圓就叫做A點的曲率圓,其半徑ρ叫做A點的曲率半徑.現(xiàn)將物體沿水平面成α角的方向以速度v0拋出,如圖2-2-14乙所示,則在其軌跡最高點P處的曲率半徑是( ) 圖2-2-14 A. B. C. D. 【解析】 物體在最高點時速度沿水平方向,曲率圓的P點可看做該點對應的豎直平面內(nèi)圓周運動的最高點,由牛頓第二定律及圓周運動規(guī)律知:mg=,解得ρ===. 【答案】 C 10.現(xiàn)在有一種叫“魔盤”的娛樂設施,如圖2-2-15所示,“魔盤”轉(zhuǎn)動很慢時,盤上的人都可以隨盤一起轉(zhuǎn)動而不至于被甩開.當盤的轉(zhuǎn)速逐漸增大時,盤上的人便逐漸向邊緣滑去,離轉(zhuǎn)動中心越遠的人,這種滑動的趨勢越厲害.設“魔盤”轉(zhuǎn)速為6 r/min,一個體重為30 kg的小孩坐在距離軸心1 m處隨盤一起轉(zhuǎn)動(沒有滑動).則這個小孩受到的向心力為多大?這個向心力是由什么力提供的? 圖2-2-15 【解析】 因角速度ω=2πn= rad/s= rad/s, 又r=1 m,m=30 kg,則小孩受到的向心力 Fn=mω2r=30()21 N≈11.8 N. 對小孩進行受力分析可知,豎直方向上受力平衡,水平方向上僅受靜摩擦力,所以小孩做圓周運動的向心力由靜摩擦力提供. 【答案】 11.8 N 向心力由靜摩擦力提供 11.(xx涼山州檢測)如圖2-2-16所示是一個皮帶傳動減速裝置,輪A和輪B共軸固定在一起,各輪半徑之比RA∶RB∶RC∶RD=2∶1∶1∶2,求在運轉(zhuǎn)過程中,輪C邊緣上一點和輪D邊緣上一點向心加速度之比. 圖2-2-16 【解析】 B、D輪邊緣線速度相等,A、C輪邊緣線速度相等,A、B輪角速度相等.==2∶1,==4∶1,===8∶1. 【答案】 8∶1 12.有一種叫“飛椅”的游樂項目,示意圖如圖2-2-17所示,長為L的鋼繩一端系著座椅,另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣.轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動,當轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi),與豎直方向的夾角為θ.不計鋼繩的重力,求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω與夾角θ的關(guān)系. 圖2-2-17 【解析】 設轉(zhuǎn)盤角速度為ω,夾角為θ 座椅到中心的距離:R=r+Lsin θ 對座椅受力分析有:F=mgtan θ=mRω2 聯(lián)立兩式得ω= . 【答案】 ω=- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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