2019年高中物理 2.2 勻速圓周運(yùn)動的向心力和向心加速度課后知能檢測 教科版必修2.doc

2019年高中物理 2.2 勻速圓周運(yùn)動的向心力和向心加速度課后知能檢測 教科版必修21(多選)做勻速圓周運(yùn)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(yùn)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】BC2(xx川師大附中檢測)飛機(jī)在空中做勻速圓周運(yùn)動表演時，下列說法正確的是()A飛機(jī)必須受到恒力的作用B飛機(jī)所受合力必須等于零C飛機(jī)所受合力的大小可能變化D飛機(jī)所受合力的大小不變，方向時刻改變【解析】飛機(jī)做勻速圓周運(yùn)動時，其向心力由合外力提供，大小不變，方向時刻改變【答案】D3甲、乙兩個物體都做勻速圓周運(yùn)動，其質(zhì)量之比為12，轉(zhuǎn)動半徑之比為12，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()A14B23C49D916【解析】由勻速圓周運(yùn)動的向心力公式得，F(xiàn)mR2mR()2，所以.【答案】C4(多選)如圖2210為A、B兩物體做勻速圓周運(yùn)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2210AA物體運(yùn)動的線速度大小不變BA物體運(yùn)動的角速度不變CB物體運(yùn)動的角速度不變DB物體運(yùn)動的線速度大小不變【解析】由a知，做勻速圓周運(yùn)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a2r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】AC5(多選)如圖2211所示，一個球繞中心軸線OO以角速度做勻速圓周運(yùn)動，則()圖2211Aa、b兩點(diǎn)的線速度相同Ba、b兩點(diǎn)的角速度相同C若30，則a、b兩點(diǎn)的線速度之比vavb2D若30，則a、b兩點(diǎn)的向心加速度之比aaab2【解析】由于a、b兩點(diǎn)在同一球體上，因此a、b兩點(diǎn)的角速度相同，B正確；由vr知vavb，A錯誤；又rarbcos ，則當(dāng)30時，rarb，則vavbrarb2，C正確；由a2r知aaabrarb2，D正確【答案】BCD6如圖2212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(dāng)圓筒的角速度增大以后，下列說法正確的是()圖2212A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(yùn)動的向心力當(dāng)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FNm2r可知，當(dāng)角速度變大時，F(xiàn)N也變大，故D正確【答案】D7(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(dá)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(dá)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?yán)铮S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 NB乘客受到的向心力大小約為539 NC乘客受到的向心力大小約為300 ND彎道半徑設(shè)計(jì)特別大可以使乘客在轉(zhuǎn)彎時更舒適【解析】由Fm，可得F200 N，選項(xiàng)A正確；設(shè)計(jì)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】AD8質(zhì)量不計(jì)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(yùn)動，且角速度為，如圖2213所示，則桿的上端受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮?)圖2213Am2RBmCmD不能確定【解析】對小球進(jìn)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：Fm，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(xiàng)C正確【答案】C9(2011安徽高考)一般的曲線運(yùn)動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)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2214甲所示，曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為：通過A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑叫做A點(diǎn)的曲率半徑現(xiàn)將物體沿水平面成角的方向以速度v0拋出，如圖2214乙所示，則在其軌跡最高點(diǎn)P處的曲率半徑是()圖2214A.B.C. D.【解析】物體在最高點(diǎn)時速度沿水平方向，曲率圓的P點(diǎn)可看做該點(diǎn)對應(yīng)的豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的最高點(diǎn)，由牛頓第二定律及圓周運(yùn)動規(guī)律知：mg，解得.【答案】C10現(xiàn)在有一種叫“魔盤”的娛樂設(shè)施，如圖2215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(dāng)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(yuǎn)的人，這種滑動的趨勢越厲害設(shè)“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2215【解析】因角速度2n rad/s rad/s，又r1 m，m30 kg，則小孩受到的向心力 Fnm2r30()21 N11.8 N.對小孩進(jìn)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(yùn)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2216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RARBRCRD2112，求在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，輪C邊緣上一點(diǎn)和輪D邊緣上一點(diǎn)向心加速度之比圖2216【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.21，41，81.【答案】8112有一種叫“飛椅”的游樂項(xiàng)目，示意圖如圖2217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(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度勻速轉(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.不計(jì)鋼繩的重力，求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度與夾角的關(guān)系圖2217【解析】設(shè)轉(zhuǎn)盤角速度為，夾角為座椅到中心的距離：RrLsin 對座椅受力分析有：Fmgtan mR2聯(lián)立兩式得 .【答案】