2021高一物理-2.2-匀速圆周运动的向心力和向心加速度-每课一练(教科版必修2).docx

题组一对向心力的理解及其来源分析1下列关于向心力的说法中正确的是()A物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B向心力会转变做圆周运动物体的速度大小C做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合力D做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的答案C解析当物体所受外力的合力始终有一分力垂直于速度方向时，物体就将做圆周运动，该分力即为向心力，故先有向心力然后才使物体做圆周运动因向心力始终垂直于速度方向，所以它不转变速度的大小、只转变速度的方向，当合力完全供应向心力时，物体就做匀速圆周运动，该合力大小不变、方向时刻转变，故向心力是变化的图12如图1所示，物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动，物体B在水平方向所受的作用力有()A圆盘对B及A对B的摩擦力，两力都指向圆心B圆盘对B的摩擦力指向圆心，A对B的摩擦力背离圆心C圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力D圆盘对B的摩擦力和向心力答案B解析以A、B整体为争辩对象，受重力、圆盘的支持力及圆盘对B的摩擦力，重力与支持力平衡，摩擦力供应向心力，即摩擦力指向圆心以A为争辩对象，受重力、B的支持力及B对A的摩擦力，重力与支持力平衡，B对A的摩擦力供应A做圆周运动的向心力，即方向指向圆心，由牛顿第三定律，A对B的摩擦力背离圆心，所以物体B在水平方向受圆盘指向圆心的摩擦力和A对B背离圆心的摩擦力，故B正确3在水平面上，小猴拉着小滑块做匀速圆周运动，O点为圆心，能正确表示小滑块受到的牵引力F及摩擦力f的图是()答案A解析滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，故滑动摩擦力的方向沿圆周的切线方向，B、D错误；小滑块做匀速圆周运动，其合力供应向心力，故A正确，C错误图24如图2所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是()A绳的拉力B重力和绳的拉力的合力C重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D绳的拉力和重力沿绳方向的分力的合力答案CD解析小球仅受重力和绳子拉力作用，向心力是指向圆心方向的合力因此，它可以是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以是各力沿绳方向的分力的合力，故C、D正确图35一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑，在下滑过程中由于摩擦力的作用，物块的速率恰好保持不变，如图3所示，下列说法中正确的是()A物块所受合外力为零B物块所受合外力越来越大C物块所受合外力大小保持不变，但方向时刻转变D物块所受摩擦力大小变化答案CD解析由于物块做匀速圆周运动，故合外力只转变物体的速度方向，故合外力时刻指向圆心，且大小保持不变，A、B错误，C正确；对物块受力分析知物块所受摩擦力总是与重力沿切线方向的分力G1相等，因随物块下滑G1渐渐减小，故物块所受摩擦力也渐渐减小，D正确题组二对向心力加速度的理解及其计算6关于向心加速度，下列说法中正确的是()A向心加速度越大，物体速率变化得越快B向心加速度的大小与轨道半径成反比C向心加速度的方向始终与线速度方向垂直D在匀速圆周运动中向心加速度是恒量答案C解析向心加速度只转变速度方向，故A错误向心加速度可用a或a2r表示，不知线速度和角速度的变化状况，无法确定向心加速度的大小与轨道半径的关系，故B错误向心加速度的方向始终与线速度方向垂直，在圆周运动中始终指向圆心，方向在不断变化，不是恒量，故匀速圆周运动不是匀变速运动，而是变加速运动，故C正确，D错误图47如图4所示，一圆环以直径AB为轴做匀速转动，P、Q、R是环上的三点，则下列说法正确的是()A向心加速度的大小aPaQaRB任意时刻P、Q、R三点向心加速度的方向不同C线速度vPvQvRD任意时刻P、Q、R三点的线速度方向均不同答案C解析圆环各处的角速度相等，由a2r知aPaQaR，故A错误；由vr知vPvQvR，故C正确由于向心加速度总是指向圆心，所以P、R、Q处的向心加速度的方向都垂直于AB轴且指向AB轴，即P、Q、R三点向心加速度的方向相同，B错误；线速度方向都垂直于半径，故P、Q、R三点的线速度方向相同，D错误图58如图5所示为摩擦传动装置，B轮转动时带动A轮跟着转动，已知转动过程中轮缘间无打滑现象，下列说法中正确的是()AA、B两轮转动的方向相同BA与B转动方向相反CA、B转动的角速度之比为13DA、B轮缘上点的向心加速度之比为31答案BC解析A、B两轮属齿轮传动，A、B两轮的转动方向相反，A错，B对A、B两轮边缘的线速度大小相等，由知，C对依据a得，D错图69如图6所示，质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中，假如由于摩擦力的作用使木块的速率不变，那么()A加速度为零B加速度恒定C加速度大小不变，方向时刻转变，但不愿定指向圆心D加速度大小不变，方向时刻指向圆心答案D解析由题意知，木块做匀速圆周运动，木块的加速度大小不变，方向时刻指向圆心，D正确，A、B、C错误图710一小球质量为m，用长为L的悬绳(不行伸长，质量不计)固定于O点，在O点正下方处钉有一颗光滑钉子如图7所示，将悬线沿水平方向拉直无初速度释放后，当悬线遇到钉子后的瞬间，则()A小球的角速度突然增大B小球的线速度突然减小到零C小球的向心加速度突然增大为原来的两倍D细线对小球的拉力突然增大为原来的两倍答案AC解析由于小球的线速度不能发生突变，由于做圆周运动的半径变为原来的一半，由vr知，角速度变为原来的两倍，A正确，B错误；由a知，小球的向心加速度变为原来的两倍，C正确；由Fmgm知，悬线对小球的拉力突然增大，但不是原来的两倍，所以D错误题组三圆周运动中的动力学问题11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，线的拉力不变答案AC图812如图8所示，在光滑杆上穿着两个小球m1、m2，有m12m2，用细线把两球连起来，当盘架匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为()A11 B1 C21 D12答案D解析设两球受绳子的拉力分别为F1、F2.对m1：F1m1r1对m2：F2m2r2由于F1F2，12解得.图913如图9所示，在水平转台上放一个质量M2 kg 的木块，它与转台间最大静摩擦力fmax6.0 N，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O(孔光滑，忽视小滑轮的影响)，另一端悬挂一个质量m1.0 kg 的物体，当转台以角速度5 rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可能是(g取10 m/s2，M、m均视为质点)()A0.04 m B0.08 mC0.16 m D0.32 m答案BCD解析当M有远离轴心运动的趋势时，有：mgfmaxM2rmax当M有靠近轴心运动的趋势时，有：mgfmaxM2rmin解得：rmax0.32 m，rmin0.08 m即0.08 mr0.32 m.图1014如图10所示，水平转盘上放有质量为m的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳子长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的倍，转盘的角速度由零渐渐增大，求：(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度；(2)当角速度为 时，绳子对物体拉力的大小答案(1) (2)mg解析(1)当恰由最大静摩擦力供应向心力时，绳子拉力为零且转速达到最大，设转盘转动的角速度为0，则mgmr，得0 (2)当 时，0，所以绳子的拉力F和最大静摩擦力共同供应向心力，此时，Fmgm2r即Fmgmr，得Fmg.