2019-2020年高中物理 5.5《向心加速度》課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 5.5《向心加速度》課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo) 1.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.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度是恒定不變的 【解析】 向心加速度的方向與線速度的方向垂直,故它只描述線速度方向變化的快慢,故A對(duì),B錯(cuò);對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度是不變的,故C錯(cuò);勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小不變,但方向時(shí)刻指向圓心,故向心加速度是變化的,D錯(cuò). 【答案】 A 2.關(guān)于地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度的大小,下列說法正確的是( ) A.在赤道上向心加速度最大 B.在兩極向心加速度最大 C.在地球上各處,向心加速度一樣大 D.隨著緯度的升高,向心加速度的值逐漸增大 【解析】 地球上的物體隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng),在任何位置處轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度都與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等.由公式a=rω2可以知道,在角速度一定的情況下,向心加速度大小與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成正比關(guān)系.所以,在赤道處,物體轉(zhuǎn)動(dòng)半徑即地球半徑,其值最大,故其向心加速度最大;在兩極,其轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為零,所以其向心加速度也為零;隨著緯度的升高,其轉(zhuǎn)動(dòng)半徑減小,故其向心加速度也減?。C上所述,只有A對(duì). 【答案】 A 3.一物體以4 m/s的線速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)周期為2 s.則該物體在運(yùn)動(dòng)過程的任一時(shí)刻,速度變化率的大小為( ) A.2 m/s2 B.4 m/s2 C.0 D.4π m/s2 【解析】 速度的變化率就是物體的加速度,因?yàn)槲矬w做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以速度的變化率就是物體的向心加速度.由a=,a=可得a=4π m/s2. 【答案】 D 4. 如圖是甲、乙兩球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),向心加速度隨半徑變化的圖象,其中圖線甲為一雙曲線.由圖象可以知道( ) A.甲球運(yùn)動(dòng)時(shí),線速度大小保持不變 B.甲球運(yùn)動(dòng)時(shí),角速度大小保持不變 C.乙球運(yùn)動(dòng)時(shí),線速度大小保持不變 D.乙球運(yùn)動(dòng)時(shí),角速度大小保持不變 【解析】 圖線甲表明物體的向心加速度與半徑成反比,由a=可知,物體運(yùn)動(dòng)的線速度不變,選項(xiàng)A正確;圖線乙表明物體的向心加速度與半徑成正比,由a=ω2R可知,物體的角速度大小不變,選項(xiàng)D正確. 【答案】 AD 5.甲、乙兩個(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為34,在相同的時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過60圈時(shí),乙轉(zhuǎn)過45圈,則它們的向心加速度之比為( ) A.3:4 B.4:3 C.4:9 D.9:16 【解析】 根據(jù)公式a=ω2r及ω=有=,因?yàn)門甲=,T乙=,所以==,B正確. 【答案】 B 6.一小球被細(xì)繩拴著,在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心加速度為a,下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.小球的角速度為ω= B.小球在時(shí)間t內(nèi)通過的路程s=t C.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T= D.小球在時(shí)間t內(nèi)可能發(fā)生的最大位移為2R 【解析】 由a=Rω2得ω= ,A正確;由a=得v=,所以t時(shí)間內(nèi)小球通過的路程為s=vt=t,B正確;由a=Rω2=R可得T=2π ,C項(xiàng)錯(cuò)誤;位移是由初位置指向末位置的有向線段,對(duì)于做圓周運(yùn)動(dòng)的小球而言,位移的大小為圓周上兩點(diǎn)間的距離,最大值為2R,D正確. 【答案】 C 7.(xx宿遷模擬)A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長之比SA:SB=4:3,轉(zhuǎn)過的圓心角之比θA:θB=3:2.則下列說法中正確的是( ) A.它們的線速度之比vA:vB=4:3 B.它們的角速度之比ωA:ωB=2:3 C.它們的周期之比TA:TB=3:2 D.它們的向心加速度之比aA:aB=3;2 【解析】 A、B兩質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若在相等時(shí)間內(nèi)它們通過的弧長之比為SA:SB=4:3,根據(jù)公式v=,線速度之比為vA:vB=4:3,故A正確;通過的圓心角之比φA:φB=3:2,根據(jù)公式ω=,角速度之比為3:2,故B錯(cuò)誤;由根據(jù)公式T=,周期之比為TA:TB=2:3;故C錯(cuò)誤;根據(jù)an=ωv,可知aA:aB=2;1,故D錯(cuò)誤;故選A. 【答案】 A 8. 一圓柱形小物塊放在轉(zhuǎn)盤上,并隨著轉(zhuǎn)盤一起繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng).通過頻閃照相技術(shù)對(duì)其進(jìn)行研究,從轉(zhuǎn)盤的正上方拍照,得到的頻閃照片如圖所示,已知頻閃儀的閃光頻率為30 Hz,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為2 m,該轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度和物塊的向心加速度是多少? 【解析】 閃光頻率為30 Hz,就是說每隔 s閃光一次,由頻閃照片可知,轉(zhuǎn)一周要用6個(gè)時(shí)間間隔,即 s,所以轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 ω==10π rad/s 物塊的向心加速度為a=ω2r=200π2 m/s2. 【答案】 10π rad/s 200π2 m/s2 能力提升 1. 如圖所示,質(zhì)量為m的木塊從半徑為R的半球形碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過程中,如果由于摩擦力的作用使木塊的速率不變,那么( ) A.加速度為零 B.加速度恒定 C.加速度大小不變,方向時(shí)刻改變,但不一定指向圓心 D.加速度大小不變,方向時(shí)刻指向圓心 【答案】 D 2. 如圖所示,天車下吊著兩個(gè)質(zhì)量都是m的工件A和B,整體一起向左勻速運(yùn)動(dòng).系A(chǔ)的吊繩較短,系B的吊繩較長,若天車運(yùn)動(dòng)到某處突然靜止,此后A和B兩工件的向心加速度aA、aB的大小關(guān)系是( ) A.a(chǎn)A=aB B.a(chǎn)A>aB C.a(chǎn)A<aB D.無法比較 【解析】 當(dāng)天車突然停止時(shí),A、B具有相同的速度,并都開始做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)a=可知,線速度一定時(shí),向心加速度與半徑成反比,所以A的向心加速度較大. 【答案】 B 3. 小金屬球質(zhì)量為m,用長L的輕懸線固定于O點(diǎn),在O點(diǎn)的正下方處釘有一顆釘子P,把懸線沿水平方向拉直,如圖所示.若無初速度釋放小球,當(dāng)懸線碰到釘子后的瞬間(設(shè)線沒有斷)( ) A.小球的角速度突然減小 B.小球的線速度突然減小到零 C.小球的向心加速度突然增大 D.小球的線速度突然增大 【解析】 由題意知,當(dāng)運(yùn)動(dòng)到懸線與釘子相碰時(shí),不論懸線對(duì)小球的作用力大小如何變化,其方向總與小球速度方向垂直,所以小球在相碰過程中速度大小不變,即線速度大小不變,但半徑突然減小,故ω=突然變大,且an=也突然變大,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確. 【答案】 C 4.如圖所示,半徑為R的圓盤繞過圓心的豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在距軸為r處有一豎直桿,桿上用長為L的細(xì)線懸掛一小球.當(dāng)圓盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小球也以同樣的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),這時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ,則小球的向心加速度大小為( ) A.ω2R B.ω2r C.ω2Lsinθ D.ω2(r+Lsinθ) 【解析】 小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是水平面內(nèi)的圓,如題圖中虛線所示,其圓心是水平面與轉(zhuǎn)軸OO′的交點(diǎn),所以圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r+Lsin θ,正確選項(xiàng)為D. 【答案】 D 5.如圖所示,甲、乙兩物體自同一水平線上同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),甲沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓半徑為R;乙做自由落體運(yùn)動(dòng),當(dāng)乙下落至A點(diǎn)時(shí),甲恰好第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B,求甲物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度. 【解析】 若設(shè)乙下落到A點(diǎn)所用時(shí)間為t,則t= 這段時(shí)間內(nèi)甲運(yùn)動(dòng)了T,即T= 又由于a=Rω2=R,解得a=π2g. 【答案】 π2g 6.將來人類將離開地球到宇宙中去生活,可以設(shè)計(jì)成如圖所示的宇宙村,它是一個(gè)圓柱形的密閉建筑,人們生活在圓柱形建筑的邊上.為了使人們?cè)谄渲猩畈? 至于有失重感, 可以讓它旋轉(zhuǎn).設(shè)這個(gè)建筑物的直徑為200 m.那么,當(dāng)它繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為多大時(shí),人類感覺到像生活在地球上一樣(感受到10 m/s2的重力加速度)?如果轉(zhuǎn)速超過了上述值,人們將有怎樣的感覺? 【解析】 由題意知人所受的向心加速度為10 m/s2時(shí),人才感覺到像生活在地球上一樣,由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)有: a=ω2r,① 又ω=2πn,② 由①②得n=0.05 r/s. 當(dāng)轉(zhuǎn)速超過上述值后,向心加速度增大,則人受到建筑物內(nèi)壁的支持力增大,人有超重的感覺. 【答案】 0.05 r/s 超重的感覺- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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