向心加速度與向心力檢測(cè)試題

1、向心加速度及向心力測(cè)試題艷龍 王善鋒省鄒平縣第一中學(xué)256200基礎(chǔ)訓(xùn)練一、選擇題1下列關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力的說(shuō)法中. 正確的是()A 物體除其他的力外還要受到個(gè)向心力的作用B 物體所受的合外力提供向心力C 向心力是一個(gè)恒力D 向心力的大小直在變化2 下列關(guān)于向心加速度的說(shuō)法中，不正確的是 （ ）A向心加速度的方向始終與速度的方向垂直圖 1B向心加速度的方向保持不變C在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度是恒定的D在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度的大小不斷變化3在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，下列物理量不變的是（）A向心加速度B線(xiàn)速度C 向心力D角速度4. 如圖 1 所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，有一個(gè)相

2、對(duì)于盤(pán)靜止的物體，隨盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)， 關(guān)于它的受力情況， 下列說(shuō)法中正確的是（）A只受到重力和盤(pán)面的支持力的作用B只受到重力、支持力和靜摩擦力的作用C除受到重力和支持力外，還受到向心力的作用D受到重力、支持力、靜摩擦力和向心力的作用5如圖 2 所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒壁上緊靠著一個(gè)物體與圓筒一起運(yùn)動(dòng)，物體相對(duì)桶壁靜止則A物體受到 4 個(gè)力的作用B物體所受向心力是物體所受的重力提供的C物體所受向心力是物體所受的彈力提供的D物體所受向心力是物體所受的靜摩擦力提供的圖 26. 在一段半徑為 R 的圓孤形水平彎道上 , 已知彎道路面對(duì)汽車(chē)輪胎的最大靜摩擦力等于車(chē)重的倍 ,則汽車(chē)拐彎時(shí)的安全速度是（）A.vg

3、RB.vgRC.v2 gRD.vgR7. 如圖 3 所示，為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為 r ，a 是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為 4r ，小輪的半徑為 2r ，b 點(diǎn)在小輪上，到圖 3小輪中心的距離為r ，c 點(diǎn)和 d 點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)過(guò)程中，皮帶不打滑，則：則（）A. a 點(diǎn)與 b 點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等； B. a 點(diǎn)與 b 點(diǎn)的角速度大小相等；C. a 點(diǎn)與 c 點(diǎn)的角速度大小相等；D. a 點(diǎn)與 d 點(diǎn)的向心加速度大小相等 .二、填空題8. 一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體， 如果軌道半徑不變， 轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的3 倍，所需的向心力就比原來(lái)的向心力大40N，物體

4、原來(lái)的向心力大小為_(kāi) .9汽車(chē)通過(guò)拱橋頂點(diǎn)的速度為10m/s 時(shí)，車(chē)對(duì)橋的壓力為車(chē)重的3/4 ，如果使汽車(chē)行駛至橋頂時(shí)橋恰無(wú)壓力，則汽車(chē)速度大小為_(kāi)m/s.三、 計(jì)算題10如圖 4 所示 , 小球 A 質(zhì)量為 m. 固定在長(zhǎng)為 L 的輕細(xì)直桿一端 , 并隨桿一起繞桿的另一端O點(diǎn)在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng) . 如果小球經(jīng)過(guò)最高位置時(shí), 桿對(duì)球的作用力為拉力, 拉力大小等于球的重力 . 求圖 4（ 1）球的速度大小 .（ 2）當(dāng)小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)速度為 6gL ，求桿對(duì)球的作用力的大小和球的向心加速度大小 .11. 如圖 5 所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O；一根輕繩穿過(guò)小孔，一端連接質(zhì)量為m1kg

5、的小球 A，另一端連接質(zhì)量為M4kg 的重物 B(1) 當(dāng)小球 A沿半徑 r 0.1m 的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其角速度為 10rad/s 時(shí)，物體 B對(duì)地面的壓力為多大？(2) 當(dāng) A球的角速度為多大時(shí)， B物體處于將要離開(kāi)、圖 5而尚未離開(kāi)地面的臨界狀態(tài)？( g10m/s2)12用一根細(xì)繩拴一物體，使它在距水平地面高h(yuǎn)1.6m 處的水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道的圓周半徑r 1m細(xì)繩在某一時(shí)刻突然被拉斷，物體飛出后，落地點(diǎn)到圓周運(yùn)動(dòng)軌道圓心的水平距離S3m，則物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度為多大？向心加速度多大？能力提高一、選擇題AB1如圖 1 所示，壁光滑的圓錐筒的軸線(xiàn)垂直于水平面，圖 1圓錐筒固

6、定不動(dòng)， 兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A 和 B 緊貼著壁分別在圖中所示的水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A球 A 的角速度一定大于球B的角速度B球 A 的線(xiàn)速度一定大于球B的線(xiàn)速度圖 2C球 A 的運(yùn)動(dòng)周期一定小于球B 的運(yùn)動(dòng)周期D球 A對(duì)筒壁的壓力一定大于球B對(duì)筒壁的壓力2小球 m用長(zhǎng)為 L 的懸線(xiàn)固定在O點(diǎn)，在 O點(diǎn)正下方 L/2 處有一個(gè)光滑釘子 C，如圖 2 所示，今把小球拉到懸線(xiàn)成水平后無(wú)初速度地釋放，當(dāng)懸線(xiàn)成豎直狀態(tài)且與釘子相碰時(shí)（）小球的速度突然增大小球的角速度突然增大小球的向心加速度突然增大懸線(xiàn)的拉力突然增大3用材料和粗細(xì)相同、 長(zhǎng)短不同的兩段繩子，各栓一個(gè)質(zhì)量相同的小球在光滑水平面上做勻

7、速圓周運(yùn)動(dòng)，那么（）兩個(gè)球以相同的線(xiàn)速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)繩易斷兩個(gè)球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)繩易斷boa圖 3兩個(gè)球以相同的周期運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)繩易斷無(wú)論如何，長(zhǎng)繩易斷4如圖 3，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)給小球一初速度， 使它做圓周運(yùn)動(dòng)， 圖中 a、b 分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對(duì)球的作用力可能是A. a 處為拉力， b 處為拉力B.a 處為拉力， b 處為推力C. a 處為推力， b 處為拉力D.a 處為推力， b 處為推力5如圖所示，從A、B 兩物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心加速度隨半徑變化的關(guān)系圖線(xiàn)中可以看出()的圖 4AB 物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其線(xiàn)速度的大小不變 B 物體

8、運(yùn)動(dòng)時(shí)，其角速度不變 A 物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其角速度不變 A 物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其線(xiàn)速度隨r 的增大而減小6如圖所示， 水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放著A、B、C三個(gè)物體，質(zhì)量分別為2m、m、m，離轉(zhuǎn)軸的距離分別為R、R、2R，與轉(zhuǎn)臺(tái)間的摩擦因數(shù)相同，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列說(shuō)法中，圖 5正確的是（）若三個(gè)物體均未滑動(dòng)，C物體的向心加速度最大若三個(gè)物體均未滑動(dòng)，B物體受的摩擦力最大轉(zhuǎn)速增加， A 物比 B 物先滑動(dòng)轉(zhuǎn)速增加， C 物先滑動(dòng)7火車(chē)軌道在轉(zhuǎn)彎處外軌高于軌，其高度差由轉(zhuǎn)彎半徑與火車(chē)速度確定. 若在某轉(zhuǎn)彎處規(guī)定行駛的速度為v，則下列說(shuō)法中正確的是()A當(dāng)以 v 的速度通過(guò)此彎路時(shí)， 火車(chē)重力與軌道面支持力的合力提供向心力B

9、當(dāng)以 v 的速度通過(guò)彎路時(shí)，火車(chē)重力、 軌道面支持力和外軌對(duì)輪緣彈力的合力提供向心力C當(dāng)速度大于v 時(shí)，火車(chē)輪緣擠壓外軌D當(dāng)速度小于v 時(shí)，火車(chē)輪緣擠壓外軌二、填空題8. 如圖 6 所示 , 壁光滑的半球形容器半徑為R，一個(gè)小球( 視為質(zhì)點(diǎn) ) 在容器沿水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球與容器球圖 6心連線(xiàn)與豎直方向成角，則小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為. .9如圖 7 所示，長(zhǎng)為L(zhǎng) 的細(xì)線(xiàn)，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一個(gè)球 . 把小球拉到與懸點(diǎn)O處于同一水平面的A 點(diǎn)，圖 7并給小球豎直向下的初速度，使小球繞 O點(diǎn)在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng) . 要使小球能夠在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)， 在 A處小球豎直向下的最小初

10、速度應(yīng)為 _三、計(jì)算題10. 如圖 8 所示，兩質(zhì)量分別為 mA 和 mB 的小球 A 與 B 套在水平桿 CD上，且 mA=mB=m，兩球之間用一輕細(xì)線(xiàn)連接，A 和 B 距轉(zhuǎn)軸 OO的距離分別為 r A=R，r B=2R，且 CD對(duì) AB的最大靜摩擦力都是f ，問(wèn)：(1) 要使兩球繞軸在水平面轉(zhuǎn)動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)，角速度圖 8的最大值？(2) 當(dāng) 達(dá)到最大值時(shí)，繩子受力為多大？11. 如圖 9 所示，用細(xì)繩一端系著的質(zhì)量為M=0.6kg 的物體圖 9A 靜止在水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，細(xì)繩另一端通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)中心的光滑小孔O 吊著質(zhì)量為m=0.3kg 的小球 B，A的重心到 O點(diǎn)的距離為 0.2m若 A與轉(zhuǎn)盤(pán)間的最大靜

11、摩擦力為 f =2N，為使小球 B 保持靜止，求轉(zhuǎn)盤(pán)繞中心 O旋轉(zhuǎn)的角速度 的取值圍（取 g=10m/s2）12. 如圖 10 所示 AB為豎直轉(zhuǎn)軸， 細(xì)繩 AC和 BC的結(jié)點(diǎn) C系一質(zhì)量為 m的小球，兩繩能承擔(dān)的最大拉力均為2.25 mg，當(dāng)AC 和 BC 均拉直時(shí)ABC=90°， ACB=53°， BC=1.2m. ABC能繞豎直軸 AB勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，因而C 球在水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求：（g 取 10m/s2）(1)m的線(xiàn)速度增大為何值時(shí)，BC繩才剛好被拉直 ?(2) 若 m的速率繼續(xù)增加，哪條繩先斷，此時(shí)小球的速率多大?ACB圖 10參考答案基礎(chǔ)訓(xùn)練1.B 做勻速圓周運(yùn)

12、動(dòng)的物體一定是合外力提供向心力，向力不是恒力，方向要不斷變化，而且是效果力.2.BCD向心加速度方向始終沿半徑方向.3.D4.B5.C6.A滑動(dòng)摩擦力提供向心力時(shí)mg2mv， vgR ，安全速度一定不能大于它 .7.D b 、c、 d 三點(diǎn)角速度相同，a、 c 線(xiàn)速度相同 .8.5N9.2010. 解：（1）在最高點(diǎn)重力與桿的拉力的合力提供向心力2mg m v 2，解得 v2gLL（2）在最低點(diǎn) F mgm v 2，得 F 7mg .L向心加速度為av 2 ， a 6g .L11. 解：（1）設(shè)繩提供的向心力大小為 F，地面對(duì) A 的支持力為 FN 有Fm2 rFNFMg 得 FN30N由牛頓

13、第三定律可得物體對(duì)地面的壓力為30N.（2）設(shè)此時(shí)的角速度為1 ，繩的拉力等于B 物體的重力，即F40 NFm2 r 解得20rad / s12. 解：繩斷后小球沿圓周切線(xiàn)做平拋運(yùn)動(dòng)， 由幾何關(guān)系可知平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程為 2 2m .由平拋的關(guān)系向心加速度為h1 gt 2 ， xvt ，解得 v5m/ s .22av，得 a25m / s2 .r能力提高1.B 對(duì)兩球分別受力分析可知兩球的向心力相同.2.BCD 小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度不會(huì)發(fā)生突變，但半徑變小則向心力、向心加速度角速度都變.3.BC 根據(jù)向心力公式判斷.4.AB 注意桿與繩的不同.5.B 由兩圖線(xiàn)可知v2A 為雙曲線(xiàn)則 ar，線(xiàn)速

14、度不變， B 為過(guò)圓點(diǎn)直線(xiàn) a2 r角速度不變 .6.AD7.AC8.9.gR cos3gL10.解：當(dāng)兩球繞軸在水平面轉(zhuǎn)動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)時(shí)，設(shè)角速度的極大值為，由于 B 球圓周運(yùn)動(dòng)的半徑較大，需要的向心力較大，則此時(shí)兩個(gè)球有沿水平桿 CD向 D運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，設(shè)細(xì)線(xiàn)上的力為F，則對(duì) A、 B 分別有牛頓第二定律，有FfmA2 rAFfmB2 rB聯(lián)立以上兩方程 , 并代入數(shù)據(jù)求解得2 fF3 fmR11. 解析：要使 B 靜止， A 必須相對(duì)于轉(zhuǎn)盤(pán)靜止具有與轉(zhuǎn)盤(pán)相同的角速度 A 需要的向心力由繩拉力和靜摩擦力合成 角速度取最大值時(shí)， A 有離心趨勢(shì)，靜摩擦力指向圓心 O；角速度取最小值時(shí)， A 有向心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，靜摩擦力背離圓心 O對(duì)于 B， T=mg對(duì)于 A， TfM