【金榜名師】2014-2021學(xué)年高中物理人教必修二-課時提升作業(yè)(四)-5.5第五章-曲線運動

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時提升作業(yè)(四)向心加速度一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標(biāo)出)1.(2022·德州高一檢測)關(guān)于做圓周運動物體的向心加速度的方向,下列說法中正確的是()A.與線速度方向始終相同 B.與線速度方向始終相反C.始終指向圓心 D.始終保持不變【解析】選C。向心加速度的方向與線速度方向垂直,始終指向圓心,A、B錯誤,C正確;做勻速圓周運動物體的向心加速度的大小不變,而方向時刻變化,D錯誤。2.關(guān)于勻速圓周運動及向心加速度,下列說法中正確的是()A.勻速圓周運動是一種勻速運動B.勻速圓周運動是一種勻變速曲線運動C.向心加速度描述線速度大小變化的快慢D.勻速圓周運動是加速度方向不斷轉(zhuǎn)變的變速運動【解析】選D。向心加速度與線速度方向始終垂直,轉(zhuǎn)變線速度的方向,不轉(zhuǎn)變線速度的大小,C錯誤。向心加速度的方向時刻轉(zhuǎn)變,所以勻速圓周運動是加速度方向不斷轉(zhuǎn)變的變加速曲線運動,A、B錯誤,D正確?！究偨Y(jié)提升】向心加速度與合加速度的關(guān)系(1)物體做勻速圓周運動時,向心加速度就是物體運動的合加速度。(2)變速圓周運動的合加速度可分解為沿半徑指向圓心的向心加速度an和沿切線方向的切向加速度at。向心加速度an描述的是速度方向變化的快慢,切向加速度at描述的是速度大小變化的快慢。(3)物體做勻速圓周運動時,切向加速度為零。3.A、B兩小球都在水平面上做勻速圓周運動,A球的軌道半徑是B球軌道半徑的2倍,A的轉(zhuǎn)速為30r/min,B的轉(zhuǎn)速為15r/min。則兩球的向心加速度之比為()A.1∶1 B.2∶1 C.4∶1 D.8∶1【解析】選D。由題意知A、B兩小球的角速度之比ωA∶ωB=nA∶nB=2∶1,所以兩小球的向心加速度之比aA∶aB=QUOTERA∶QUOTERB=8∶1,D正確。4.(多選)如圖所示為摩擦傳動裝置,B輪轉(zhuǎn)動時帶動A輪跟著轉(zhuǎn)動,已知轉(zhuǎn)動過程中輪緣間無打滑現(xiàn)象,下述說法中正確的是()A.A、B兩輪轉(zhuǎn)動的方向相同B.A與B轉(zhuǎn)動方向相反C.A、B轉(zhuǎn)動的角速度之比為1∶3D.A、B輪緣上點的向心加速度之比為3∶1【解析】選B、C。A、B兩輪屬齒輪傳動,A、B兩輪的轉(zhuǎn)動方向相反,A錯,B對。A、B兩輪邊緣的線速度大小相等,由ω=QUOTE知,QUOTE=QUOTE=QUOTE,C對。依據(jù)a=QUOTE得,QUOTE=QUOTE=QUOTE,D錯?！咀兪接?xùn)練】如圖所示是自行車的輪盤與車軸上的飛輪之間的鏈條傳動裝置。P是輪盤的一個齒,Q是飛輪上的一個齒。下列說法中正確的是()A.P、Q兩點角速度大小相等B.P、Q兩點向心加速度大小相等C.P點向心加速度小于Q點向心加速度D.P點向心加速度大于Q點向心加速度【解析】選C。P、Q兩點線速度大小相等,由ω=QUOTE知,ω∝QUOTE,ωP<ωQ,A錯;由a=QUOTE知,a∝QUOTE,aP<aQ,C對,B、D錯。5.(多選)(2022·臨沂高一檢測)一小球被細(xì)線拴著做勻速圓周運動,其半徑為R,向心加速度為a,則()A.小球相對于圓心的位移不變B.小球的線速度大小為QUOTEC.小球在時間t內(nèi)通過的路程s=QUOTED.小球做圓周運動的周期T=2πQUOTE【解題指南】解答本題應(yīng)留意以下三點:(1)位移是矢量,位移不變指位移的大小、方向都不變。(2)小球通過的路程為s=vt(v為線速度大小)。(3)機敏應(yīng)用公式an=QUOTE和v=QUOTE?！窘馕觥窟xB、D。小球做勻速圓周運動,各時刻相對圓心的位移大小不變,但方向時刻在變,A錯;由a=QUOTE得v=QUOTE,B對;在時間t內(nèi)通過的路程s=vt=tQUOTE,C錯;做圓周運動的周期T=QUOTE=QUOTE=2πQUOTE,D對。二、非選擇題(15分)6.(2022·廈門高一檢測)如圖所示,甲、乙兩物體自同一水平線上同時開頭運動,甲沿順時針方向做勻速圓周運動,圓半徑為R;乙做自由落體運動,當(dāng)乙下落至A點時,甲恰好第一次運動到最高點B,求甲物體做勻速圓周運動的向心加速度?！窘馕觥吭O(shè)乙下落到A點所用時間為t,則:對乙:R=QUOTEgt2,解得:t=QUOTE這段時間內(nèi)甲運動了QUOTET,即QUOTET=QUOTE又有:a=Rω2=QUOTER,解得:a=QUOTEπ2g答案:QUOTEπ2g一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號后標(biāo)出)1.下列關(guān)于勻速圓周運動的性質(zhì)的說法正確的是()A.勻速運動B.勻加速運動C.加速度不變的曲線運動 D.變加速曲線運動【解析】選D。勻速圓周運動是變速運動,它的加速度大小不變,方向始終指向圓心,是變量,故勻速圓周運動是變加速曲線運動,A、B、C錯,D對。2.(2022·德州高一檢測)物體做半徑為R的勻速圓周運動,它的向心加速度、角速度、線速度和周期分別為an、ω、v和T。下列關(guān)系式不正確的是()A.ω=QUOTE B.v=QUOTEC.an=ωv D.T=2πQUOTE【解析】選D。由an=Rω2,v=Rω可得ω=QUOTE,v=QUOTE,an=ωv,即A、B、C正確;又由T=QUOTE與ω=QUOTE得T=2πQUOTE,即D錯誤。3.(多選)一小球質(zhì)量為m,用長為L的懸繩(不行伸長,質(zhì)量不計)固定于O點,在O點正下方QUOTE處釘有一顆釘子。如圖所示,將懸線沿水平方向拉直無初速度釋放后,當(dāng)懸線遇到釘子后的瞬間,則()A.小球的角速度突然增大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.小球的向心加速度不變【解析】選A、C。由于懸線與釘子接觸時小球在水平方向上不受力,故小球的線速度不能發(fā)生突變,由于做圓周運動的半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?由v=ωr知,角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,A正確,B錯誤;由a=QUOTE知,小球的向心加速度變?yōu)樵瓉淼?倍,C正確,D錯誤。4.如圖所示,地球繞過球心的軸O1O2以角速度ω旋轉(zhuǎn),A、B為地球上兩點,下列說法中正確的是()A.A、B兩點具有相同的角速度B.A、B兩點具有相同的線速度C.A、B兩點具有相同的向心加速度D.A、B兩點的向心加速度方向都指向球心【解題指南】解答該題要明確以下兩點:(1)地球上各點的角速度都一樣,都等于地球自轉(zhuǎn)的角速度;(2)地球表面上某點做圓周運動的平面都與赤道平面平行,圓心是該平面與地球轉(zhuǎn)軸的交點?！窘馕觥窟xA。A、B兩點隨地球自轉(zhuǎn),角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度,A正確;A、B兩點做圓周運動的半徑不同,依據(jù)v=ωr可知B錯誤;依據(jù)a=ω2r可知,A、B兩點的向心加速度不同,C錯誤;A、B兩點的向心加速度方向都指向各自所在緯度圈的圓心,D錯誤。【總結(jié)提升】巧比向心加速度(1)應(yīng)用向心加速度公式an=QUOTE=ω2r時應(yīng)留意:①在線速度v肯定的狀況下,方可認(rèn)為物體的向心加速度an與半徑r成反比。②在角速度ω肯定的狀況下,可認(rèn)為向心加速度an與半徑r成正比。③由于向心加速度的每個公式都涉及三個物理量的變化關(guān)系,所以必需在某一物理量不變時,才可以推斷另外兩個物理量之間的關(guān)系。(2)在比較轉(zhuǎn)動物體上做圓周運動的各點的向心加速度的大小時,應(yīng)先確定各點是線速度相同還是角速度相同,然后再選用相應(yīng)的向心加速度公式進(jìn)行比較。二、非選擇題(本題共2小題,共22分)5.(10分)飛行員從俯沖狀態(tài)往上拉時,會發(fā)生黑視,第一是由于血壓降低,導(dǎo)致視網(wǎng)膜缺血;其次是由于腦缺血。飛行員要適應(yīng)這種狀況,必需進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練,故飛行員的選拔是格外嚴(yán)格的。為了使飛行員適應(yīng)飛行要求,要用如圖所示的儀器對飛行員進(jìn)行訓(xùn)練,飛行員坐在一個在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動的艙內(nèi)邊緣,要使飛行員的加速度a=6g,則角速度需要多大?(R=20m,g取10m/s2)【解析】依據(jù)a=ω2R,可得ω=QUOTE=QUOTErad/s。答案:QUOTErad/s【變式訓(xùn)練】甲、乙兩物體以大小相等的線速度做勻速圓周運動,它們的質(zhì)量之比為1∶3,軌道半徑之比為3∶4,則甲、乙兩物體的向心加速度之比為()A.1∶3B.3∶4C.4∶3D.3∶1【解析】選C。甲、乙兩物體的線速度大小相等,依據(jù)a=QUOTE得,a甲∶a乙=r乙∶r甲=4∶3,C正確。6.(12分)一圓柱形小物塊放在轉(zhuǎn)盤上,并隨著轉(zhuǎn)盤一起繞O點勻速轉(zhuǎn)動。通過頻閃照相技術(shù)對其進(jìn)行爭辯,從轉(zhuǎn)盤的正上方拍照,得到的頻閃照片如圖所示,已知頻