高中物理向心力填空題專題訓練含答案

高中物理向心力填空題專題訓練含答案

姓名：班級：考號：

一、填空題（共30題）

1、如圖10所示，有一繩長為。上端固定在滾輪力的軸上，下端掛一質(zhì)量為朋的物體?，F(xiàn)

滾輪和物體一起以速度/勻速向右運動，當滾輪碰到固定擋板6突然停止瞬間，物體卬的速

度為，繩子拉力的大小為O

2、A、B兩質(zhì)點分別做勻速圓周運動，若在相同時間內(nèi)，它們通過的弧長之比為屋：4=2：3,

而通過的角度之比以：娛二3：2,則它們周期之比為7；：*，向心加速度之比

3A?31B=■

3、中國著名體操運動員-童非（江西人），首次在單杠項目上實現(xiàn)了“單臂大回環(huán)”：用一

只手抓住單杠，伸展身體，以單杠為軸做圓運動，假設(shè)童非的質(zhì)量為65kg,那么在完成“單臂

大回環(huán)”的過程中，童非的單臂至少要能夠承受N的力.（g取lOm/s2）

—m<s

4、質(zhì)點以身的速率作勻速圓周運動，每經(jīng)歷3s其運動方向就改變30°,則該質(zhì)點運動

的周期為s,加速度大小為m/s2.

5、如圖所示，摩擦輪A和B通過中介輪C進行傳動，A為主動輪，A的半徑為20cm,B的半

徑為10cm,A、B兩輪邊緣上的點角速度之比為,向心加速度之比為一

6、質(zhì)量為2000kg的汽車以20m/s的速率駛過一座圓弧形拱橋，橋頂一段的圓弧半徑為100m,

則汽車過橋頂時對橋頂?shù)膲毫镸要使汽車通過橋頂時對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?.9

倍，則汽車過橋頂時的速度應(yīng)為m/s.（g取10m/s2）

7、如圖所示，摩擦輪A和B通過中介輪C進行傳動，A為主動輪，A的半徑為20cm,B的半

徑為10cm,A、B兩輪邊緣上的點角速度之比為,向心加速度之比為—

A*

B*

8、如圖所示，摩擦輪A和B通過中介輪C進行傳動，A為主動輪，A的半徑為20cm,B的半

徑為10cm,A、B兩輪邊緣上的點角速度之比為，向心加速度之比為一

9、如圖所示為皮帶傳動裝置，兩輪半徑之比R：R2=2：IOA、B為輪邊緣上的兩個點。假設(shè)

在傳動過程中皮帶不打滑，則A、B兩點的角速度之比生：/=,向心加速度之比為：

10、如圖所示，放在地球表面上的兩個物體甲和乙，甲放在南沙群島（赤道附近），乙放在

北京。它們隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動時，甲的角速度_________乙的角速度（選填“大于”、

“等于”或“小于”）：甲的線速度乙的線速度（選填“大于”、“等于”或“小

于"）o

11、變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度檔，下圖是某一種變速自行車齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)

示意圖，圖中A輪有48齒,B輪有42齒,C輪有18齒,D輪有12齒。那么該車可變換種

不同檔位；當A與D輪組合時，兩輪的角速度之比畋:的=o

12、小胡同學在學習了圓周運動的知識后，設(shè)計了一個課題，名稱為：快速測量自行車的騎

行速度。

他的設(shè)想是：通過計算踏腳板轉(zhuǎn)動的角速度，推算自行車的騎行速度。

如上圖所示是自行車的傳動示意圖，其中I是大齒輪，n是小齒輪，in是后輪。當大齒輪I

（腳踏板）的轉(zhuǎn)速通過測量為n（r/s）時，則大齒輪的角速度是rad/so若要

知道在這種情況下自行車前進的速度，除需要測量大齒輪I的半徑小，小齒輪II的半徑R外,

還需要測量的物理量是o用上述物理量推導出自行車前進速度的表達式

為：。

13、一輛賽車在半徑為50m的水平圓形賽道參加比賽，已知該賽車勻速率跑完最后一圈所用

時間為15s。則該賽車完成這一圈的角速度大小為_______rad/s,向心加速度大小為

_______in/s?（結(jié)果均保留2位小數(shù)）。

14、一個大輪通過皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動，皮帶和兩輪之間無滑動，大輪半徑是小輪半徑的2倍,

大輪上一點S離轉(zhuǎn)軸。的距離是半徑的1/3,當大輪邊上尸點的向心加速度是0.6〃“s2時，大

輪上的S點的向心加速度為加/s2,小輪邊緣上的0點的向心加速度是m/so

15、兩個大輪半徑相等的皮帶輪的結(jié)構(gòu)如圖所示，力8兩點的半徑之比為2:1,勿兩點的

半徑之比也為2:1,則力靦四點的角速度之比為,這四點的線速度之比為

向心加速度之比為。

16、兩顆人造地球衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運動的

軌道半徑之比rA：rB=l：3,則它們的線速度大小之比

vA：vB=,向心加速度大小之比

17、如圖所示為皮帶轉(zhuǎn)動裝置，右邊兩輪共軸連接，且RR=R（=2RB皮帶不打滑，則在A、B、C

三輪中的周期TA：TB：TC=,線速度VA：VB：VC=,向心加速度4：aB：

18、如圖所示，力、8兩輪半徑之比為RA：年2:3,他們通過皮帶傳動，則在轉(zhuǎn)動過程中他們

的角速度之比為以：3薩,向心加速度之比為4：ako

19、如圖為皮帶傳動裝置，皮帶不打滑。圖中a、b、c、d四點線速度之比

a、b、c、d四點角速度之比

20、如圖為一皮帶傳動裝置，大輪與小輪固定在同一根軸上，小輪與另一中等大小的輪子間

用皮帶相連（皮帶不打滑），它們的半徑之比是1：2：3。A、B、C分別為小、中、大輪子邊

緣上的三點，那么角速度3人：3B=_；向心加速度aB：ac=o

21、“釣魚臺群島”一直都是我國的固有領(lǐng)土，位于北緯25°,萊湖市則位于北緯320.假

設(shè)釣魚島和萊湖市隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小分別為5和V2,隨地球自轉(zhuǎn)的角速度大小分別為

叫和仙，隨著地球自轉(zhuǎn)周期分別為T1和丁2，則W>V2,以=3*T.-T2.（選

填“>”，"V”或“=”）

22、變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度檔，圖是某一“奇安特”變速車齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)

構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒.那么該車可變換4

種不同檔位；且A與D輪組合時，兩輪的角速度之比sA：3D=1：4.

23、變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度檔，圖是某一“奇安特”變速車齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)

構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒.那么該車可變換_

種不同檔位；且A與D輪組合時，兩輪的角速度之比以：3尸.

24＞有兩顆人造地球衛(wèi)星，它們的質(zhì)量之比ml：m2=l：2,軌道半徑之比rl：r2=l：4,

則它們所受向心力之比Fl：F2=.運行速度之比vl：v2=o

58.

25、兩個大輪半徑相等的皮帶輪的結(jié)構(gòu)如圖所示，A、B兩點的半徑之比為2：1,C、D兩點

的半徑之比也為2：1,則A、B、C、D四點的角速度之比為3A：3B：3C：G)D=2：2：1：

1,這四點的線速度之比為vA：vB：vC：vD=4：2：2：1,向心加速度之比為aA：aB：

aC：aD=8：4：2：1.

26、質(zhì)量為LOkg的物體放在可繞豎直軸轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，物體與轉(zhuǎn)軸間用輕彈簧相連.物

體與轉(zhuǎn)盤間最大靜摩擦力是重力的0.1倍，彈簧的勁度系數(shù)為600N/m,原長為4cm,彈簧

原長時圓盤處于靜止狀態(tài)，如圖所示.圓盤開始轉(zhuǎn)動后，要使物體與圓盤保持相對靜止，圓

盤的最大角速度3。=rad/s,當角速度達到23。時，彈簧的伸長量X=cm.(g

取10m/s2)

用213

27、己知地球半徑為此同步衛(wèi)星離地心距離為八發(fā)同步衛(wèi)星的運行速度為%加速度為

a,近地衛(wèi)星（軌道半徑為冷的線速度為小加速度為色，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)

的速度為由，向心加速度為為，則有Ki：v-3=,句：a=,a2:

&二O

28、如圖所示，在半徑為R的半球形碗的光滑內(nèi)表面上，一質(zhì)量為m的小球以角速度3在

水平面上做勻速圓周運動，則該水平面距離碗底的距離h=O

29、如圖所示的皮帶傳動裝置中，右邊兩輪是在一起同軸轉(zhuǎn)動，圖中A、B、C三輪的半徑關(guān)

系為RA=RC=2RB，設(shè)皮帶不打滑，則三輪邊緣上的一點線速度之比VA：VB：V（=,角速度

之比3A：3B：3c=.

30、小明在學習了圓周運動的知識后，設(shè)計了“快速測量自行車的騎行速度”的實驗.他的

設(shè)想是：通過計算腳踏板轉(zhuǎn)動的角速度，推算自行車的騎行速度.經(jīng)過騎行，他測量了在時

間t內(nèi)腳板轉(zhuǎn)動的圓數(shù)N.

（1）腳踏板轉(zhuǎn)動的角速度3=;

（2）要推算自行車的騎行速度，還需要測量的物理有；自行車騎行速度的計

算公式V=.

---二======參考答案:

一、填空題

1、

2、￡：2:2:3&：^=1：1

3、3250

4、360.5

5、1:21:2

6、1.2x：04,10

7、1:21:2

8、1:21:2

9、1：21：2

10、等于大于

11、4,14,

5

12、2W,車輪半徑門，2nn々

22

13、0.42rad/s；8.77m/s0[(8.76~8.82)m/s]

14、0.2mlS,L2mlS<>

15、1：1：2：22：1：2：42：1：4：8

16、"3：i,9：1

17、2：1：1,1：1：2,1：2：4

18、3:2；3:2

，八WVb:Vc:Vd-2:1:2:4慌:w<；wd=2：1：1：1

20、【答案】2:11:6

【解析】

大輪與小輪固定在同一根軸上，小輪與另一中等大小的輪子間用皮帶相連，故邊緣A點和B

⑴r一

點的線速度大小相等，A點和C點有相同的角速度，根據(jù)r,得角速度之比為2：1：

根據(jù)A、B兩點的角速度之比，A點和C點有相同的角速度，由a二得B、C兩點向心加

速度之比為1：6。

【考點】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；向心加速度

21、考點：

線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速..

專題：

勻速圓周運動專題.

分析：

隨著地球一起自轉(zhuǎn)，角速度相等，周期相等，結(jié)合轉(zhuǎn)動半徑的大小比較線速度大小關(guān)系.

解答：

2兀

解：釣魚島和萊湖市隨地球自轉(zhuǎn)，角速度相等，根據(jù)T二■知，周期相等.

根據(jù)v二ra,釣魚島的半徑大，則線速度大.

故答案為：>,二，

點評：

解決本題的關(guān)鍵知道共軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，知道線速度與角速度的大小關(guān)系，并能靈活運

用.

22、考點：

線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速.

專題：

勻速圓周運動專題.

分析:

由題意知每個前齒輪和2種后齒輪有2種搭配方法，根據(jù)乘法原理即可計算出2個前齒輪和

2個后齒輪能搭配多少種不同速度.

根據(jù)前齒輪的齒數(shù)與轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積等于后齒輪齒數(shù)與轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積，即可求解兩輪的角

速度之比.

解答：

解：該車共有兩個前齒輪和兩個后齒輪，一個錢齒輪和一個后齒輪組合成一個檔位，所以共

有4種檔位；

2兀z2兀z

NN

前齒輪的齒數(shù)與轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積等于后齒輪齒數(shù)與轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積，即AD=D￡

12J.

所以3A：3D=484

故答案為：4；1：4

點評：

現(xiàn)實生活中存在大量成反比例函數(shù)的兩個變量，解答該類問題的關(guān)鍵是確定兩個變量之間的

函數(shù)關(guān)系.然后再根據(jù)題意進行解答.

82

迪

1--1-

力

24

F_GMm

（1）根據(jù)衛(wèi)星在運動過程中萬有引力提供向心力，所以.一工

目=坨￡=8

pllj*2湎1

（2）根據(jù)萬有引力提供向心力

_/GM

可得Y

貝產(chǎn)1o

【考點】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律

60.

25、考點：

線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速.

專題：

勻速圓周運動專題.

分析：

皮帶不打滑，A和D兩點線速度大小相等，由公式v=3r,角速度與半徑成反比，求出角速度

之比，A、B；C、D在同一輪上，角速度相同，進而求出四點線速度、角速度的比例關(guān)系，由

公式an二r研究向心加速度關(guān)系.

解答：

解：皮帶不打滑，A和D兩點線速度大小相等，由公式v=3r,得到：wA：3D：=rA：rD=2：

1.A、B；C、D在同一輪上，角速度相同，

所以3A：B：3C：3D=2：2：1：1

所以線速度之比為：vA：vB：vC：vD=4：2：2：1

止

根據(jù)an=i?得：向心加速度之比為tA：aB：aC：aD=8：4：2：1

故答案為：2：2：1：1；4：2：2：1；8：4：2：1

點評：

本題是圓周運動中典型問題，關(guān)鍵抓住相等量：皮帶不打滑時，兩輪邊緣上各點的線速度大

小相等；同一輪上各點的角速度相同.

26、50.6

27、N:l；N;1；A':1

【答案】距今

28、

【解析】

設(shè)支持力與豎直方向上的夾角為0，小球靠重力和支持力的合力提供向心力，小球做圓周運

動的半徑為g為由巴

3g=.4-

根據(jù)力圖可知：仁昌小烏

解得：

h-K-Kcos^-B.

所以W。

【考點】向心力；牛頓第二定律

29、考點：線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速.

專題：計算題.

分析：要求線速度之比需要知道三者線速度關(guān)系：A、B兩輪是皮帶傳動，皮帶傳動的特

點是皮帶和輪子接觸點的線速度的大小相同，B、C兩輪是軸傳動，軸傳動的特點是角速度相

同.

解答：解：由于A輪和B輪是皮帶傳動，皮帶傳動的特點是兩輪與皮帶接觸點的線速度的

大小與皮帶的線速度大小相同，

故vA=vB,

AVA：VB=1：1

由用速度和線速度的關(guān)系式v=3R可得

_v

3二R

VA

口

VBRB

3.4：3