高中物理人教版 (2019)必修 第二册第六章 圆周运动3 向心加速度综合训练题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第六章 圆周运动3 向心加速度综合训练题，共14页。试卷主要包含了3向心加速度 课时作业4，14rad/s；2s；394N等内容，欢迎下载使用。

1．一轿车正在通过交通标志如图所示的路段，关于该轿车在转弯的过程中，正确的是（ ）
A．轿车处于平衡状态
B．轿车的速度大小不一定变化
C．轿车加速度的方向一定沿运动路线的切线方向
D．轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向
2．关于曲线运动和运动合成的下列说法中正确的是（ ）
A．匀速圆周运动是匀加速曲线运动
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的
C．做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比
D．做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比
3．自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一祥，它边缘有三个点A、B、C，如图所示。当大齿轮匀速运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．A、B、C的线速度
B．A、B、C的角速度
C．A、B、C的运动周期
D．A、B、C的向心加速度
4．如图所示，a、b是地球表面上不同纬度上的两个点，如果把地球看作是一个球体，a、b两点随地球自转做匀速圆周运动，则（ ）
A．a点角速度小B．a点线速度小
C．a点向心加速度大D．轨道半径相等
5．如图所示，风力发电机叶片上有P、Q两点，其中P在叶片的端点，Q在另一叶片的中点．当叶片转动时，下列说法正确的是（ ）
A．两点的向心加速度大小不同B．两点的向心加速度方向相同
C．两点的线速度大小相等D．两点的线速度方向相同
6．一质点做圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．速度一定不断改变，加速度也一定不断改变
B．速度一定不断改变，加速度可以不变
C．速度可以不变，加速度一定不断改变
D．速度可以不变，加速度也可以不变
7．有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法( )
A．点火后即将升空的火箭，因火箭还没运动，所以加速度一定为零
B．高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车因轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大
D．太空中的“天宫一号”绕地球匀速转动，其加速度为零
8．如图所示，A、B 为咬合传动的两齿轮，RA＝2RB，则A、B 两轮边缘上两点的关系正确的是（ ）

A．角速度之比为 2：1B．向心加速度之比为 1：2
C．周期之比为 1：2D．转速之比为 2：1
9．物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（ ）
A．所受合力全部用来提供向心力B．是匀变速曲线运动
C．速度的大小和方向都改变D．向心加速度不变
10．如图所示为一磁带式放音机的转动系统，在倒带时，主动轮以恒定的角速度逆时针转动，P和Q分别为主动轮和从动轮边缘上的点，则下列说法正确的是 ( )
A．主动轮上P点的线速度方向不变
B．主动轮上P点的线速度逐渐增大
C．主动轮上P点的向心加速度逐渐增大
D．从动轮上Q点的向心加速度逐渐增大
11．用长短不同、材料和粗细均相同的两根绳子各拴着一个质量相同的小球，在光滑的水平面上做匀速圆周运动，则（ ）
A．两个小球以相同的角速度运动时，长绳容易断
B．两个小球以相同的线速度运动时，长绳容易断
C．两个小球以相同的加速度运动时，长绳容易断
D．两个小球以相同的周期运动时，短绳容易断
12．一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4m/s，转动周期为πs，则（ ）
A．角速度为2rad/sB．转速为π r/s
C．轨迹半径为4mD．加速度大小为4m/s2
13．图示为肩关节、手关节训练器，是中老年喜爱的户外健身器材。当健身爱好者用手转动把手时，某时刻圆盘上P、Q两点绕中心O点匀速转动的角速度大小分别为、（，周期分别为TP、TQ，线速度大小分别为切、，向心加速度大小分别为、。则（ ）
A．D．<
14．如图所示是静止在地面上的起吊重物的吊车，某次操作过程中，液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴顺时针转动，吊臂上的M、N两点做圆周运动，此时M点的角速度为，，则（ ）
A．M点的速度方向垂直于液压杆
B．N点的角速度为
C．两点的线速度大小关系为
D．N点的向心加速度大小为
15．假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径大小为R。其中，地球自转一天，24小时，共计，角速度。求：地球赤道上的物体自转时的向心加速度为约为多少？（结果保留两位有效数字）
16．如图所示，一轻杆一端固定在转轴O上，在距O点为杆长的处固定一小球，轻杆以角速度ω绕O点在竖直平面内匀速转动。在杆转过的圆心角为θ的时间内，杆的端点通过的弧长为s，求：
(1)小球的线速度大小；
(2)小球的向心加速度大小。
17．一个2kg的钢球做匀速圆周运动，线速度是62.8m/s，又已知半径是20米，试求物体做圆周运动的：
(1)角速度的大小；
(2)周期的大小；
(3)向心力大小。
18．将来人类若离开地球到宇宙中去生活，可以设计如图所示的宇宙村，它是一个圆柱形的密闭建筑物，人们生活在圆柱形建筑物的边上。为了使人们在其中生活不至于有失重感，可以让它旋转，设这个建筑物的直径为200 m，那么，当它绕其中心轴转动的转速为多大时，人会感觉到像生活在地球上一样（感受到的向心加速度）？如果转速超过了上述值，人们将有怎样的感觉？
参考答案
1．B
【详解】
AB．由图可知汽车要绕转盘做圆周运动，受力不平衡，可以是匀速圆周运动，也可以是非匀速圆周运动，速度的大小不一定变化，故A错误，B正确；
CD．若是匀速圆周运动，则加速度方向指向圆心，不可能沿运动路线的切线方向；若不是匀速圆周运动，则加速度方向不指向圆心，也不垂直于运动路线的切线方向，故CD错误。
故选B。
2．D
【详解】
A．匀速圆周运动的加速度是大小不变，方向时刻变化的，所以是变加速曲线运动，故A错误；
B．做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小保持不变，但方向时刻改变，故是变力，故B错误；
C．做匀速圆周运动的物体向心加速度与受力有关，与半径无关，故C错误；
D．根据
ω=2πn
可知，做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．AB两点在传送带上，是同缘传动的边缘点，所以两点的线速度相等，即
BC两点属于同轴转动，故角速度相等，即
根据，由于rC＞rB，则
所以可知A、B、C的线速度
故A错误；
B．BC两点属于同轴转动，故角速度相等，即
又由于vA=vB，根据，根据题意rA＞rB，可知
ωA＜ωB
所以A、B、C的角速度
故B错误；
C．由于，根据可知，A、B、C的运动周期
故C错误；
D．BC两点的角速度是相等的，根据，由于C点的半径比较大，所以
由于AB两点的线速度相等，根据，由于A点的半径比较大，所以
则A、B、C的向心加速度
故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
ABD．a、b两点随地球自转做匀速圆周运动，说明它们的角速度相等，由图可知，它们的轨道半径不相等，a点半径大，由线速度与角速度之间的关系
可知a点线速度大，故ABD错误；
C．由向心加速度公式得
可知a点向心加速度大，故C正确。
故选C。
5．A
【详解】
A．风力发电机叶片上P、Q两点属于同轴转动，故他们的角速度相等，由向心加速度公式a=ω2r，可知半径r不相等，所以两点的向心加速度大小不同，故A正确；
B．风力发电机叶片上P、Q两点在做匀速圆周运动，向心加速度的方向时刻指向圆心，所以两点的向心加速度方向不相同，故B错误；
C．由线速度与角速度的关系v=ωr，P、Q两点的半径r不相等，故线速度的大小不相等，故C错误；
D．由于做匀速圆周运动，故线速度的方向位于切线方向，所以P、Q两点的线速度方向不相同，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】
做圆周运动过程中，速度的方向时刻变化着，大小可能变化也可能不变，但由于速度是矢量，只要大小和方向有一个变化，则速度变化，所以圆周运动过程中的速度一定时刻变化着，圆周运动过程中，一定存在一个向心加速度，时刻指向圆心，即向心加速度一定变化着，还可能存在一个切向加速度，所以两个加速度的矢量和一定变化着，故加速度一定不断变化着，故选A。
7．B
【详解】
点火后，火箭的速度为零，但是加速度不为零，故A错误；轿车紧急刹车，速度变化比较快，即加速度很大，故B正确；磁悬浮列车高速行驶，速度很大，若做匀速运动，加速度为零，故C错误；太空中的空间站绕地球匀速转动，有向心加速度，其加速度不为零，选项D错误；故选B．
【点睛】
解决本题的关键知道加速度的物理意义，掌握判断物体做加速运动还是减速运动的方法，关键看加速度方向与速度方向的关系．
8．B
【详解】
根据题意有两轮边缘上的线速度大小相等，即有vA=vB
A．根据角速度ω和线速度v的关系v=rω得角速度与半径成反比：

故A错误；
B．根据向心加速度a与线速度v的关系 且vA=vB得：
故B正确；
C．根据周期T和线速度v的关系且vA=vB得：
故C错误；
D．根据转速n和线速度v的关系v=2πn R且vA=vB得：
故D错误；
故选B。
9．A
【详解】
A．物体做匀速圆周运动，合外力完全提供向心力，A正确；
B．物体所受合外力始终与速度垂直，速度大小始终不变，合外力方向始终指向圆心，一直改变，不是匀变速曲线运动，BC错误；
D．向心加速度大小不变，方向一直改变，D错误。
故选A。
10．D
【解析】
在倒带时，主动轮以恒定的角速度逆时针转动，根据，可知P点的线速度大小不变，方向时刻在变化，根据，可知P点的向心加速度大小不变，故ABC错误；主动轮与从动轮有相同的线速度，根据可知，主动轮的r不断增大，故线速度不断增大，则从动轮的线速度也不断增大，而从动轮的半径r不断减小，根据可知，从动轮的角速度不断增大，根据，可知Q点的向心加速度不断增大，故D正确；故选D．
【点睛】主动轮和从动轮边缘上的点线速度相等，A的角速度恒定，半径增大，线速度增大，根据和进行分析求解．
11．A
【详解】
A．当角速度相等时，根据，知绳子越长，拉力越大，所以长绳易断，故A正确；
B．当线速度相等时，根据，知绳子越短，拉力越大，所以短绳易断，故B错误；
C．两个小球以相同的加速度运动时，根据F=ma，则长绳短绳都一起断，选项C错误；
D．两个小球以相同的周期运动时，可知，绳子越长，拉力越大，所以长绳易断，故D错误；
故选A。
12．A
【详解】
A. 角速度为
A正确；
B. 转速为
选B；
C. 根据
v=ωr
可知轨迹半径为
C错误；
D. 加速度大小为

D错误。
故选A。
13．BD
【详解】
P、Q两点同轴转动，角速度ω和周期T都相同，且
rP根据v=ωr可知
vP根据a=ω2r可知
aP故选BD。
14．BD
【详解】
A．吊臂是以固定转轴O旋转，因此M点的速度方向垂直于吊臂，故A错误；
B．M、N点在吊臂上绕同一固定转轴O旋转，有相同的角速度，即N点的角速度应该等于M点角速度，故B正确；
C．根据可知
故C错误；
D．根据可知，N点的向心加速度大小为
故D正确。
故选BD。
15．
【详解】
根据a=ω2R可得地球赤道上的物体自转时的向心加速度为
16．(1)；(2)
【详解】
(1)杆的端点以杆长为半径做圆周运动，求解杆长为
小球的转动半径为，小球做圆周运动的角速度与杆转动的角速度相同，则小球转动的线速度为
(2)小球的向心加速度
17．(1)3.14rad/s；(2)2s；(3)394N
【详解】
(1)根据可知
(2)根据可知
(3)根据可知
18．，超重的感觉。
【详解】
由题意知人所受的向心加速度为时，人才感觉到像生活在地球上一样，根据圆周运动知识有
又因为
联立两式得
。
当转速超过上述值后，向心加速度将大于，则人受到建筑物内壁的支持力大于重力，人们会有超重的感觉。