高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第二章 圆周运动第二节 向心力与向心加速度课时训练

2.2向心力与向心加速度同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．关于做匀速圆周运动的物体所受向心力的方向，下列说法正确的是（       ）

A．一定始终指向圆心

B．不可能指向圆心

C．不一定指向圆心

D．不可能始终指向圆心

2．关于向心力的下列说法中正确的是(　　)

A．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小

B．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的

C．做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力

D．做匀速圆周运动的物体，所受的合力为零

3．如图所示，两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的路程之比是3：2，运动方向而改变的角度之比是2：1，则（   ）

A．二者线速度大小之比为2：3

B．二者角速度大小之比为1：2

C．二者圆周运动的半径之比为1：3

D．二者向心加速度大小之比为3：1

4．下列几种情况下物体的运动状态属于平衡状态的是（　　）

A．竖直向上抛出，当它上升到最高点速度为零的时刻

B．静止在加速上升的升降机底板上的物体

C．静止在匀速上升的升降机底板上的物体

D．以不变的速率沿着圆周运动的物体

5．小球做匀速圆周运动，半径为R，向心加速度为a，则下列说法错误的是（　　）

A．小球的角速度

B．小球运动的周期

C．t时间内小球通过的路程

D．t时间内小球转过的角度

6．一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则（        ）

A．质点一定做匀变速直线运动

B．质点可能做匀速圆周运动

C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同

D．质点单位时间内速率的变化量总是不变

7．如图所示，A为主动轮，、为从动轮（皮带不打滑），三轮通过绷紧的皮带连接，三轮半径之比为，A轮匀速转动，分别为轮边缘上的点。则（　　）

A．三点的线速度大小之比为4：2：3

B．三点的角速度大小之比为2：4：3

C．三点的周期之比为4：2：3

D．两点的向心加速度大小之比为9：16

8．北京天安门和郑州二七纪念塔都绕地轴随地球自转，二者可视为质点。这两大建筑物转动的过程中，一定相同的物理量是（　　）

A．向心力大小 B．角速度大小

C．线速度大小 D．向心加速度大小

9．魔力飞转发光陀螺玩具因其新奇的创意深受小朋友的喜欢，室外开阔地，让陀螺转动，并且达到一定的速度，陀螺会自己发出七彩炫光。其内部电路俯视图可简化如图所示，当陀螺静止时，弹簧处于原长，触点A、B断开，二极管不发光。陀螺绕竖直轴转动时，右图O点为转动轴上一点，轻质弹簧便会伸长，转速增大直至一定值才使小球A与金属片B接触，电路被接通，发光二极管便发出亮光，以下说法正确的是（　　）

A．其它条件不变，若弹簧的劲度系数变小，则转速要大一些才能使二极管发光

B．其它条件不变，若小球A的质量变大，则转速要大一些才能使二极管发光

C．其它条件不变，若小球A的质量变小，则转速要大一些才能使二极管发光

D．只要陀螺有转动，小球就会做离心运动，则二极管一定就会发光

10．修正带是中学生必备的学习用具，其结构如图所示，包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件，大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中，设大小齿轮相互吻合，a、b点分别位于大小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点，当纸带匀速走动时（　　）

A．a、c点的线速度相同 B．a、b点的线速度相同

C．b、c点的角速度相同 D．b点的向心加速度最大

11．硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。如图所示，电动机使磁盘以5 400 r/min的转速匀速转动，磁头在读、写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。外磁道某一点P与内磁道某一点Q相比，有 （　　）

A．nP>nQ B．ωP>ωQ

C．vP<vQ D． aP>aQ

12．中学生常用的学习用具修正带的结构如图所示，包括上下盖座，大小齿轮，压嘴座等部件。大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中，大小齿轮相互吻合，a，b点分别位于大小齿轮的边缘。c点在大齿轮的半径中点，当修正带被匀速拉动进行字迹修改时（　　）

A．大小齿轮的转向相同 B．a点的线速度比b点大

C．b、c两点的角速度相同 D．b点的向心加速度最大

13．A、B两个质点，分别做不同的圆周运动，下面说法正确的是（　　）

A．线速度较大的质点，速度方向变化快

B．角速度较大的质点，速度方向变化快

C．旋转半径较大的质点，速度方向变化快

D．以上说法都不准确

14．在图中，A、B为啮合传动的两齿轮，，则A、B两轮边缘上两点的（　　）

A．角速度之比为2：1

B．向心加速度之比为1：2

C．周期之比为1：2

D．转速之比为2：1

15．如图所示，一轻绳穿过水平桌面上的小圆孔，上端拴物体M，下端拴物体N。若物体M在桌面上做半径为r的匀速圆周运动时，角速度为ω，线速度大小为v，物体N处于静止状态，则（不计摩擦）（　　）

A．M所需向心力大小大于N所受重力的大小

B．M所需向心力大小小于N所受重力的大小

C．ω2与r成正比

D．v2与r成正比

二、填空题（共4题）

16．做匀速圆周运动的物体，其所受的_________时刻指向圆心．

17．小明骑着一辆自行车（甲图）在平直的路面上匀速前行，脚踏板连接的大齿轮与后轮上的小齿轮通过链条传动，可将大齿轮、小齿轮、后轮简化为如图乙所示模型，A、B、C分别为大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的一质点，则角速度ωA______ωB（填“＞”、“=”或“＜”），向心加速度aB______aC（填“＞”、“=”或“＜”）．

18．一列车以恒定速率在水平面内做半径的圆周运动。质量的实验员坐在列车的座椅上相对列车静止。根据上述实验数据，推算出实验员做圆周运动的角速度大小__________，向心加速度大小__________，所受合力大小__________。（结果均用分式表示）

19．在“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验中，某同学用向心力演示器来进行探究，实验装置如图所示。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5分别随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂6的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8.标尺8上露出的红白相间的等分格子的多少可以显示出所受向心力的比值。

①在这个实验中，采用了___________实验方法。

A．理想实验法       B．控制变量法       C．等效替代法

②用两个质量相等的小球做实验，当左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，且转动时发现左边标尺露出的红白相间的等分格数为右边的4倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为___________。

三、综合题（共4题）

20．如图，旋转木马被水平钢杆拴住，绕转台的中心轴做匀速圆周运动。若相对两个木马间的杆长为6 m，木马的质量为30 kg，骑木马的儿童质量为40 kg，当木马旋转的速度为6 m/s时，试问：

(1)此时木马和儿童的向心力由哪个物体提供？

(2)此时儿童受到的向心力是多大？

21．如图所示，细绳一端系着质量m=0.1kg的小物块A，置于光滑水平台面上；另一端通过光滑小孔O与质量M=0.5kg的物体B相连，B静止于水平地面上（g=10m/s2）

（1）当A以O为圆心做半径r=0.2m的匀速圆周运动时，地面对B的支持力FN=3.0N，求物块A的速度和角速度的大小

（2）当A球的角速度为多大时，B物体将要离开地面？

22．暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次名叫“摇头飞椅”的游艺机，如图所示，该游艺机顶上有一个半径为的“伞盖”，“伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图所示。“摇头飞椅”高，绳长。小明挑选了一个悬挂在“伞盖”边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为。小明和椅子的转动可简化为如图所示的圆周运动。在某段时间内，“伞盖”保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为。（，，）在此过程中，求：

（1）座椅受到绳子的拉力大小；

（2）小明运动的线速度大小；

23．如图所示一质点沿顺时针方向做匀速圆周运动，在图中画出质点在A点向心力的方向和B点线速度的方向.

参考答案：

1．A

2．A

3．D

4．C

5．D

6．C

7．C

8．B

9．C

10．D

11．D

12．D

13．D

14．B

15．D

16．向心力

17．     ＜     ＜

18．              

19．     B    

20．

(1)木马受骑在木马上的儿童对它的压力、重力和钢杆对它的作用力做匀速圆周运动。木马受到的向心力由钢杆提供；儿童受到木马对他的作用力和重力作用，向心力由木马提供。

(2)儿童所受向心力由木马提供且指向圆心，由

21．（1）2m/s；10rad/s       （2）rad/s

22．（1）500N；（2）7.5m/s

23．