2022年高一物理 第4單元：達(dá)標(biāo)訓(xùn)練（5、向心力、向心加速度）(有解析) 大綱人教版

2022年高一物理 第4單元：達(dá)標(biāo)訓(xùn)練（5、向心力、向心加速度）(有解析) 大綱人教版基礎(chǔ)·鞏固 1.下列說(shuō)法正確的是（）A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻變速運(yùn)動(dòng)C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)D.物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)其向心力垂直于速度方向，不改變線速度的大小解析:依據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，采取“層析法”直接分析判斷.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力雖然大小不變，但方向時(shí)刻變化，所以它既不是勻速運(yùn)動(dòng)，也不是勻變速運(yùn)動(dòng)，它是變加速運(yùn)動(dòng).向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小.答案：CD 2.如圖5-5-8所示，一個(gè)水平圓盤(pán)繞通過(guò)圓盤(pán)中心且垂直于盤(pán)面的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，小物塊A放在圓盤(pán)上且與盤(pán)保持相對(duì)靜止.則物塊A的受力情況是（圖5-5-8A.重力、支持力B.重力、支持力和指向圓心的摩擦力C.重力、支持力、向心力和摩擦力D.以上說(shuō)法均不正確解析:本題中由于物塊A相對(duì)圓盤(pán)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向是沿半徑向外的，因而所受靜摩擦力的方向沿半徑指向圓心.水平圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊A放在盤(pán)上且與盤(pán)保持相對(duì)靜止，則A必繞O點(diǎn)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，一定有外力提供它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力.物塊A在水平圓盤(pán)上，受重力，方向豎直向下；支持力，方向豎直向上，這兩個(gè)力都不能提供向心力（向心力沿水平方向）.那么只有圓盤(pán)對(duì)A的靜摩擦力充當(dāng)向心力，才能使A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確.答案：B3.有一質(zhì)量為m的小物塊，由碗邊滑向碗底，該碗的內(nèi)表面是半徑為R的圓弧且粗糙程度不同，由于摩擦力的作用，物塊的運(yùn)動(dòng)速率恰好保持不變.則（）A.物塊的加速度為零B.物塊所受的合力為零C.物塊所受合力的大小一定，方向改變D.物塊所受合力的大小、方向均一定解析:物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力及加速度均不為零，方向永遠(yuǎn)指向圓心.分析題意可知，物塊沿碗內(nèi)表面（半徑為R的圓?。┳鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)知，物塊所受合力及加速度不為零.合外力即向心力，大小不變，方向時(shí)刻變化，始終指向圓心，所以本題正確答案是C.答案：C 4.關(guān)于向心力的說(shuō)法中正確的是（）A.物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了一個(gè)指向圓心的力就是向心力B.向心力不能改變做圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度大小C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其向心力是不變的D.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其所受外力的合力的方向一定指向圓心解析:依據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的特點(diǎn)及作用效果切入分析.向心力不是由于物體做圓周運(yùn)動(dòng)才產(chǎn)生的，而是由于物體受到指向圓心的向心力的作用才做圓周運(yùn)動(dòng)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.凡向心力總與做圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度方向垂直，因而不改變速度的大小，只改變速度的方向，選項(xiàng)B正確.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力的大小保持不變，而方向時(shí)刻在改變，向心力是一個(gè)變力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其合力就是向心力，所以所受外力的合力一定指向圓心；但做變速率圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受外力的合力并不一定指向圓心.一般地說(shuō)，其合力的一個(gè)分力指向圓心，充當(dāng)向心力，而另一個(gè)分力沿圓軌道的切線方向，用來(lái)改變速度的大小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案：B5.關(guān)于向心加速度的物理意義，下列說(shuō)法中正確的是（）A.它描述的是線速度方向變化的快慢B.它描述的是線速度大小變化的快慢C.它描述的是向心力變化的快慢D.它描述的是角速度變化的快慢解析:由向心加速度的物理意義進(jìn)行分析即可.向心力只改變速度的方向，向心加速度只表示速度方向變化的快慢.答案：A 6.關(guān)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.由A=v2/r知，A與r成反比B.由A=2r知，A與r成正比C.由=v/r知，與r成反比D.由=2n知，與n成正比（n為轉(zhuǎn)速）解析:對(duì)于三個(gè)變量之間關(guān)系的討論，需對(duì)其中一變量加以限定，從而討論另外兩變量間的關(guān)系.當(dāng)不變時(shí)，與r成正比；當(dāng)v不變時(shí)，與r成反比，若無(wú)條件加以限制，不能說(shuō)與r成正比還是反比，故D選項(xiàng)正確.答案：D 7.如圖5-5-9所示，兩輪用皮帶傳動(dòng)，沒(méi)有打滑，A、B、C三點(diǎn)位置關(guān)系如圖.若r1>r2，O1C=r2.則這三點(diǎn)的向心加速度的關(guān)系是（）圖5-5-9A.AA=AB=AC B.AC>AA>ABC.AC<AA<AB D.AC=AB>AA解析:依據(jù)及進(jìn)行分析推理.切記兩輪邊緣上各點(diǎn)線速度相等，同輪各點(diǎn)角速度相等.對(duì)A與B兩點(diǎn)，因，由知，；對(duì)A與C兩點(diǎn)，因，由知，故.答案：C綜合·應(yīng)用8.由于地球自轉(zhuǎn)，比較位于赤道上的物體1與位于北緯60°的物體2.則（）A.它們的角速度之比12=21B.它們的線速度之比v1v2=21C.它們的向心加速度之比A1A2=21D.它們的向心加速度之比A1A2=41解析:同在地球上，物體1與物體2的角速度必相等.設(shè)物體1的軌道半徑為R，則物體2的軌道半徑為Rcos60°,所以v1v2=RRcos60°=21=2R2Rcos60°=21.答案：BC9.如圖5-5-10所示，輕桿的一端有一個(gè)小球，另一端有光滑的固定軸O.現(xiàn)給球一初速度，使球和桿一起繞O軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，用F表示球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的作用力，則（）圖5-5-10A.一定是拉力 B.一定是推力C.一定等于0 D.可能是拉力，可能是推力，也可能等于0解析:由題意知，球到達(dá)圓周最高點(diǎn)時(shí)的臨界條件是球只受重力充當(dāng)向心力，即，即桿與繩不同，桿對(duì)球既能產(chǎn)生拉力，也能產(chǎn)生支持力，也可能對(duì)球無(wú)作用力.當(dāng)?shù)竭_(dá)圓周最高點(diǎn)處時(shí)v=0，N=mg，桿對(duì)球有支持力，大小為mg當(dāng)時(shí)，N（支持力）隨v增大而減小，且0<N<mg；當(dāng)時(shí)，N=0，桿對(duì)球無(wú)作用力；當(dāng)時(shí)，N為拉力隨v增大而增大.由于給球的初速度大小不定，所以球在圓周最高點(diǎn)處，桿對(duì)球作用力F不一定.故選項(xiàng)D正確.答案：D10.圖5-5-11為甲、乙兩球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心加速度隨半徑變化的圖象，其中甲的圖線為雙曲線.由圖象可知，甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度大小_（填“變化”或“不變”,下同），角速度_；乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度大小_，角速度_圖5-5-11解析:由題圖可知，甲的向心加速度與半徑成反比，根據(jù)公式，甲的線速度大小不變；而由題圖可知，乙的加速度與半徑成正比，根據(jù)公式，說(shuō)明乙的角速度不變.答案：不變變化變化不變11.中型拖拉機(jī)后輪直徑是前輪直徑的2倍，勻速行駛時(shí)，對(duì)于前輪邊緣上的A點(diǎn)和后輪邊緣上的B點(diǎn)，它們的線速度大小之比為vAvB=_，角速度大小之比為AB=_，向心加速度大小之比為aAaB=_.解析:依據(jù)及分析即可，切記兩輪在相同時(shí)間內(nèi)滾動(dòng)的距離相等，即邊緣上各點(diǎn)的線速度相等.因前后輪緣在相同時(shí)間內(nèi)要通過(guò)相等的距離，故前后輪緣的線速度大小相等，即=11；由公式v=r知，；由公式得.答案：11 21 2112.如圖5-5-12，行車的鋼絲長(zhǎng)L=3 m，下面吊著質(zhì)量m=2.8×103 kg的貨物，以速度v=2 m/s行駛.行車突然剎車時(shí)，鋼絲繩受到的拉力是多大？圖5-5-12力共同提供.行車剎車瞬間，物體受到重力和鋼絲繩拉力的作用，二力的合力提供向心力，故.13.質(zhì)量相等的小球A和B分別固定在輕桿的中點(diǎn)及端點(diǎn)，如圖5-5-13所示.當(dāng)桿在光滑水平桌面上繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求桿OA段及AB段對(duì)球的拉力之比.圖5-5-13解析:可采用“隔離”法依據(jù)牛頓第二定律對(duì)A、B列方程求解.切記兩者角速度相等.設(shè)OA長(zhǎng)為L(zhǎng)，則OB長(zhǎng)為2L，OA對(duì)A球的拉力F1減去AB桿對(duì)A球的拉力等于A球運(yùn)動(dòng)的向心力，即.AB桿對(duì)B球的拉力等于B球運(yùn)動(dòng)的向心力，即.兩式相除可得F1F2=32.