教科必修第二冊22勻速圓周運動的向心力和向心加速度達標作業(yè)

2021-2022學(xué)年教科版〔2021〕必修第二冊達標作業(yè)〔解析版〕1．如下列圖的皮帶傳動裝置中，甲、乙、丙三輪的軸均為水平軸，其中甲、丙兩輪半徑相等，乙輪半徑是丙輪半徑的一半。A、B、C三點分別是甲、乙、丙三輪的邊緣點，假設(shè)傳動中皮帶不打滑，那么〔〕A．A、B、C三點的角速度大小之比為2：1：1B．A、B、C三點的線速度大小之比為1：1：4C．A、B、C三點的向心加速度大小之比為1：2：4D．A、B、C三點的周期大小之比為1：2：22．如下列圖，V形細桿AOB能繞其豎直對稱軸轉(zhuǎn)動，兩質(zhì)量相等的小環(huán)分別套在V形桿的兩臂上，并用一定長度的輕質(zhì)細線連接，兩環(huán)與臂間的動摩擦因數(shù)相同。假設(shè)保持細線始終處于水平狀態(tài)，桿轉(zhuǎn)動的角速度最小值為，那么〔〕A．角速度為時，環(huán)受到4個力的作用B．角速度大于時，細線上一定有拉力C．角速度大于時，環(huán)受到的摩擦力可能為0D．角速度大于時，環(huán)受到的摩擦力方向一定沿桿向下3．如下列圖，皮帶傳動裝置在運行中皮帶不打滑。兩輪半徑分別為r和R，且r=R，M、N分別為兩輪邊緣上的點，那么在皮帶輪運行過程中，以下說法正確的選項是〔〕A．它們的角速度之比ωM∶ωN＝2∶3 B．它們的向心加速度之比aM∶aN＝1∶1C．它們的速率之比vM∶vN＝2∶3 D．相同時間內(nèi)M、N所經(jīng)過的路程相等4．如下列圖，自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑之比為2：1：6，它們的邊緣有三個點A、B、C。在自行車正常騎行時，以下說法正確的選項是〔〕A．A、B兩點的角速度大小相等1：1B．B、C兩點的線速度大小相等1：1C．B、C兩點的向心加速度大小之比為1：6D．A、B兩點的向心加速度大小之比為2：15．關(guān)于曲線運動和圓周運動，以下說法正確的選項是〔〕A．曲線運動一定是變速運動B．勻速圓周運動是勻速運動C．勻速圓周運動是勻變速運動D．做圓周運動的物體的加速度方向始終指向圓心6．如下列圖，為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它的邊緣上的一點，左輪是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心距離為r，c點和d點位于小輪和大輪的邊緣，假設(shè)在傳動過程中皮帶不打滑，那么〔〕A．a(chǎn)點和b點的角速度相等B．a(chǎn)點的線速度小于d點的線速度C．a(chǎn)點的向心加速度小于d點的向心加速度D．a(chǎn)、b、c、d四點中，b點的向心加速度最大7．關(guān)于勻速圓周運動，以下認識正確的選項是〔〕A．勻速圓周運動是勻速運動B．勻速圓周運動加速度不變C．勻速圓周運動的線速度不變D．勻速圓周運動的角速度不變8．A、B兩個質(zhì)點分別做勻速圓周運動，在相同時間內(nèi)它們通過的路程比sA∶sB=2∶3，轉(zhuǎn)過的角度比φA∶φB=3∶2，那么以下說法中正確的選項是〔〕A．它們的周期比TA∶TB=2∶3B．它們的周期比TA∶TB=3∶2C．它們的向心加速度大小比aA∶aB=4∶9D．它們的向心加速度大小比aA∶aB=9∶49．如圖，AB兩點為奶茶塑封機手壓桿上的兩點，A在桿的頂端，B在桿的中點處。桿在向下轉(zhuǎn)動的過程中，以下說法正確的選項是〔〕A．A、B兩點線速度大小之比為2∶1B．A、B兩點線速度大小之比為1∶2C．A、B兩點周期大小之比為2∶1D．A、B兩點向心加速度大小之比為1∶110．關(guān)于物體所受合外力的方向，以下說法正確的選項是〔〕A．物體做勻變速曲線運動時，其所受合外力的大小恒定、方向變化B．物體做曲線運動時，其所受合外力不可能是恒力C．物體做的圓周運動時，其所受合外力的方向一定指向圓心D．物體做速率不變的曲線運動時，其所受合外力總是與速度方向垂直11．一皮帶傳動裝置如下列圖，右輪的半徑為r，A是它邊緣上的一點．左側(cè)是半徑為的大輪，B點位于小輪的邊緣上，假設(shè)在傳動過程中，皮帶不打滑．那么〔〕A．A點與B點的線速度大小之比為2∶1B．A點與B點的角速度大小之比為1∶2C．A點與B點的向心加速度大小之比為1∶2D．A點與B點的向心加速度大小之比為2∶112．如圖是向心力演示儀的示意圖，勻速轉(zhuǎn)動手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的小球就做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由長槽及短槽上的擋板6對小球的彈力提供，該力的大小通過擋板的杠桿使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8，因此標尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個球所受向心力的大小。長槽上A1擋板距左轉(zhuǎn)軸的距離與短槽上B擋板距右轉(zhuǎn)軸的距離相等。A2擋板距左轉(zhuǎn)軸的距離是A1擋板距左轉(zhuǎn)軸距離的兩倍。皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上，可改變兩個塔輪的轉(zhuǎn)速比，以探究物體做圓周運動向心力大小的影響因素。兩個塔輪為傳動皮帶提供了三個檔位：轉(zhuǎn)速比分別是1：1、1：2和1：3.現(xiàn)在要用控制變量法探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系，需要把質(zhì)量比為1：2的兩個球分別放在演示儀上適宜的位置并選取適當?shù)膫鲃訖n位，以下正確的選項是〔〕A．球分別放在位置A1、B，傳動選1：3檔位B．球分別放在位置A1、A2，傳動選1：1檔位C．球分別放在位置A1、A2，傳動選1：2檔位D．球分別放在位置A1、B，傳動選1：1檔位13．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，它們的半徑之比是rA∶rB∶rC=1：3：5，A、B、C分別為輪子邊緣上的三點，那么()A．A與B點的線速度大小相等B．B、C兩點線速度之比vB∶vC=5:1C．B、C兩點的角速度之比ωB∶ωC=3:1D．三點的向心加速度之比3:1:1514．如下列圖是磁帶錄音機的磁帶盒的示意圖，A、B為纏繞磁帶的兩個輪子邊緣上的點，兩輪的半徑均為r，在放音結(jié)束時，磁帶全部繞到了B點所在的輪上，磁帶的外緣半徑R=3r，C為磁帶外緣上的一點?，F(xiàn)在進行倒帶，那么此時〔〕A．A、B、C三點的周期之比為3：1：3B．A、B、C三點的線速度之比為3：1：3C．A、B、C三點的角速度之比為1：3：3D．A、B、C三點的向心加速度之比為9：1：315．一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面，圓錐筒固定，小球A和小球B沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如下列圖A的運動半徑較大，那么以下判斷不正確的選項是〔〕A．A球的加速度大于B球的加速度B．A球的線速度大于B球的線速度C．A球的角速度等于B球角速度D．A球的向心力等于B球的向心力16．在一墻面上用繩栓一質(zhì)量為10kg的小球，現(xiàn)給它一個10m/s的初速度，讓其在水平面上以R=5m的半徑做勻速圓周運動，具體情況見圖．求：在小球運動的過程中，繩對小球有多大的拉力？17．如圖，一個質(zhì)量為2kg的物體，在半徑為的圓盤上，以4m/s的線速度隨圓盤一起轉(zhuǎn)動。那么：(1)向心加速度多大？(2)所需向心力多大？參考答案1．C【詳解】AB．由于甲、乙兩輪是皮帶傳動，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，故乙、丙兩輪共軸，故兩輪角速度相同，即由角速度和線速度的關(guān)系式可得故故AB錯誤；C．對點A、B，向心加速度A、B兩點向心加速度大小之比為1：2，對點B、C，向心加速度B、C兩點向心加速度大小之比為1：2，故A、B、C三點向心加速的大小之比為1：2：4，故C正確；D．周期A、B、C三點的周期大小之比為2：1：1，故D錯誤。應(yīng)選C。2．C【詳解】AB．角速度最小時，細線無拉力，fmax沿桿向上，環(huán)受到重力、支持力和摩擦力作用，水平合力提供向心力，故AB錯誤。

CD．角速度大于ω0時，細線上有拉力，此時環(huán)受到摩擦力可能為零，也可能沿桿向下，水平分量來提供向心力，故D錯誤，C正確。

應(yīng)選C。3．D【詳解】AC．M、N兩點靠傳送帶傳動，線速度大小相等，那么速率之比為1：1，根據(jù)知，半徑之比r：R=2：3，那么角速度之比ωM：ωN=3：2故AC錯誤；B．根據(jù)知，線速度大小相等，r：R=2：3，那么aM：aN=3：2故B錯誤；D．因兩點的線速度相等，那么根據(jù)s=vt可知，相同時間內(nèi)M、N所經(jīng)過的路程相等，故D正確。應(yīng)選D。4．C【詳解】A．A、B兩點的線速度相等，根據(jù)v=ωr可知，角速度大小之比1：2，選項A錯誤；B．B、C兩點的角速度相等，那么根據(jù)v=ωr可知，線速度大小相等1：6，選項B錯誤；C．根據(jù)a=ωv可知，B、C兩點的向心加速度大小之比為1：6，選項C正確；D．根據(jù)a=ωv可知，A、B兩點的向心加速度大小之比為1：2，選項D錯誤。選C。5．A【詳解】A．曲線運動中速度的方向時刻改變，故一定時變速運動，故A正確；B．勻速圓周運動的速度方向時刻改變，是變速運動，故B錯誤；C．勻速圓周運動的向心加速度大小不變，方向始終指向圓心，時刻在變化，所以是變加速運動，故C錯誤；D．做勻速圓周運動的物體的加速度方向始終指向圓心，變速圓周運動的加速度不一定指向圓心，故D錯誤。應(yīng)選A。6．B【詳解】由于皮帶不打滑，因此又由于b、c、d在一個軸上轉(zhuǎn)動，因此由于可得A．由于可得A錯誤；B．由于，可知因此B正確；C．根據(jù)可知故C錯誤；D．由于b的角速度最小，半徑最小，因此向心加速度最小，D錯誤。應(yīng)選B。7．D【詳解】A．勻速圓周運動速度大小不變，方向變化，速度是變化的，是變速運動，故A錯誤；B．勻速圓周運動加速度始終指向圓心，方向時刻在變化，加速度是變化的，故B錯誤；C．勻速圓周運動是速度大小不變，方向變化。故C錯誤；D．勻速圓周運動周期、角速度、轉(zhuǎn)速不變。故D正確；應(yīng)選D?！究键c】8．A【詳解】AB．根據(jù)線速度公式可知，在相同的時間內(nèi)，線速度與路程成正比．由題可得線速度之比vA：vB=2：3由角速度公式可知：在相同的時間內(nèi)，角速度與角度成正比．由題可知角速度之比ωA：ωB=3：2而半徑得到半徑之比又周期周期與角速度成反比，那么它們的周期之比TA：TB=2：3B錯誤，A正確；CD．根據(jù)a=vω知，向心加速度大小比aA∶aB=1∶1CD錯誤。應(yīng)選A。9．A【詳解】AB．由于A、B兩點都在同一桿上，轉(zhuǎn)動時角速度相同，根據(jù)可得A、B兩點線速度大小之比A正確，B錯誤；C．由于轉(zhuǎn)動的角速度相同，因此A、B兩點周期大小之比為1：1，C錯誤；D．根據(jù)可知A、B兩點向心加速度大小之比D錯誤。應(yīng)選A。10．D【詳解】A．物體做勻變速曲線運動時，加速度恒定，那么所受合外力恒定，故A錯誤；B．物體做變速率的曲線運動，合力不一定改變，比方平拋運動，故B錯誤；C．物體做勻速圓周運動時，其所受合外力的方向一定指向圓心，假設(shè)非勻速圓周運動，那么合外力一定不指向圓心，存在沿切向和沿徑向的分力，故C錯誤；D．物體做勻速率曲線運動時，速度的大小不變，所以其合力一直不做功，那么其的方向總是與速度方向垂直，故D正確；應(yīng)選D。11．D【詳解】A．兩輪邊緣線速度大小相等，所以線速度大小之比為1∶1，A錯誤；B．根據(jù)角速度公式可得A點與B點的角速度大小之比為2∶1，B錯誤；CD．根據(jù)A點與B點的向心加速度大小之比為2∶1，C錯誤，D正確。應(yīng)選D。12．D【詳解】控制變量法探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系，需要控制半徑和轉(zhuǎn)動的角速度一定，長槽上A1擋板距左轉(zhuǎn)軸的距離與短槽上B擋板距右轉(zhuǎn)軸的距離相等，那么球分別放在位置A1、B，轉(zhuǎn)速比應(yīng)該是1：1，即傳動選1：1檔位。應(yīng)選D。13．AD【解析】【詳解】對于A、B兩點：線速度大小v相等；對于A、C兩點：角速度ω相等，由公式v=ωr，vA：vC=rA：rC=1：5，所以vB：vC=1：5，故A正確，B錯誤；根據(jù)ω=v/r得：ωA：ωB=rB：rA=3：1，所以ωB：ωC=1：3；所以ωA：ωB：ωC=3：1：3，故C錯誤；由公式a=ω2r，得aA：aB：aC=3：1：15，故D正確。應(yīng)選AD.14．BD【詳解】A．靠傳送帶傳動輪子邊緣上的點具有相同的線速度，故A、C兩點的線速度相等，即vA：vC=1：1C的半徑是A的半徑的3倍，根據(jù)v=rω知ωA：ωC=3：1B與C屬于同軸轉(zhuǎn)動，所以ωB=ωC根據(jù)周期與角速度的關(guān)系所以ωB=ωC那么TB=TC所以A、B、C三點的周期之比1：3：3，故A錯誤；B．B與C的角速度相等，由v=ωr可知vB：vC=1：3所以A、B、C三點的線速度之比3：1：3．故B正確；C．由于ωA：ωC=3：1ωB=ωC所以A、B、C三點的角速度之比3：1：1．故C錯誤；D．向心加速度a=ω?v所以aA：aB：aC=ωAvA：ωBvB：ωCvC=3×3：1×1：1×3=9：1：3故D正確。應(yīng)選BD。15．ACD【詳解】對小球受力分析，小球受重力和支持力，兩者的合力提供向心力，如下列圖：根據(jù)牛頓第二定律有A．由上式可得小球