学年高一物理人教版必修第二册第六章 圆周运动含 同步单元测试含答案Word下载.docx
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A.向心加速度的大小aP=aQ=aR
B.任意时刻P、Q、R三点向心加速度的方向相同
C.线速度vP>vQ>vR
D.任意时刻P、Q、R三点的线速度方向均不同
5、如图所示为洗衣机脱水筒.在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上有一件湿衣服与圆筒一起运动,衣服相对于圆筒壁静止,则( )
A.衣服受重力、弹力、压力、摩擦力、向心力五个力作用
B.洗衣机脱水筒转动得越快,衣服与筒壁间的弹力就越小
C.衣服上的水滴与衣服间的附着力不足以提供所需要的向心力时,水滴做离心运动
D.衣服上的水滴与衣服间的附着力大于所需的向心力时,水滴做离心运动
6、如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动,a和b是轮边缘上的两个点,则偏心轮转动过程中,a、b两点( )
A.角速度大小相同
B.线速度大小相同
C.周期大小不同
D.转速大小不同
7、如图所示,M能在水平光滑杆上自由滑动,滑杆连架装在转盘上。
M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连。
当转盘以角速度ω转动时,M离轴距离为r,且恰能保持稳定转动。
当转盘转速增至原来的2倍,调整r使之达到新的稳定转动状态,则滑块M( )
A.所需要的向心力变为原来的4倍
B.线速度变为原来的
C.半径r变为原来的
D.M的角速度变为原来的
8、(多选)关于向心加速度,以下说法中正确的是( )
A.向心加速度的方向始终与线速度方向垂直
B.向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小
C.物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心
D.物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心
9、半径为R的光滑半圆球固定在水平面上,如图所示.顶部有一物体A,现给它一个水平初速度v0=
,则物体将( )
A.沿球面下滑至M点
B.沿球面下滑至某一点N,便离开球面做斜下抛运动
C.按半径大于R的新的圆弧轨道做圆周运动
D.立即离开半圆球做平抛运动
10、(双选)变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度,如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则( )
A.该车可变换两种不同挡位
B.该车可变换四种不同挡位
C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA∶ωD=1∶4
D.当A轮与D轮组合时,两轮角速度之比ωA∶ωD=4∶1
11、如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。
不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是( )
A.A的速度比B的大
B.A与B的向心力大小相等
C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等
D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小
12、物体做匀速圆周运动过程中,其向心加速度( )
A.大小、方向均保持不变
B.大小、方向均时刻改变
C.大小时刻改变、方向时刻改变
D.大小保持不变、方向时刻改变
13、(双选)如图所示,在高速路口的转弯处,路面外高内低.已知内外路面与水平面的夹角为θ,弯道处圆弧半径为R,重力加速度为g,当汽车的车速为v0时,恰由支持力与重力的合力提供了汽车做圆周运动的向心力,则( )
A.v0=
B.v0=
C.当该路面结冰时,v0要减小
D.汽车在该路面行驶的速度v>v0时,路面会对车轮产生沿斜面向下的摩擦力
14、(计算题)如图所示,水平转台上有一个质量m=1kg的小物体,离转台中心的距离为r=0.5m。
求:
(1)若小物体随转台一起转动的线速度大小为1m/s,物体的角速度多大;
(2)在第
(1)问条件下,物体所受的摩擦力为多大;
(3)若小物体与转台之间的最大静摩擦力大小为4.5N,小物体与转台间不发生相对滑动时,转台转动的最大角速度应为多大?
15、在男女双人花样滑冰运动中,男运动员以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动.若运动员的转速为30r/min,女运动员触地冰鞋的线速度为4.8m/s,求女运动员做圆周运动的角速度、触地冰鞋做圆周运动的半径及向心加速度大小.
【解析】 如图所示,地球绕自转轴转动时,地球上各点的运动周期及角速度都是相同的。
地球表面上的物体,随地球做圆周运动的平面是物体所在纬线平面,其圆心分布在整条自转轴上,不同纬线上的物体做圆周运动的半径是不同的,只有同一纬线上的物体转动半径相等,线速度的大小才相等,但即使物体的线速度大小相同,方向也各不相同,所以只有选项A正确。
【答案】 A
【答案】AC [由题意可知“神舟十一号”匀速圆周运动n周所需时间Δt=t2-t1,故其周期T=
=
,选项A正确;
由周期公式有T=
,选项C正确.]
【解析】设链条长为L,链球圆周运动的向心力是重力mg和拉力F的合力,向心力Fn=mgtanθ=mω2(Lsinθ),解得ω2=
,故选项D正确,A、B、C错误。
【答案】 D
【答案】BC [R、Q、P三点的轨道圆心都在轴AB上,且它们的轨道平面互相平行,因此三点的角速度相同,由于向心加速度方向也相同且指向轴AB,由an=rω2可知:
aP>aQ>aR,又由v=ωr可知vP>vQ>vR,选项A错误,B、C正确;
三点的线速度方向都沿轨迹的切线方向,故它们的线速度方向相同,选项D错误.]
【答案】C [向心力是根据力的作用效果命名的,衣服所受的合外力提供向心力,且脱水筒转动越快,所需的向心力越大,衣服与筒壁间的弹力就越大,所以A、B都不正确;
衣服上的水滴与衣服间的附着力提供向心力,当附着力不足以提供所需的向心力时,水滴做离心运动,故C正确,D错误.]
【答案】A [同轴转动,角速度大小相等,周期、转速都相等,选项A正确,C、D错误;
角速度大小相等,但转动半径不同,根据v=ωr可知,线速度大小不同,选项B错误.]
【解析】转速增加,再次稳定时,M做圆周运动的向心力仍由拉力提供,拉力仍然等于m的重力,所以向心力不变,故选项A错误;
转速增至原来的2倍,则角速度变为原来的2倍,D错误;
根据F=mrω2,向心力不变,则r变为原来的
,C错误;
根据v=rω,线速度变为原来的
,故B正确。
【答案】 B
【解析】 向心加速度的方向沿半径指向圆心,线速度方向则沿圆周的切线方向,所以向心加速度的方向始终与线速度方向垂直,A正确;
物体做匀速圆周运动时,只具有向心加速度,加速度方向始终指向圆心,向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小,B、D正确;
一般情况下,圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度方向不是始终指向圆心的,C错误。
【答案】 ABD
【答案】D [设在顶部物体A受到半圆球对它的作用力为F,由牛顿第二定律得mg-F=m
,把v0=
代入得F=0.说明物体只受重力作用,又因物体有水平初速度v0,故物体做平抛运动,D正确.]
【答案】BC [A轮通过链条分别与C、D连接,自行车可有两种速度,B轮分别与C、D连接,又可有两种速度,所以该车可变换4种挡位,故A错误,B正确.当A与D组合时,两轮边缘线速度大小相等,A轮转一圈,D转4圈,即
,故C正确,D错误.]
【解析】A、B两个座椅具有相同的角速度,根据公式:
v=ωr,A的运动半径小,A的速度就小,故A错误;
根据公式F=mω2r,A的运动半径小,A的向心力就小,故B错误;
对任一座椅,受力如图,由绳子的拉力与重力的合力提供
向心力,则得:
mgtanθ=mω2r,则得tanθ=
,A的半径r较小,ω相等,可知A与竖直方向夹角θ较小,故C错误;
缆绳拉力T=
,可见A对缆绳的拉力较小,故D正确。
【解析】 做匀速圆周运动的物体其速度大小不变,由向心加速度公式an=
可知其大小不变,向心加速度的方向始终指向圆心,故其方向时刻改变。
选项D正确。
【答案】AD [路面的斜角为θ,以汽车为研究对象,作出汽车的受力图,
根据牛顿第二定律得:
mgtanθ=m
,解得:
v0=
,A正确,B错误;
当路面结冰时与未结冰时相比,由于支持力和重力不变,则v0的值不变,C错误;
车速若高于v0,所需的向心力增大,此时摩擦力指向内侧,增大提供的向心力,车辆不会向外侧滑动,D正确.]
解析
(1)已知v=1m/s,r=0.5m,则由v=ωr
得ω=
=2rad/s
(2)小物体随转台一起转动,向心力由转台对小物体的静摩擦力提供,由牛顿第二定律得:
物体所受的摩擦力
F静=Fn=m
=2N
(3)当小物体所受静摩擦力最大时,角速度最大,有
Fm=mω
r得ωm=
=3rad/s
答案
(1)2rad/s
(2)2N (3)3rad/s
[解析] 男女运动员的转速、角速度是相同的,
由ω=2πn得ω=2×
3.14×
30/60rad/s=3.14rad/s
由v=ωr得r=
m=1.53m
由a=ω2r得a=3.142×
1.53m/s2=15.1m/s2.
[答案] 3.14rad/s 1.53m 15.1m/s2
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