精品新人教版高中物理第五章第5节向心加速度及答案.docx
- 文档编号:7740829
- 上传时间:2023-01-26
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:60.75KB
精品新人教版高中物理第五章第5节向心加速度及答案.docx
《精品新人教版高中物理第五章第5节向心加速度及答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《精品新人教版高中物理第五章第5节向心加速度及答案.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
精品新人教版高中物理第五章第5节向心加速度及答案
第五节 向心加速度
1.圆周运动的速度方向不断改变,一定是________运动,必定有________.任何做匀速
圆周运动的物体的加速度的方向都指向________,这个加速度叫向心加速度.
2.向心加速度是描述物体____________改变________的物量,其计算公式为=
________=________
3.关于匀速圆周运动及向心加速度,下列说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动是一种匀速运动
B.匀速圆周运动是一种匀速曲线运动
.向心加速度描述线速度大小变的快慢
D.匀速圆周运动是加速度方向不断改变的变速运动
4.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度的方向,下列说法中正确的是( )
A.与线速度方向始终相同
B.与线速度方向始终相反
.始终指向圆心
D.始终保持不变
5.关于做匀速圆周运动的物体的向心加速度,下列说法正确的是( )
A.向心加速度的大小和方向都不变
B.向心加速度的大小和方向都不断变
.向心加速度的大小不变,方向不断变
D.向心加速度的大小不断变,方向不变
6.关于质点做匀速圆周运动的下列说法中正确的是( )
A.由=可知,与r成反比
B.由=ω2r可知,与r成正比
.当v一定时,与r成反比
D.由ω=2π可知,角速度ω与转速成正比
7.高速列车已经成为世界上重要的交通工具之一,某高速列车时速可达360/当该
列车以恒定的速率在半径为2000的水平面上做匀速圆周运动时,则( )
A.乘客做圆周运动的加速度为5/2
B.乘客做圆周运动的加速度为05/2
.列车进入弯道时做匀速运动
D.乘客随列车运动时的速度不变
【概念规律练】
知识点一 对向心加速度的解
1.关于向心加速度的物意义,下列说法正确的是( )
A.它描述的是线速度大小变的快慢
B.它描述的是线速度方向变的快慢
.它描述的是物体运动的路程变的快慢
D.它描述的是角速度变的快慢
2.下列关于向心加速度的说法中,正确的是( )
A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直
B.向心加速度的方向始终保持不变
.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的
D.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变
知识点二 对向心加速度公式的解
3.关于匀速圆周运动的向心加速度,下列说法中正确的是( )
A.由于=,所以线速度大的物体向心加速度大
B.由于=,所以旋转半径大的物体向心加速度小
.由于=rω2,所以角速度大的物体向心加速度大
D.以上结论都不正确
4
图1
如图1所示为质点P、Q做匀速圆周运动时向心加速度随半径变的图线,表示质点P
的图线是双曲线,表示质点Q的图线是过原点的一条直线,由图线可知( )
A.质点P的线速度大小不变
B.质点P的角速度大小不变
.质点Q的角速度随半径变
D.质点Q的线速度大小不变
知识点三 对速度变量的解
5.某物体以10/的速率沿周长为40的圆做匀速圆周运动,求:
(1)物体运动2内的位移和速度变大小.
(2)物体运动4内的位移和速度变大小.
(3)物体的向心加速度大小.
【方法技巧练】
一、传动装置中的向心加速度
6
图2
如图2所示,O、O1为两个皮带轮,O轮的半径为r,O1轮的半径为R,且R>r,M点
为O轮边缘上的一点,N点为O1轮上的任意一点.当皮带轮转动时(设转动过程中不打
滑),则( )
A.M点的向心加速度一定大于N点的向心加速度
B.M点的向心加速度一定等于N点的向心加速度
.M点的向心加速度可能小于N点的向心加速度
D.M点的向心加速度可能等于N点的向心加速度
7
图3
如图3所示,O1为皮带传动的主动轮的轴心,轮半径为r1,O2为从动轮的轴心,轮半径
为r2,r3为固定在从动轮上的小轮的半径.已知r2=2r1,r3=15r1A、B、分别是3个
轮边缘上的点,则质点A、B、的向心加速度之比是(假设皮带不打滑)( )
A.1∶2∶3B.2∶4∶3
.8∶4∶3D.3∶6∶2
二、向心加速度与其他运动规律的结论
8.如图4所示,
图4
定滑轮的半径r=2c,绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物,由静止开始释放,测得重
物以加速度=2/2匀加速运动,在重物由静止下落1的瞬间,滑轮边缘上的点的角
速度ω=______rd/,向心加速度=______/2
9
图5
一个圆盘在水平面内匀速转动,角速度是4rd/,盘面上距盘中心001的位置有一个
质量为01g的小物体能够随盘一起转动,如图5所示.求物体转动的向心加速度的大
小和方向.
1.下列说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动的速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体没有加速度
B.做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但方向时刻都在改变,所以必有加速
度
.做匀速圆周运动的物体,加速度的大小保持不变,所以是匀变速曲线运动
D.匀速圆周运动的加速度大小虽然不变,但方向始终指向圆心,加速度的方向发生了
变,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动
2.物体做半径为R的匀速圆周运动,它的向心加速度、角速度、线速度和周期分别为、
ω、v和T下列关系式不正确的是( )
A.ω=B.v=
.=ωvD.T=2π
3.关于地球上的物体随地球自转的向心加速度的大小,下列说法中正确的是( )
A.在赤道上向心加速度最大
B.在两极向心加速度最大
.在地球上各处,向心加速度一样大
D.随着纬度的升高,向心加速度的值逐渐减小
4.一物体以4/的线速度做匀速圆周运动,转动周期为2,则物体在运动过程中的
任一时刻,速度变率的大小为( )
A.2/2B.4/2.0D.4π/2
5.下列各种运动中,不属于匀变速运动的是( )
A.斜抛运动B.匀速圆周运动
.平抛运动D.竖直上抛运动
6
图6
如图6所示为两级皮带传动装置,转动时皮带均不打滑,中间两个轮子是固定在一起的,
轮1的半径和轮2的半径相同,轮3的半径和轮4的半径相同,且为轮1和轮2半径的
一半,则轮1边缘的点和轮4边缘的c点相比( )
A.线速度之比为1∶4 B.角速度之比为4∶1
.向心加速度之比为8∶1 D.向心加速度之比为1∶8
7.如图7所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,是它边缘上的一点.左侧是一套
轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2rb点在小轮上,到小轮中心的距离为r已知c
点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中皮带不打滑,则以下判断正确
的是( )
图7
A.点与b点的向心加速度大小相等
B.点与b点的角速度大小相等
.点与c点的线速度大小相等
D.点与d点的向心加速度大小相等
8.一小球被细绳拴着,在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,向心加速度为,那么( )
A.小球运动的角速度ω=
B.小球在时间内通过的路程为=
.小球做匀速圆周运动的周期T=
D.小球在时间内可能发生的最大位移为2R
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
答 案
9如图8所示
图8
A、B、分别是地球表面上北纬30°、南纬60°和赤道上的点.若已知地球半径为R,自
转的角速度为ω0,求:
(1)A、B两点的线速度大小.
(2)A、B、三点的向心加速度大小之比.
10如图9所示,
图9
甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动,甲沿顺时针方向做匀速圆周运动,圆半径
为R;乙做自由落体运动,当乙下落至A点时,甲恰好第一次运动到最高点B,求甲物
体匀速圆周运动的向心加速度.
11.飞行员、宇航员
图10
的选拔是非常严格的,他们必须通过严格的训练才能适应飞行要求.飞行员从俯冲状态
往上拉时,会发生黑视.第一是因血压降低,导致视膜缺血;第二是因为脑缺血.为
了使飞行员适应这种情况,要在如图10所示的仪器中对飞行员进行训练.飞行员坐在一
个在竖直平面内做半径为R=20的匀速圆周运动的舱内,要使飞行员受到的加速度
=6g,则转速需为多少?
(g取10/2)
第5节 向心加速度
课前预习练
1.变速 加速度 圆心
2.速度方向 快慢 ω2r
3.D [匀速圆周运动的速度方向时刻改变,是一种变速曲线运动,A、B错;匀速圆周运动的加速度大小不变,方向时刻在改变,且加速度的大小描述了做匀速圆周运动的物体线速度方向变的快慢,故错,D对.]
4. 5 6D
7.A [乘客随列车以360/的速率沿半径为2000的圆周运动,向心加速度==/2=5/2,A对,B错;乘客随列车运动时的速度大小不变,方向时刻变,、D错.]
课堂探究练
1.B [向心加速度描述了线速度方向变的快慢,故选B]
点评 由于向心加速度始终与速度垂直,故向心加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小,故向心加速度的大小表示线速度方向改变的快慢.
2.A [向心加速度方向始终指向圆心,与速度方向垂直,方向时刻在变,故选项A正确,B错误;在匀速圆周运动中向心加速度的大小不变,方向时刻变,故选项、D错误.]
3.D [研究三个物量之间的关系时,要注意在一个量一定时,研究另两个量的关系,比如=只有在r一定的前提下,才能说速度v越大,加速度越大.]
4.A [由图象知,质点P的向心加速度随半径r的变曲线是双曲线,因此可以判定质点P的向心加速度p与半径r的积是一个常,即pr=,p=,与向心加速度的计算公式p=对照可得v2=,即质点P的线速度v=,大小不变,A选项正确;同,知道质点Q的向心加速度Q=′r与=ω2r对照可知ω2=′,ω=(常),质点Q的角速度保持不变.因此选项B、、D皆不正确.]
点评 正确解图象所表达的物意义是解题的关键,搞清向心加速度公式=和=ω2r的适用条件.
5.
(1)127 20/
(2)0 0 (3)157/2
解析
(1)经2的时间,物体通过的路程=10×2=20,即物体通过了半个圆周,此时物体的位置与原出发位置关于圆心对称,故其位移大小=2r==127,物体的速度变大小Δv=2v=20/
(2)经4的时间,物体又回到出发位置,位移为零,速度变为零.
(3)物体的向心加速度大小
==/2=157/2
点评 ①速度变量是矢量,它有大小,也有方向.当物体沿直线运动且速度增大时,Δv的方向与初速度方向相同;当物体沿直线运动且速度减小时,Δv的方向与初速度方向相反,如图所示:
②如果物体做曲线运动,我们把初速度v1移到末速度v2上,使v1、v2的箭尾重合,则从v1的箭头指向v2箭头的有向线段就表示Δv,如图所示.
6.A [因为两轮的转动是通过皮带传动的,而且皮带在传动过程中不打滑,故两轮边缘各点的线速度大小一定相等.在大轮边缘上任取一点Q,因为R>r,所以由=可知,Q
方法总结 涉及传动装置问题时,先找出哪些点线速度相等,哪些点角速度相等,然后相应地应用=、=ω2r进行分析.
7. [因皮带不打滑,A点与B点的线速度大小相同,根据向心加速度公式:
=,
可得A∶B=r2∶r1=2∶1
B点、点是固定在一起的轮上的两点,所以它们的角速度相同,根据向心加速度公式:
=rω2,可得
B∶=r2∶r3=2∶15
所以A∶B∶=8∶4∶3,故选]
方法总结
(1)向心加速度的公式=rω2=中,都涉及三个物量的变关系,因此必须在某一物量不变时,才可以判断另外两个物量之间的关系.
(2)对于皮带传动、链条传动等装置,要先确定轮上各点v、ω的关系,再进一步确定向心加速度的关系.
8.100 200
解析 由题意知,滑轮边缘上的点的线速度与物体的速度相等,由推论公式2=v2,得v=2/又因v=rω,所以ω=100rd/,=vω=200/2
方法总结 抓住同轮边缘各点同一时刻线速度的大小相等,且与物体下降的速度大小相等,再由匀变速运动的规律分析相关问题.
9.016/2,方向指向圆心
解析 由=rω2得=001×42/2=016/2
课后巩固练
1.BD [做匀速圆周运动的物体,速度的大小不变,但方向时刻改变,所以必有加速度,且加速度大小不变,方向时刻指向圆心,加速度不恒定,因此匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动,故A、错误,B、D正确.]
2.D [由=ω2R,v=Rω,可得ω=,v=,=ωv,即A、B、正确;又由T=与ω=得T=2π,即D错误.]
3.AD [地球自转,角速度恒定,据=ω2r知,∝r,故A、D正确.]
4.D [速度变率的大小指的是向心加速度的大小,=ω2r=ωv=v=×4/2=4π/2,D正确.]
5.B [匀变速运动指的是加速度不变的运动.据斜抛运动、平抛运动及竖直上抛运动的定义可知,三种运动中均是只有重力作用,运动的加速度都是重力加速度,即这三种运动都是匀变速运动,而匀速圆周运动的加速度方向指向圆心,故此加速度时刻在变,匀速圆周运动属于变加速运动,符合题意的选项为B]
6.D [由题意知2v=2v3=v2=vc,其中v2、v3为轮2和轮3边缘的线速度,所以v∶vc=1∶2,A错;设轮4的半径为r,则====c,即∶c=1∶8,错,D对;===,B错.]
7.D [根据皮带传动装置的特点,首先确定b、c、d三点处于同一个整体上,其角速度相同;、c两点靠皮带连接,其线速度大小相等.设点的线速度为v、角速度为ω,则v=ωr,所以c点的线速度大小为v=ω′2r,可求c点的角速度ω′=根据向心加速度的公式可求、b、c、d的向心加速度分别为1=ω2r、2=ω2r、3=ω2r、4=ω2r,故正确选项为、D]
8.ABD [由=Rω2可得ω=;由=可得v=,所以时间内通过的路程=v=;由=Rω2=·R,可知T=2π,故错;位移由初位置指向末位置的有向线段描述,对于做圆周运动的小球而言,位移大小即为圆周上两点间的距离,最大值为2R,D正确.正确选项为A、B、D]
9.
(1)ω0R ω0R
(2)∶1∶2
解析
(1)A、B两点做圆周运动的半径分别为RA=Rc30°=R,RB=Rc60°=R
所以A、B两点的线速度大小分别为
vA=ω0RA=ω0R,vB=ω0RB=ω0R
(2)A、B、三点的向心加速度大小分别为
A=ωRA=ωR
B=ωRB=ωR
=ωR
所以A∶B∶=∶1∶2
10π2g
解析 设乙下落到A点的时间为,则对乙满足
R=g2,得=,
这段时间内甲运动了T,
即T=①
又由于=ω2R=R②
由①②得:
=π2g
11.028r/
解析 设转速为,由=Rω2=R(2π)2得
==r/
=028r/
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精品 新人 高中物理 第五 向心 加速度 答案