内容正文:
(
第
5
课时
向心加速度
第
五
章
曲线运动
)
1.A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动,在相同时间内,它们的路程之比为4:3,运动方向改变的角度之比为3:2,它们的向心加速度之比为( )
A.1:2 B.2:1 C.4:3 D.3:4
【答案】B
【解析】根据题意可得它们的线速度:
它们的角速度之比为:
根据公式:
可得向心加速度之比为:
B正确。
故选B。
2.汽车后备箱盖一般都配有可伸缩的液压杆,如图甲所示,其示意图如图乙所示,可伸缩液压杆上端固定于后盖上点,下端固定于箱内点,也为后盖上一点,后盖可绕过点的固定铰链转动,在合上后备箱盖的过程中( )
A.点相对点做圆周运动
B.点与点相对于点转动的线速度大小相等
C.点与点相对于点转动的角速度大小相等
D.点与点相对于点转动的向心加速度大小相等
【答案】C
【解析】A.在合上后备箱盖的过程中,O'A的长度是变短的,因此A点相对O′点不是做圆周运动,A错误;
BCD.在合上后备箱盖的过程中,A与B都是绕O做圆周运动,相同的时间绕O转过的角度相同,即A与B相对O的角速度相等;但是OB、OA距离不相等,根据 可知A与B相对O的线速度不相等;根据 可知A与B相对O的向心加速度大小不相等;故C正确,BD错误.
3.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
【答案】D
【解析】物体做圆周运动,速度方向的变化快慢即加速度大小,根据
可知加速度与线速度、角速度和半径均有关,只知道其中一个物理量是无法得出加速度的大小关系。故ABC错误,D正确。
故选D。
4.如图所示,自行车的小齿轮、大齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分,且半径、,当自行车悬空,大齿轮带动后轮匀速转动时,三轮边缘的向心加速度的大小之比等于( )
A.1:1:8 B.4:1:4
C.4:1:32 D.1:2:4
【答案】C
【解析】小齿轮和大齿轮通过链条连接,边缘线速度相等,即,小齿轮和后轮同轴转动,角速度相等,有;由向心加速度可判断
由向心加速度可判断
所以
故选C。
5.如图所示,长为L的轻杆,一端固定有一个质量为m的可视为质点的小球,另一端固定在水平转轴O上,杆随转轴O在竖直平面内匀速转动,角速度为ω,某时刻杆对球的作用力为F,方向恰好与杆垂直,此时杆与水平面的夹角为θ.则下列关系正确的是( )
A.tanθ=g/(ω2L) B.sinθ=ω2L/g C.θ=0 D.F=mg/cosθ
【答案】B
【解析】小球所受重力和杆子的作用力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有,解得,故选项B正确,A、C、D错误.
6.关于向心加速度的下列说法正确的是( )
A.向心加速度越大,物体速率变化得越快
B.向心加速度的大小与轨道半径成反比
C.向心加速度的方向始终与速度方向垂直
D.在匀速圆周运动中向心加速度是恒量
【答案】C
【解析】向心加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小.故A错误;向心加速度由外力所提供的向心力及物体质量决定,与速率及半径无关.故B错误;向心加速度为沿半径方向的加速度,方向始终时刻改变,指向圆心,且方向垂直速度方向.故C正确;D错误;故选C。
7.如图所示,一小球沿螺旋线自内向外运动,已知其通过的弧长s与运动时间t成正比.关于该质点的运动,下列说法正确的是 ( )
A.小球运动的线速度大小不变
B.小球运动的角速度不变
C.小球运动的加速度越来越大
D.小球所受的合外力越来越大
【答案】A
【解析】A、因为弧长s与时间t成正比,所以小球运动的线速度大小不变,故A正确;
B、根据知,不变,变大,故角速度变小,故B错误;
C、根据,不变,变大,故运动的加速度越来越小,故C错误;
D、根据,运动的加速度越来越小,合外力越来越小,故D错误.
8.精彩的杂技表演总是受到广大观众的欢迎.如图所示,两条丝带上端拴在天花板上,下端被男演员缠绕在手臂上,女演员搂着男演员的脖子,两人一起在水平面内做匀速圆周运动(第一次).第二次一起做圆周运动时,丝带的长度更短而丝带与竖直方向的夹角仍不变.下列说法中正确的是( )
A.匀速转动的过程中男演员对女演员的作用力方向竖直向上
B.两次丝带对男演员的拉力大小相等
C.他们第二次做圆周运动的线速度更大
D.他们第二次做圆周运动的周期更大
【答案】B
【解析】A. 女演员匀速转动的过程中需要向心力,男演员对女演员的作用力沿丝带方向,故A错误;
B.设丝带与竖直方向的夹角为θ,丝带拉力F沿竖直方向的分力等于男女演员的重力,F=,夹角θ不变,拉力不变,故B正确;
C.向心加速度为gt