2.2 第2课时 向心力与向心加速度的理解及应用（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第二册同步导学案（粤教版）

基础达标练 1．狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速率行驶，下图为四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的示意图(O为圆心)，其中正确的是(　　) 解析：雪橇所受摩擦力为滑动摩擦力，其方向与运动方向相反，故沿切线方向。由于是匀速圆周运动，因此牵引力F与摩擦力Ff的合力指向圆心，C正确。 答案：C 2.如图所示，有一个贴着圆锥面随圆锥做匀速圆周运动的光滑小球，那么它(　　) A．一定受到重力、圆锥面的支持力、细线拉力三个力的作用 B．一定受到重力、圆锥面的支持力、细线拉力和向心力四个力的作用 C．可能受到重力、细线拉力和向心力三个力的作用 D．可能受到重力、细线拉力两个力的作用 解析：转速较小时，小球受重力、圆锥面的支持力和细线拉力三个力，转速较大时，小球会离开圆锥表面，此时小球只受重力和拉力两个力，A错误，D正确；向心力是效果力，由其他力或其他力的合力(分力)提供，实际物体不单独受向心力，B、C错误。 答案：D 3．秋千的吊绳有些磨损。在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千(　　) A．在下摆过程中　 B．在上摆过程中 C．摆到最高点时 D．摆到最低点时 解析：当秋千摆到最低点时速度最大，由F－mg＝m知，吊绳中拉力F最大，吊绳最容易断裂，选项D正确。 答案：D 4．如图所示，地球绕地轴O1O2以角速度ω旋转，A、B为地球表面上两点，下列说法中正确的是(　　) A．A、B两点具有相同的角速度 B．A、B两点具有相同的线速度 C．A、B两点具有相同的向心加速度 D．A、B两点的向心加速度方向都指向球心 解析：A、B两点随地球自转，角速度等于地球自转的角速度，A正确；A、B两点做圆周运动的半径不同，根据v＝ωr可知B错误；根据a＝ω2r可知，A、B两点的向心加速度不同，C错误；A、B两点的向心加速度方向都指向各自所在纬度圈的圆心，D错误。 答案：A 5.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的(　　) A．线速度大小之比为3∶2∶2 B．角速度之比为3∶3∶2 C．转速之比为2∶3∶2 D．向心加速度大小之比为9∶6∶4 解析：根据传动的特点可知，va＝vb，ωb＝ωc， 由v＝ωr可得vb∶vc＝RB∶RC＝3∶2， 故va∶vb∶vc＝3∶3∶2，A错误； 由ω＝可得ωa∶ωb＝＝＝3∶2， 所以ωa∶ωb∶ωc＝3∶2∶2，B错误； 根据ω＝2πn可知，转速之比就等于角速度之比，C错误； 由a＝ωv可得aa∶ab∶ac＝9∶6∶4，D正确。 答案：D 6．(多选)儿童乐园中，一个小孩骑在木马上随木马一起在水平面内匀速转动。转轴到木马的距离为r，小孩的向心加速度为a，把小孩的转动看作匀速圆周运动，则(　　) A．小孩相对于圆心的线速度不变 B．小孩的线速度大小为 C．小孩在时间t内通过的路程为s＝ D．小孩做匀速圆周运动的周期T＝2π 解析：小孩做匀速圆周运动，各时刻相对圆心的线速度大小不变，但方向时刻在变，A错误；由a＝得v2＝ra，所以v＝，B正确；在时间t内小孩通过的路程s＝vt＝t，C错误；做圆周运动的周期T＝＝＝＝2π ，D正确。 答案：BD 7.如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则(　　) A．绳的张力可能为零 B．桶对物块的弹力不可能为零 C．随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大 D．随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变 解析：由于桶的内壁光滑，所以桶不能提供给物体竖直向上的摩擦力，绳子沿竖直向上的分力与重力大小相等，所以绳子的张力一定不为零，故A错误；若绳子沿水平方向的分力恰好提供向心力，则桶对物块的弹力可能为零，故B错误；物块在竖直方向上平衡，则有F1cos θ＝mg，绳子与竖直方向的夹角不会随桶的角速度的增大而增大，可以知道角速度增大，绳子的张力不变，故C错误，D正确。 答案：D 8.有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ。不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系。 解析：座椅到转轴的距离R＝r＋Lsin θ 对座椅分析有Fn＝mgtan θ＝mRω2 联立两式得ω＝ 。 答案：ω＝ 能力提升练 9．(多选)如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内