课时作业(5) 第二章 第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（教科版2019）

课时作业(5)　匀速圆周运动的向心力和向心加速度 [对应学生用书P109] 1．物体做匀速圆周运动时，关于其受力情况，下列说法正确的是(　　) A．必须受到恒力的作用 B．物体所受合力必须等于零 C．物体所受合力大小可能变化 D．物体所受合力大小不变，方向不断改变 D　[当物体所受合力等于零时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态．当物体受到恒力时，物体将做匀变速运动．物体做匀速圆周运动时，所受合外力大小不变，方向始终沿着半径方向(或垂直于速度方向).] 2．如图所示，一个随水平圆盘转动的小物块，当圆盘加速转动时，小物块相对于圆盘保持静止．关于小物块的受力，下列说法正确的是(　　) A．支持力增大 B．向心力变大 C．摩擦力方向指向圆心 D．合力指向圆心 B　[物块所受重力与支持力平衡，静摩擦力沿半径方向的分力提供向心力，沿切线方向的分力改变速度大小，故摩擦力不指向圆心，合力也不指向圆心．由F向＝mω2r知向心力变大，故B正确．] 3．(多选)上海磁悬浮线路最大转弯处的半径达到8 000 m，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1 300 m．一名质量为50 kg的乘客坐在保持360 km/h速率行驶的车里，随车驶过半径为2 500 m的弯道，下列说法正确的是(　　) A．乘客受到的向心力大小约为200 N B．乘客受到的向心力大小约为539 N C．乘客受到的向心力大小约为300 N D．弯道半径设计特别大可以使乘客在转弯时更舒适 AD　[由F＝m，可得F＝200 N，故A正确；设计半径越大，转弯时乘客所需要的向心力越小，转弯时就越舒适，故D正确．] 4. 如图所示，四辆相同的小“自行车”固定在四根水平横杆上，四根杆子间的夹角均保持90°不变，且可一起绕中间的竖直轴转动．当小“自行车”的座位上均坐上小孩并一起转动时，他们的(　　) A．角速度相同 B．线速度相同 C．向心加速度相同 D．所需向心力大小相同 A　[小“自行车”在转动过程中，转动的周期相等，因此角速度相同，故A正确；根据v＝rω可知，线速度大小相等，但方向不同，所以B错误；根据a＝rω2可知，向心加速度大小相等，但是方向不同，在时刻变化，所以C错误；由于不知道小孩的质量关系，所以根据F＝mrω2可知，向心力大小关系不确定，D错误．] 5．关于质点的匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A．由a＝可知，a与r成反比 B．由a＝ω2r可知，a与r成正比 C．由v＝ωr可知，ω与r成反比 D．由ω＝2πn可知，ω与n成正比 D　[物体做匀速圆周运动的向心加速度与物体的线速度、角速度、半径有关，但向心加速度大小与半径的关系要在一定的前提条件下才能得出．当线速度一定时，向心加速度大小与半径成反比；当角速度一定时，向心加速度大小与半径成正比，对线速度和角速度与半径的关系也可以用同样方法进行讨论．] 6．(多选)如图所示，一圆环以直径AB为轴做匀速转动，P、Q、R是环上的三点，则下列说法正确的是(　　) 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．线速度的大小：vP>vQ>vR D．任意时刻P、Q、R三点的线速度方向均不同 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a＝rω2可知：aP>aQ>aR，又由v＝rω可知vP>vQ>vR，因此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，D错误．] 7．如图所示，B和C是一组轮塔，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮的相同，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分别为三轮边缘上的三个点，则a、b、c三点在运动过程中，下列关系正确的是(　　) 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 D　[A、B轮间靠摩擦传动，则轮边缘上a、b两点的线速度大小相等，即va∶vb＝1∶1，故A错误；B、C两轮同轴转动，则其边缘上b、c两点的角速度相等，即ωb＝ωc，＝＝，故B、C错误；对a、b两点，由a＝得＝＝，对b、c两点，由a＝ω2r得＝＝，故aa∶ab∶ac＝9∶6∶4，故D正确．] 8．在如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴(皮带与轮不发生相对滑动).A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且RA＝RC＝2RB，若三个质点的线速度分别为vA、vB、vC，三质点的角速度分别为ωA、ωB、ωC，向心加速度分别为aA、aB、aC，则下列关系式正确的是(　　) A．a