作业(一)圆周运动向心力向心加速度-2024年高一物理暑假作业(人教版)

[每日格们在世界的历史中，每一伟大而高贵的时刻都是某种热忧的胜利。 高一物理 第一部分 温故知新 作业（一》 月 日 星期 圆周运动 向心力 向心加速度 天气 1考点突破 A.a点的线速度比b点的大 B.b点的加速度比a点的大 知识点一描述圆周运动的物理量 C.a、b两点的角速度之比为1：12 1.各物理量之间的关系 D.a、b两点的转速之比为1：12 残速度 2.对匀速圆周运动描述正确的是 (=o A.线速度不变的圆周运动 角速度 圆周运动各物理量间的关系 w-40 B.角速度不变的圆周运动 2mrn C.速率时刻变化的圆周运动 周期T D.周期时刻变化的圆周运动 -2mn 知识点二对向心力的理解 1.向心力的特点 频率F (转速n) (1)方向：方向时刻在变化，始终指向圆心， 2.各物理量之间关系的理解 与线速度的方向垂直。 (1)角速度、周期、转速之间关系的理解：物 (2)大小：F。=m =mrw moy 体做匀速圆周运动时，由。=系=2m知。 ，在匀速圆周运动中，向心力大小不 4π2 角速度、周期、转速三个物理量，只要其中 一个物理量确定了，其余两个物理量也唯 变：在非匀速圆周运动中，其大小随速率) 一确定了。 的变化而变化。 (2)线速度与角速度之间关系的理解： 2.向心力的来源 由v=wr知，r一定时，v心w;v一定时， (1)匀速圆周运动：向心力等于物体的合 we};w一定时，ocr。 外力。 (2)非匀速圆周运动：向心力不一定等于物 ■跟踪训练 1.如图所示，a、b是某个走时准确的时钟上 体的合外力，但一定等于物体沿半径方向 分针和时针的点，则下列说法正确的是 的合力。 ( ■跟踪训练 3.下列关于质量不变的物体做匀速圆周运动 12 的描述，正确的是 A.线速度大小不变，所以物体处于平衡 n08ur3 状态 B.线速度越大，则角速度越大 罢假作业懋登高蜂峰要不畏艰险，实现梦想要勇于奋斗。 [每日格言] C.物体的向心力一定等于其所受的合 圆周运动半径是物块1的2倍，则物块1 外力 和物块2的向心加速度之比为 D.向心加速度保持不变，所以匀速圆周运 动是匀变速曲线运动 4.甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之 比为1：2，转动半径之比为1：2，角速度 之比为4：3，则它们的向心力之比为 A.3:2 B.9:4 ( C.9:8 D.4:9 A.1:4 B.2:3 6.甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的 C.4:9 D.9:16 角速度之比为3：2，线速度之比为2：3， 知识点三 向心加速度 下列说法正确的是 ( 1.物理意义：描述匀速圆周运动中线速度改 A.甲、乙的向心加速度之比为2：3 变的快慢，只能表示速度方向变化的快慢， B.甲、乙的半径之比为4：9 不表示速度大小变化的快慢。 C.甲、乙的周期之比为3：2 2.方向特点 D.甲、乙的向心力之比为9：4 (1)指向圆心：无论是匀速圆周运动，还是 2综合训练 变速圆周运动，向心加速度的方向都指向 圆心（或者说与线速度方向垂直）。 1.如图所示是学生常用的剪刀，A、B是剪刀 (2)时刻改变：无论向心加速度的大小是否 上的两点，B离O点更近，则在正常使用 变化，向心加速度的方向随线速度方向的 过程中 改变时刻改变，所以圆周运动的向心加速 度是时刻改变的。 3.向心加速度公式 ()a,==0=m:由于=ar,所以向 A.A、B两点的角速度相同 心加速度也可以是an=ww。 B.A、B两点的线速度大小相等 C.A、B两点的向心加速度大小相等 （2a,-5=4rf:由于ow票=2，所 D.A、B两点的向心加速度方向相同 以向心加速度也可以是a,= 2.如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中 T r=4π2fr。 ■跟踪训练 5.如图所示，水平圆盘A和B通过摩擦传动 正在匀速转动，它们不发生相对滑动，物块 针尖的脚 1和2分别相对静止在圆盘A和B上，圆 带笔尖的脚 盘B的半径是圆盘A的1.5倍，物块2做 [每日格言们世上最快乐的事，莫过于为梦想面奋斗。 高一物理 A.笔尖的速率不变 6.在光滑圆锥形容器内固定了一根光滑的竖 B.笔尖做的是匀速运动 直细杆，细杆与圆锥的中轴线重合，细杆上 C.任意相等时间内通过的位移相等 穿有小环（小环可以自由转动，但不能上下 D.相同时间内转过的角度不同 移动)，小环上连接一轻绳，与一质量为m 3.如图所示，甲、乙两车在 的光滑小球相连，让小球在圆锥内做水平 水平地面上匀速过圆弧 面上的匀速圆周运动，并与圆锥内壁接触。 扣甲 形弯道（从1位置至2位 如图所示，图甲中小环与小球在同一水平 乙 置)，已知两车速率相等，下列说法正确 面上，图乙中轻绳与竖直细杆成0角。设 的是 甲图和乙图中轻绳对球的拉力分别为T。 ( 和T。,圆锥内壁对小球的支持力分别为 A.甲、乙两车过弯道的时间可能相同 F和F,则下列说法正确的是 ( B.甲、乙两车角速度可能相同 C.甲、乙两车向心加速度大小可能相同 D.甲、乙两车向心力大小可能相同 4.在空间站中，航天员长期 处于失重状态。为缓解这 种状态带来的不适，科学 A.T。一定为零，T。一定为零 家设想建造一种环形空间 B.T可以为零，T。不可以为零 站，如图所示。圆环绕中心匀速旋转，航 C.F一定不为零，F可以为零 天员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与 D.F可以为零，F可以不为零 他站在地球表面时相同大小的支持力。 7.(2024·信阳检测)如图所示，一光滑轻杆 沿水平方向放置，左端O处连接在竖直的 已知地球表面的重力加速度为g,圆环的 转动轴上，a、b为两个可视为质点的小球， 半径为r,航天员可视为质点。以下说法 穿在杆上，并用细线分别连接Oa和ab,且 正确的是 Oa=ab,已知b球质量为a球质量的3倍。 A.航天员处于平衡状态 当轻杆绕O轴在水平面内匀速转动时，Oa B.航天员的向心加速度大小应为g 和ab两线的拉力之比为 C.旋转舱绕其轴线转动的角速度大小应 为√g 0 D.旋转舱绕其轴线转动的线速度大小应 A.1:3 B.1:6 C.4:3 D.7:6 为日 8.右图是自行车传 5.(2023·全国甲卷)一质点做匀速圆周运 动结构的示意图， 其中A是半径为大齿轮 又小齿轮 动，若其所受合力的大小与轨道半径的 后轮 n次方成正比，运动周期与轨道半径成反 2r的大齿轮边缘上的一点，B是半径为r 比，则n等于 的小齿轮边缘上的一点，C是半径为4r的 A.1 B.2 后轮边缘上的一点，则以下说法正确的是 C.3 D.4 3 罢假作业生活的智慧大概就在于遇事问个为什么。 [每日格言] A.A点和B点的线速度大小相等 10.如图所示，做匀速圆周运动的质点在时 B.A点和B点的角速度大小相等 间t内由A点运动到B点，AB弧所对的 C.A点和C点的向心加速度大小相等 圆心角为0。 D.B点和C点的向心加速度大小相等 (1)若AB弧长为l,求质点向心加速度的 9.波轮洗衣机中的脱水筒（如 大小： 图)在脱水时，衣服紧贴在 (2)若由A点运动到B点速度改变量的 筒壁上做匀速圆周运动。 大小为△，求质点做匀速圆周运动的向 某洗衣机的有关规格如下 心加速度的大小。 表所示。在运行脱水程序 时，有一质量m=6g的硬币被甩到桶壁 上，随桶壁一起做匀速圆周运动。求桶壁 对它的静摩擦力和弹力的大小。（在解答 本题时可以选择表格中有用的数据。重力 加速度g取10m/s) 型号 ×× 额定电压、频率 220V、50Hz 额定脱水功率 225W 质量 31 kg 脱水转速 600 r/min 直径300mm 脱水筒尺寸 高370mm 长555mm 外形尺寸 宽510mm 高870mm[每日格言】理想是人生道路上的航标灯，没有理想，你的道路将是一片黑暗。 高一物理 参考答案 第一部分 温故知新 误：做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的孤长 作业（一）圆周运动向心力 向心加速度 相等，但位移还要考虑方向，故选项C错误：相同时间内转 [考点突破]一跟踪训练 过的角度相同，故选项D错误。 !3.D速率相等，半径越大路程越大，时间越长，故选项A错 小根落斑意，可得口b两点的周期之比为是出壶 误：两车速率相等，根据如=”可知，半径越大，角速度越小， 根据公式=平，可得口点的线逢度与b点的线建度之比 故选项B格裙：根据。-号可知，造率相等情观下，半径越 为”=子.红=12二，由题图可知>%可得> 大，向心加速度越小，则甲、乙两车向心加速度大小不可能 IL 相同，故选项C错误：二者的速率相等，由向心力的公式F 即：点的线速度比b,点的大，故选项A正确：根据公式细= 可得，b两点的角速度之比为%=干=呈，又有4 m号知，因为两车的质量未知，故两车的向心力可能相同。 1 故选项D正确。 r可得，b点的加速度与4点的加速度之比为血一么，：4.B旋转舱中的航天员做匀速国周运动，圆环绕中心匀速被 aa ra 转使航天员感受到与地球一样的“重力”是向心力所致，向 <1,即b点的加建度比a点的小，故选项B.C错 -144 心加速度大小应为g,合力指向圆心，处于非平衡状态：根据 误：根据转速与周期的关系n=宁可知，“，6两点的转速之 g一r-号，解得■-√任=√g,故选项B正确： A、C、D错误。 此为品是-吕批选项D格民 :5.C质点做匀速國周运动，根据题意设周期 1 2B匀地圆周运动是线速度大小不变，方向时刻改变的： T=k r 回周运动，故线逸度改变，速率时刻不变，故选项A、C 错误：匀递国周运动是角速度不变的圆周运动，故选项： 合外力等于向心力，根据F0=F。=m, B正确：匀速圆周运动是周期时刻不变的圆周运动，故： 选项D错误。 联主可得下。=4mr, 2 3.C线速度大小不变，但方向时刻改变不是平衡状态，故选： 其中4m为常数r的指数为3，故题中1=3 项A错误：根据口=u可知，线速度越大，则角速度不一定： 2 越大，还与半径有关，故选项B错误：匀速园周运动合外力： 故选C。 提供向心力，所以物体的向心力一定等于其所受的合外力，：6.C对避图甲中的小球进行受力分析，小球所受的重力、支 故选项C正确：向心加速度方向时刻改变，所以匀速圃周运： 持力合力的方向可以指向圆心提供向心力，所以T,可以为 动是非匀变速曲线运动，故选项D错误。 零，若F等于零，则小球所受的重力及绳子拉力的合力方 4.心根据匀速圆周运动向心力公式F=mwr,两个物体向心 向不能指向圆心而提供向心力.所以F一定不为零：对题 力之比为F甲：FE=4:9,故选项C正确。 图乙中的小球进行受力分析，若T为零，则小球所受的重 5.C由题意得RA:Rn=2:3,圆盘A和B边缘上各点线速： 力、支持力合力的方向可以指向圆心提供向心力，所以T 率相学，有mRA=Rg,解得Atg=3:2,物块1和2： 可以为零：若F等于零，则小球所受的重力及绳子拉力的 的半径之比为n:r2=1:2,根据a=w2r得物块1和物块： 合力方向也可以指向圆心而提供向心力，所以F可以为 2的向心加速度之比为a1:a2=m2n:w2r2=9:8,故选 零，故选项C正确。 项C正确。 :7,D对a球有：F1一F2=mrmm2,对b球有：F2=3mrw2,因 6.B南角造度与线缝度的关系=，得到=品，周而号= 为w=2r✉所以万万，=6，解得F:F=7:6,故选项 甲 D正确，A、B、C错误。 巴音向心加迪度山，四所以，放达项A格8小和B两志高才作动经商点装线连度大小湘等扫 七 4乙 选项A正确：A和B两点线追度大小相等，据0=wr和两点 wz 的半径不同，所以角速度大小不同，选项B错误：A和B两，点 误，B正确：周期与角追度的关系T=2红，所以甲、乙的周期 线选度大小相等，由公式a=手，可知@，<0gB和C两点角连 之比为2：3，故选项C错误：向心力的表达式F。=a,由： 度相同，由公式a=m,可知ag<a,所以aA<ag<a,所以A 于它们的质量关系未知，所以不能判断出它们的向心力的· 点和C点的向心加速度大小不相等，B点和C点的向心加 关系，故选项D错误。 速度大小不相等，选项C、D错误。 [综合训练] 9.解析脱水简的转速n=600rmin=10r/s, 1,AA、B两点同轴转动，A,B两点的角速度相同，选项A正： w=2xn=20πrad/s, 确：根据u=w可知A、B两点的线速度大小不相等，选项B: 由题意知，既水符的直径d=300mm,半径r=150mm= 错误：根据4=r可知A、B两点的向心加速度大小不相 0.15m,筒壁对硬币的弹力提供硬币做圆周运动的向心力，所以 等，选项C错误：向心加逸度的方向沿半径指向圆心，： Fv=w2=0.006X0.15×(20x)2N≈3.55N,硬币在竖直方 A、B两点的向心加速度方向相反，选项D错误。 向上静摩擦力和硬币的重力平衡，筒壁对它的静摩擦力 2.A由线速度定义知，匀速回周运动的速度大小不变，也就 Ft=mg=0.006×10N=0.06N。 是速率不变，但速度的方向时刻改变，故选项A正确，B错：答案0.06N3.55N 49 暑假作业任何的假制，都是从自己的内心开始的。忘掉失救，不过要牢记失败中的教训。 「每格言] 10.解析(1)质点的角逵度大小为=2 2 止爆胎，应使路面对汽车的支持力F小一些，由F、=m尺十 国周运动的半径为=台，所以质点的向心加造度大小为 mg,可知应该减小车速，故选项D正确。 4,C对通过A点的小球分析，假设杆对小球施加了向下的拉 a=rw2,联立解得a=,。 力，由牛频第二定律可知mg十F=m二，解得F=一6N,负号 (2)根据加递度的定义式可得，物体做圆周运动的加递度 说明杆对球是向上的支持力，选项C正确。 大小为'=△知 ·5.B设小车通过凹形桥最低，点时的速度大小为U,凹形桥模 拟器对小车的支持力为F、,支持力F、与小车重力mg的 答案1片(2) 合力提供向心力，由牛顿第二定律有F、一mg=m尺，由题 作业（二）生活中的圆周运动 意和牛顿第三定律可知F=8.0N,代入数据解得小车速 [考点突破]一跟踪训练 1.B根据题意可知，汽车以最大安全速度转弯时，最大静摩： 度大小为u=√2m/s,选项B正确，A,C,D错误。 6.D杆模型中，小球刚好能通过最高，点P的速度为0，故选 馨力提供微国周运动的向心力，则有F=m发，解得= 项A错误：设小球在最高点时对杆的作用力为F,根据牛领 ，故选项B正确 第二定律有F-mg=0,得F=mg,故选项B错误；在最高 m 点，当追度大于，轻杆表现为拉力，当速度小于g,轻 2.B赛车过弯完全不依靠摩擦力，转弯时所需的向心力由重： 杆表现为支持力，根据牛领第二定律知，在最高点当速度大 力和塔西的支持力的合力提供，有mgan0=m兰，化简可 于l时，速度增大，期轻杆的作用力增大，当速度小于g 时，速度增大，则轻杆的作用力减小，故选项C错误：在最低 得v=√gran0,故选项A、C、D错误，B正确。 3.D一辆小汽车匀速驶上园弧拱桥，小车加速度向下，处于： 点有F一mg=m号，F=mg十m号，若增大小球的初建度， 失重状态，所以车对桥的压力小于车的重力，而车对桥的压： 则F增大，故选项D正确。 力与桥对车的支持力是相互作用力，大小相等，故选项D:7,D在空间站上，物体仍受重力作用，但是处于完全失重状 正确。 态，所以将球从静止释放，小球“飘浮“在空中：只要给小球 4.C在，点处做圆周运动，合力向下，因此车对地面压力小： 一个初速度，小球即可在竖直面内做匀递圈周运动，速度大 于重力：在b点处，对地面的压力等于重力：在c点处合力向 小保持不变，故迭项A、B、C错误，D正确。 上，因此对地面的压力大于重力：在d处对斜而的压力小于：8.AB在最高点时，设杆对球的作用力为F,根据牛频第二 重力，因此C点处压力最大，故选项C正确。 5,B绕地球匀速圆周运动的空间站中为完全失重状态，瓶子： 定律有mg十R、=m艺，FN=一合mg,负子表示与重力方 受细绳拉力做圆周运动，瓶子速度小于某一值仍能做完整： 向相反，说明该作用力是杆对球的支持力，反过来球对杆的 圆周运动，故选项A错误：不受拉力则在空间站中做匀速直· 作用力是压力。 线适动，故选项C错误：由F= 吧，0一定r越小，F越大，9解析(D小球在最高点，根搭牛顿第二定律有F十mg 密度大的物质所需向心力越大，越容易发生离心现象而沉： m艺，当F=0时w2=gL,解得=V=而成 积瓶子底部，密度大的水将聚集在靠近瓶子底部的位置，故： 选项B正确，D错误。 、(2)由()可知Fm号-mg,F子周像的斜率16已 : 6.C将运动员和自行车看作一个整体，受重力、支持力、摩擦： 力作用，三个力的合力提供向心力，选项A错误：运动员运： 2,代入数据解得F,=12N 动过程中线速度大小不变，方向不断变化，选项B错误：运： 答案(1)/10ms(2)12N 动员受到的合力大小为F=m 尺，选项C正确：只有向心力10，解析(1)小球离开轨道后微平抛运动，则 “供”小于“需”，运动员才会做离心运动，题目中没有体现， 竖直方向：h=名g,水平方向：= 故选项D错误。 得w=√景=2.5X2层m=5m 10 [综合训练 1:D根格牛提第二定体得g是g=m紧以=w紧， m Va? (2)小球在半圆形轨道上运动时的角速度为 解得2=40m5,故选项D正确。 5 : R-0.2 rad s-25 rad/s, 2.B当火车以规定的行驶速度v转弯时，满足mgtan0=! n日即v-√原Ran0,与火本的废量无关，递项A错溪：若 小球从A到B的时间为1=水-X0.2心0.13s 5 速度大于规定速度？时，重力和支持力的合力不够提供向心： 、从B到C做匀递直线运动，时间为么二s 5 s=0.325, 力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，此时火车将 因此从A点运动到C,点的时间为t=十t2=0.13s十 有向外侧冲出轨道的危险，故选项B正确，C错误：内外轨道： 0.32s=0.45s。 有高度差，主要是为了火车扬弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠： (3)根据牛顿第二定律得，间管对小球的水平作用力大小 重力和支持力的合力提供向心力，故选项D错误。 3.D设路面对汽车的支持力为F、,在最低点，根据牛顿第二 为F=mo=0.2天2N三25N,竖直作用力大小为F 定律有人一mg=m只，所以F、>mg,根据牛频第三定律： =mg=2N,故细圆管对小球的作用力为F=√F,2十F, 知，汽车对路面的压力等于路面对汽车的支持力，所以汽车： =√252+22N=√629N≈25.1N. 对路面的压力大于汽车的重力，故选项A、B,C错误：为了防： 答案(1)5m/s(2)25rads0.45s(3)25.1N 50