高一暑假作业(四) 向心力、向心加速度-【步步维赢·优练必刷】2025年高一物理暑假作业

高一暑假作业（四）向心力、向心加速度 知识点记 径成反比；当半径一定时，向心加速度的 大小与线速度的平方成正比.该公式常 1.向心力的特点 用于分析涉及线速度的圆周运动问题或 由于向心力的方向与物体运动方向始终 有两个物体做圆周运动且它们的线速度 垂直，故向心力不改变线速度的大小，只 相同的情景。 改变线速度的方向.有下列几种情况：合 5.公式an=aw2r 力充当向心力，某一个力充当向心力，某 该公式表明，对于匀速圆周运动，当角速 个力的分力充当向心力 度一定时，向心加速度的大小与运动半 2.向心力的大小 径成正比：当半径一定时，向心加速度的 下=m=mr=m 大小与角速度的平方成正比.该公式常 对于匀速圆周运动，向心力大小始终不 用于分析涉及角速度的圆周运动问题或 变，但对于非匀速圆周运动（如用一根绳 有两个物体做圆周运动且它们的角速度 拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的 相同的情景。 圆周运动)，其向心力大小随速率的变 精典题练 化而变化，公式表述的只是瞬时值. 3.变速圆周运动的向心加速度 1.做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向 做变速圆周运动的物体，加速度并不指 心加速度分别为a和a2,且a>a2,下列判 向圆心，该加速度有两个分量：一是向心 断正确的是 加速度，二是切向加速度.向心加速度表 A.甲的线速度大于乙的线速度 示速度方向变化的快慢，切向加速度表 B.甲的角速度比乙的角速度小 示速度大小变化的快慢.所以变速圆周 C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小 运动中，向心加速度的方向也总是指向 D.甲的速度方向比乙的速度方向变化快 圆心. 2.如图所示，质量为m的 4公式a,= 木块从半径为R的固定 半球形碗口下滑到碗的 该公式表明，对于匀速圆周运动，当线速 最低点的过程中，如果由于摩擦力的作 度一定时，向心加速度的大小与运动半 用使木块的速率不变，那么木块() ·8… A.加速度为零 与另一质量为m的物体相连.当转盘以 B.加速度恒定 角速度ω转动时，M与轴的距离为r,且 C.加速度大小不变，方向时刻改变，但不 恰能保持稳定转动.当转盘转速增至原 一定指向圆心 来的2倍时，调整r使之达到新的稳定转 D.加速度大小不变，方向时刻指向圆心 动状态，则滑块M () 3.如图所示，两轮压紧，通C A.所受向心力变为原来的4倍 过摩擦传动（不打滑）， B线速度变为原来的2 已知大轮半径是小轮半 径的2倍，E为大轮半径的中点，C、D C半径r变为原来的号 分别是大轮和小轮边缘上的一点，则 E、C、D三点向心加速度的大小关系正 D.M的角速度变为原来的号 确的是 6.如图所示，质量为m的小 A.ac=ap=2ag 球固定在杆的一端，在竖 B.ac=2ap=2ag 直面内绕杆的另一端O 做圆周运动.当小球运动 C.ac= ap=2aE 2 到最高点时，即时速度= D.c-=a gL是 球心到O点的距离，则球对杆的作用力 4.如图，一同学表演荡秋千 是 ( 已知秋千的两根绳长均为 10m,该同学和秋千踏板 A.mg的拉力 Bmg的压力 的总质量约为50kg.绳的 C.零 D.多mg的压力 质量忽略不计.当该同学荡到秋千支架 7.关于做匀速圆周运动物体的向心力，下 的正下方时，速度大小为8m/s,此时每 列说法正确的是 根绳子平均承受的拉力约为 A.向心力是一种性质力 A.200N B.400N B.向心力与速度方向不一定始终垂直 C.600N D.800N C.向心力只能改变线速度的方向 5.如图所示，M能在水 D.向心力只改变线速度的大小 平光滑杆上自由滑 8.(多选)一小球被细线拴着做匀速圆周运 动，滑杆连架装在转 动，若其轨道半径为R,向心加速度为a, 盘上.M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮 则 ·9· A.小球相对于圆心的位移不变 10.如图所示，压路机大 B.小球的线速度大小为Ra 轮半径R是小轮半径 r的2倍，压路机匀速 C.小球在时间t内通过的路程为 行驶时，大轮边缘上 77777777777777777777777 R A点的向心加速度为0.12m/s2,那么 D.小球做圆周运动的周期为2π a (1)小轮边缘上B点的向心加速度为 9.用如图所示的装置 多大？ 可以探究做匀速圆 周运动的物体需要 (②)大轮上与轴心的距离为的C点的 的向心力的大小与 向心加速度为多大？ 哪些因素有关。 (1)本实验采用的科学方法是 A.控制变量法 B.累积法 C.微元法 D.放大法 (2)图示情景正在探究的是 A.向心力的大小与半径的关系 B.向心力的大小与线速度大小的关系 C.向心力的大小与角速度大小的关系 D.向心力的大小与物体质量的关系 (3)通过本实验可以得到的结果是 A.在质量和半径一定的情况下，向心力 的大小与角速度成正比 B.在质量和半径一定的情况下，向心力 的大小与线速度的大小成正比 C.在半径和角速度一定的情况下，向心 力的大小与质量成正比 D.在质量和角速度一定的情况下，向心 力的大小与半径成反比 ·10·大的球运动时间短,在竖直方向下落的距离较 3.A 甲、丙两轮边缘的线速度大小相等,即ar 小,可以越过球网,故C正确 一r,故丙轮的角速度= ,故A错 4.D 汽车在水平公路上转弯,重力和支持力平 误;根据平行四边形定则知,物体落地时的竖直 衡,靠静摩擦力提供做圆周运动的向心力,故D 正确。 分速度v.一v一v,则物体运动的时间1 5.C 由于雪撬在冰面上滑动,其滑动摩擦力方向 必与运动方向相反,即沿圆的切线方向;因雪 ,故B正确;坚直方向的位移y 做匀速圆周运动,合力一定指向圆心,由此可知 g C正确。 # 6.D 物体随圆简一起匀速转动时,受到 ,水平方向的位移x=vt= 2g 三个力的作用:重力G、简壁对它的弹 _# 力F、和简壁对它的摩擦力f(如图所 示).其中G和f是一对平衡力,简壁对 ,根据平行四边形定则知,物体的位 g 它的弹力F。提供它做匀速圆周运动的向心力. ,故C、D 当圆简匀速转动时,不管其角速度多大,只要物 2g 体随圆简一起匀速转动而未滑动,则物体所受 错误. 的摩擦力f大小等于其重力,而根据向心力公 7.A 平抛运动的时间由下落的高度决定,下落的 式F 一m{}r可知,当角速度变大时,F也变 高度越高,运动时间越长,如果没有斜面,增加速度 大,故D正确. 后物体下落至与R等高时恰位于S点的正下方, 但实际当中斜面阻碍了物体的下落,物体会落在R 与S点之间斜面上的某个位置,故A正确。 17.7r/s=1062r/min,故B正确,A、C、D 8.ACD 做本实验必须使斜橹末端切线水平,使 错误。 钉有坐标纸的木板竖直,以确保小球水平飞出 8.D 航天器和航天员在太空中受到的合力提供 和正确画出坐标轴,斜没必要必须光滑,只要 向心力,使航天器和航天员做环绕地球的圆周 能使小球飞出的初速度相同即可,小球每次从 运动,故A错误,D正确;失重时航天员仍然受 斜橹上的同一位置由静止开始滚下,可保证小 到地球引力作用,故B错误;失重是普遍现象, 球每次飞出的初速度相同.综上可知A、C、D正 任何物体只要有方向向下的加速度,均处于失 确,B错误. 重状态,故C错误。 9.解析;(1)因为x一xx,所以ta一tnc:在竖直 9.ABC 离心运动是外力不足以提供物体做圆周 ,,.代入数据,解 运动所需的向心力,物体远离圆心的运动,因此 方向上,由△y=gT得T=。 Ag 旋转秋千不属于离心机械。 得T-0.1s,故闪光频率为10Hz. 10.解析:设汽车的质量为m. 3×0.05 1 (2)水平分速度v= (1)汽车在水平路面上拐弯,可视为汽车做匀 m/s 0.1 速圆周运动,其向心力由车与路面间的静摩擦 -1.5m/s. 力提供,当静摩擦力达到最大值时,由向心力 yA_ (5十3)×0.05 (3)- m/s-2.0m/s 公式可知这时的半径最小,有Fao= 2T 2×0.1 又知vn.-1.5m/s. ##{ -n =1.5{+2.0{}m/s 所以 v=n+ -2.5m/s. 由速度v=108km/h-30m/s得 答案:(1)10(2)1.5(3)2.5 弯道半径r-150m 2 (2)汽车过圆狐拱桥,可看做在竖直平面内做 一10s.故救援物 匀速圆周运动,到达最高点时,根据向心力公 资从离开飞机到落至地面所经历的时间为10s. (2)救援物资落地时的水平位移;x-x-1000m 为了保证安全通过,车与路面间的弹力F。必须 由于x-x=1000m-950m=50 m100 m,所以 在AB范围内,故救援物资能落在AB区域内. 大于等于零,即有mg”,代入=108 km/h 答案:(1)10s (2)能 高一暑假作业(三) 圆周运动、生活中的圆周运动 -30m/s,得R二90m,故半径至少是90m. 1.D 由v=r知,v越大,不一定越大;越大, 答案:(1)150m(2)90m 2r知: 高一暑假作业(四)向心力、向心加速度 r不一定越小,故A、C均错误;由v= T 1.D 由于不知甲和乙做匀速圆周运动的半径的 大小关系,故不能确定它们的线速度、角速度的 v越大,T不一定越小,B错误;而由= 大小关系,A、B、C错误;向心加速度是表示线速 知,越大,T越小,故D正确。 度方向变化快慢的物理量,a一a。,表明甲的速 2.A 因为两小孩绕同一点转动,故角速度相同, 度方向比乙的速度方向变化快,故D正确. 即一a;由于两人的转动半径不等,根据 2.D 由题意知,木块做匀速圆周运动,木块的加 r可知,子v,选项A正确. 速度大小不变,方向时刻指向圆心,D正确,A、 B、C错误. · 50· 3.C 对于同轴传动,C、E两点的角速度相等,由a= 2.C 由开普勒第二定律可知,近日点时行星运行 #r,有一2,即a-2ar;两轮边缘点的线速度大 速度最大,因此A、B错误;行星由A向B运动 d 的过程中,行星与恒星的连线变长,其速度减 小,故C正确,D错误。 2a,故选项 目 3.D 根据开普勒第一定律知A错误,由开普勒 C正确. 第三定律知B错误,由牛顿第三定律知C错误 4.B 开普勒在前人观测数据的基础上,总结出了 ,代入数据解得F一 行星运动的规律,与牛顿定律无联系,选项A错 405N.即每根绳子拉力约为400N,故选B 误,B正确;开普勒总结出了行星运动的规律, 5.B 转速增大,再次稳定时,M做圆周运动的向 但没有找出行星按照这些规律运动的原因,选 心力仍由拉力提供,拉力仍然等于物体n的重 项C错误;牛顿发现了万有引力定律,选项D 错误。 力,所以向心力不变,故A错误;转速增至原来 _,#57R 的2倍,则角速度变为原来的2倍,根据F一 mr^{},向心力不变,则r变为原来的一,根据v= 选项C正确。 6.D 设两个行星所受向心力分别是F、F。,由太 ro,线速度变为原来的,故B正确,C、D错误. 6.B 当重力完全充当向心力时,球对杆的作用力 '” ##,解得-g,所以 F 为零,所以mg-m 而一 n& a。r{ 7.C 根据图象可得物体下落25m,用的总时间为 2.5s,根据自由落体公式可求得行星表面的重 #,解得Fo一mg,由牛顿第三定律,球对杆 力加速度,C项正确;根据行星表面的万有引力 约等于重力,只能求出行星质量与行星半径平 的作用力是压力,故选项B正确. 方的比值(在已知引力常量G的前提下),不能 7.C 物体做匀速圆周运动需要一个指向圆心的 求出行星的质量和半径,A项和B项错误;因为 合外力,是根据力的作用效果命名的,故A项错 物体质量未知,不能确定物体受到行星引力的 大小,D项错误。 误;由于向心力指向圆心,与线速度方向始终垂 直,所以它的效果只是改变线速度方向,不会改 8.A #一,比值k是一个与行星无关的常量, 变线速度大小,故B、D项错误,C项正确, 8.BD做匀速圆周运动的小球,相对于圆心的位 只由恒星自身决定,A正确. 移大小不变,但方向时刻在改变,故A错误;由 9.解析:小球在星球表面做平抛运动,有 2h △s=v△-tVaR,故C错误;由a= R 3ho{ #T-2# 2nGRL.{. #答案:# 2h3} 9.解析:(1)在题图装置中,控制半径、角速度不 变,只改变质量,来研究向心力大小与质量之间 2nGRL{ 的关系,故采用控制变量法,A正确,(2)控制半 10.解析:设地球、月球和卫星“鹊桥”的质量分别为 径、角速度不变,只改变质量,来研究向心力大 M.、M。和m,x表示飞船到地球球心的距离,则 小与质量之间的关系,D正确.(3)通过控制变 GM_ mGM.m F一F,即 量法,得到的结果为在半径和角速度一定的情 况下,向心力的大小与质量成正比,C正确. c-3.46×10{m. 答案:(1)A(2)D(3)C 高一暑假作业(六) 万有引力与航天技术 10.解析:(1)压路机匀速行驶时,v一 #由-得-_A _2 .arn 况中万有引力均减小到原来的 得a-2a.-0.24m/s2. ,当距离和质 (2)由-.和a-^{②}r. 量都减小到原来的一时,万有引力不变,选项D 。 3,得a二 3a=0.04m/s2. arA 错误。 答案:(1)0.24m/s?(2)0.04m/s* 2.C 地球表面上所有物体所受地球的万有引力 高一暑假作业(五) 行星的运动 按其作用效果分为重力和向心力,向心力使物 体得以随地球一起绕地轴自转,所以说重力是 地球对物体的万有引力的一个分力,万有引力、 重力和向心力三个力遵循力的平行四边形定 故选项A正确。 则,只有万有引力的方向指向地心,选项D错 · 51·