2.2.1 认识向心力与向心加速度 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

2.2.1 认识向心力与向心加速度 同步练习-2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册 学号： 班级： 姓名： 一、单选题 1.物体做匀速圆周运动，则（　　） A.必受到恒力作用 B.所受合力必为零 C.必受大小不变的向心力作用 D.属于速度不变的运动 2.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对筒壁静止.则（　　） A.物体所受向心力是筒壁的支持力提供的 B.物体所受向心力是重力提供的 C.物体所受向心力是滑动摩擦力提供的 D.物体所受向心力是静摩擦力提供的 第2题图 3.如图所示为高铁经过一转弯处的照片.车厢内甲、乙两名乘客并排坐着，其中甲乘客的座位靠近一侧的车窗.转弯时，下列说法正确的是（　　） 第3题图 A.两名乘客的线速度大小相等 B.两名乘客的角速度大小相等 C.两名乘客的向心力大小一定不相等 D.高铁速度超过设计速度时会受到离心力的作用 　　　　　　　　　　　　　　 4.如图，汽车沿直线以速度v匀速行驶过程中，车中水泥混凝土搅拌运输罐也同时以角速度ω匀速转动.取罐内一块质量为m的石头，石头与它做匀速圆周运动平面上圆心的距离为R，则石头所需的向心力的大小为（　　） 第4题图 A.m B.mω2R C.m D.m 5.“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧.如图所示，球面上P点到转轴的距离为10 cm.当篮球在指尖上绕轴转动的转速为3 r/s时，P点的向心加速度大小约为（π2取10）（　　） A.3.6 m/s2 B.36 m/s2 C.360 m/s2 D.3 600 m/s2 6.大型游乐装置“大摆锤”的简图如图所示，摆锤a和配重锤b分别固定在摆臂两端，并可绕摆臂上的转轴O在纸面内转动.若a、b到O的距离之比为2∶1，在摆臂匀速转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A.a、b的线速度大小之比为2∶1 B.a、b的角速度大小之比为1∶2 C.a、b的向心加速度大小之比为1∶1 D.a、b的向心加速度大小之比为1∶4 7.如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的.设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为RA、RB和RC，其半径之比为RA∶RB∶RC＝2∶1∶4，在它们的边缘分别取一点A、B、C，下列说法正确的是（　　） A.线速度大小之比vA∶vB∶vC＝2∶1∶4 B.角速度之比ωA∶ωB∶ωC＝1∶2∶2 C.转速之比nA∶nB∶nC＝2∶2∶1 D.向心加速度大小之比aA∶aB∶aC＝1∶2∶2 二、多选题 8.如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一钉子C，把悬线另一端质量为m的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子的瞬间（　　） A.小球的线速度大小不变 B.小球的角速度突然减小 C.悬线的拉力突然减小 D.小球的向心力突然增大 9.如图所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在水平面内做圆周运动，关于小球运动到P点时的加速度方向，下列图中可能的是（　　） A　　　 B　　 　C　　 　D 10.冰上芭蕾舞表演中，演员展开双臂单脚点地做着优美的旋转动作，在他将双臂逐渐放下的过程中，他转动的速度会逐渐变快，则他肩上某点随之转动的（　　） A.周期变大 B.线速度变大 C.角速度变大 D.向心加速度变大 三、非选择题 11.2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2 000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金.如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨迹为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为R甲＝8 m、R乙＝9 m，滑行速率分别为v甲＝10 m/s、v乙＝11 m/s，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道. 2.2.1　认识向心力与向心加速度 一、单选题 1.物体做匀速圆周运动，则（　C　） A.必受到恒力作用 B.所受合力必为零 C.必受大小不变的向心力作用 D.属于速度不变的运动 解析：物体做匀速圆周运动，合力提供向心力，大小不变，方向改变，故A、B错误，C正确；物体做匀速圆周运动，速度的大小不变，方向改变，不属于速度不变的运动，故D错误. 2.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对筒壁静止.则（　A　） A.物体所受向心力是筒壁的支持力提供的 B.物体所受向心力是重力提供的 C.物体所受向心力是滑动摩擦力提供的 D.物体所受向心力是静摩擦力提供的 第2题图 解析：物体竖直方向受重力和静摩擦力作用，两个力等大反向相平衡；水平方向受筒壁的支持力作用，所受向心力是筒壁的支持力提供的.故选A. 3.如图所示为高铁经过一转弯处的照片.车厢内甲、乙两名乘客并排坐着，其中甲乘客的座位靠近一侧的车窗.转弯时，下列说法正确的是（　B　） 第3题图 A.两名乘客的线速度大小相等 B.两名乘客的角速度大小相等 C.两名乘客的向心力大小一定不相等 D.高铁速度超过设计速度时会受到离心力的作用 解析：车厢内甲、乙两名乘客并排坐着，可知两名乘客的角速度大小相等，故B正确；两名乘客做圆周运动的半径不同，根据v＝ωr，F＝mω2r，可知两名乘客的线速度大小不相等，由于不清楚两名乘客的质量关系，所以不能确定向心力大小的关系，故A、C错误；高铁速度超过设计速度时，会有离心现象，但不是受到离心力的作用，是因为实际受到的力不足以提供所需的向心力，故D错误.　　　　　　　　　　　　　　 4.如图，汽车沿直线以速度v匀速行驶过程中，车中水泥混凝土搅拌运输罐也同时以角速度ω匀速转动.取罐内一块质量为m的石头，石头与它做匀速圆周运动平面上圆心的距离为R，则石头所需的向心力的大小为（　B　） 第4题图 A.m B.mω2R C.m D.m 解析：石头的分运动有两个，其一为与汽车一起以速度v向前做匀速直线运动，其二为绕圆心做匀速圆周运动，匀速直线运动不需要向心力，故石头所需的向心力的大小为Fn＝mω2R，故选B. 5.“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧.如图所示，球面上P点到转轴的距离为10 cm.当篮球在指尖上绕轴转动的转速为3 r/s时，P点的向心加速度大小约为（π2取10）（　B　） A.3.6 m/s2 B.36 m/s2 C.360 m/s2 D.3 600 m/s2 解析：根据向心加速度公式得a＝ω2r＝（）2r＝（2πn）2r＝36 m/s2，故选B. 6.大型游乐装置“大摆锤”的简图如图所示，摆锤a和配重锤b分别固定在摆臂两端，并可绕摆臂上的转轴O在纸面内转动.若a、b到O的距离之比为2∶1，在摆臂匀速转动的过程中，下列说法正确的是（　A　） A.a、b的线速度大小之比为2∶1 B.a、b的角速度大小之比为1∶2 C.a、b的向心加速度大小之比为1∶1 D.a、b的向心加速度大小之比为1∶4 解析：a、b两点同轴转动，角速度大小相等；a、b到O的距离之比为2∶1，根据v＝ωr，a＝ω2r，可得a、b的线速度大小之比为2∶1，a、b的向心加速度大小之比为2∶1.故选A. 7.如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的.设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为RA、RB和RC，其半径之比为RA∶RB∶RC＝2∶1∶4，在它们的边缘分别取一点A、B、C，下列说法正确的是（　B　） A.线速度大小之比vA∶vB∶vC＝2∶1∶4 B.角速度之比ωA∶ωB∶ωC＝1∶2∶2 C.转速之比nA∶nB∶nC＝2∶2∶1 D.向心加速度大小之比aA∶aB∶aC＝1∶2∶2 解析：AB.大齿轮与小齿轮通过链条相连，则A、B两点线速度大小相等，则有vA∶vB＝1∶1，根据v＝ωr，可得ωA∶ωB＝RB∶RA＝1∶2.B、C两点同轴转动，则B、C两点角速度相等，则有ωB∶ωC＝1∶1，根据v＝ωr，可得vB∶vC＝RB∶RC＝1∶4.则有vA∶vB∶vC＝1∶1∶4，ωA∶ωB∶ωC＝1∶2∶2，故A错误，B正确.C.根据ω＝2πn，可得转速之比为nA∶nB∶nC＝ωA∶ωB∶ωC＝1∶2∶2，故C错误；D.根据a＝ω2r＝vω，可得向心加速度大小之比aA∶aB∶aC＝vAωA∶vBωB∶vCωC＝1∶2∶8，故D错误. 二、多选题 8.如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一钉子C，把悬线另一端质量为m的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子的瞬间（　AD　） A.小球的线速度大小不变 B.小球的角速度突然减小 C.悬线的拉力突然减小 D.小球的向心力突然增大 解析：A.悬线与钉子碰撞前后，悬线的拉力始终与小球运动方向垂直，小球的线速度不变，故A正确；B.当半径减小时，由公式v＝ωr可知，圆周运动的半径为原来的一半，则角速度是原来的2倍，故B错误；CD.根据牛顿第二定律可得F－mg＝m，由于碰到钉子后半径变为原来的一半，则向心力增大，绳拉力增大，故C错误，D正确. 9.如图所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在水平面内做圆周运动，关于小球运动到P点时的加速度方向，下列图中可能的是（　BD　） A　　 　B　　 　C　　 　D 解析：若小球做匀速圆周运动，则合力提供向心力，加速度指向圆心，故B正确；若小球做变速圆周运动，运动到P点时，所受的合力可分解为向心力和沿切线方向的分力，即P点的加速度可分解为沿PO方向的向心加速度和垂直于PO的切向加速度，故D正确. 10.冰上芭蕾舞表演中，演员展开双臂单脚点地做着优美的旋转动作，在他将双臂逐渐放下的过程中，他转动的速度会逐渐变快，则他肩上某点随之转动的（　BCD　） A.周期变大 B.线速度变大 C.角速度变大 D.向心加速度变大 解析：演员转动的速度逐渐变快，说明角速度变大，而v＝ωr，an＝ω2r，T＝，随ω的增大，v、an在变大，T将变小，故A错误，B、C、D正确. 三、非选择题 11.2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2 000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金.如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨迹为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为R甲＝8 m、R乙＝9 m，滑行速率分别为v甲＝10 m/s、v乙＝11 m/s，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道. 　甲先出弯道　 解析：匀速圆周运动的向心加速度为a＝，则＝＝， 运动时间t＝，则t甲＝＝ s、t乙＝＝ s，则t甲＜t乙.由此可知，甲先出弯道. 学科网（北京）股份有限公司 $