假期作业4 向心加速度向心力-【快乐假期】2025-2026学年高一物理暑假作业

快乐 假期作业4向心加速度 《情境辨析 现在有一种叫作 “魔盘”的娱乐设施，如 图所示.当转盘转动很 慢时，人会随着“魔盘”一起转动，当盘的速 度逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑 去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势 越明显，当“魔盘”转动到一定速度时，人会 “贴”在“魔盘”竖直壁上而不会滑下， (1)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，其 角速度是不变的， () (2)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，其 合外力是不变的， () (3)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动的向 心加速度与半径成反比. () (4)随“魔盘”一起做匀速圆周运动时，人离 “魔盘”中心越远，人运动得越快。 (5)人随“魔盘”一起做匀速圆周运动，是因 为人受到了“魔盘”给人的向心力. () (6)当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴” 在“魔盘”竖直壁上而不会滑下，此时的 向心力是由静摩擦力提供。 ) 《技能提升 ◆[知识点一]向心加速的理解 1.下列关于匀速圆周运动的说法，正确 的是 A.匀速圆周运动是一种平衡状态 B.匀速圆周运动是一种匀速运动 000-= 温故而知新，可以为师矣。 向心力 完成日期： 月 日 C.匀速圆周运动是一种匀变速运动 D.匀速圆周运动是一种速度和加速度都 不断改变的运动 2.(2025·曲靖市期末)自行车靠一条链子 将两个齿轮连接起来，一辆自行车的齿 轮转动示意图如图所示，O1、O2是自行车 的两个转动齿轮1和2的中心，A和B 分别是齿轮1和齿轮2边缘上一点，其中 齿轮1上有一点C,C点到齿轮1中心O, 的距离为齿轮1半径的一半，则() B 0 齿轮1 齿轮2 A.A点和B点的线速度相同 B.B点和C点的向心加速度相等 C.B点和C点的向心加速度之比为4：1 D.B点和C点的线速度大小之比为2：1 3.(2024·辽宁卷)“指尖转球”是 花式篮球表演中常见的技巧. 如图，当篮球在指尖上绕轴转 动时，球面上P、Q两点做圆周 运动的 A.半径相等 B.线速度大小相等 C.向心加速度大小相等 D.角速度大小相等 4.（多选)如图所示，一个球绕 中心轴线OO以角速度w做 匀速圆周运动，则 ( 01 三-0022 A.a、b两点线速度相同 B.a、b两点角速度相同 C.若0=30°，则a、b两点的线速度之比 ℃。：℃=√3：2 D.若0=30°，则a、b两点的向心加速度 之比aa:ab=2:√3 ◆[知识点二]向心力的理解 5.如图所示，一只老鹰 在水平面内盘旋做匀 速圆周运动，则关于 老鹰受力的说法正确的是 ( A.老鹰受重力、空气对它的作用力和向 心力的作用 B.老鹰受重力和空气对它的作用力 C.老鹰受重力和向心力的作用 D.老鹰受空气对它的作用力和向心力的 作用 6.(2025·广雅中学期末)如 图所示，把一个原长为20 oWw⊙ cm,劲度系数为360N/ m的弹簧一端固定，作为圆心，弹簧的另 一端连接一个质量为0.50kg的小球，当 小球以30/mm的转速在光滑水平面上 做匀速圆周运动时，弹簧的伸长量应为 A.5.2 cm B.5.3 cm C.5.0 cm D.5.4 cm 7.(2025·盐城市高一期末) 如图所示，在粗糙水平木6 板上放一个物块，使水平 木板和物块一起在竖直平 面内做完整匀速圆周运动，ab为水平直 径，cd为竖直直径，在运动过程中木板始 终保持水平，物块相对木板始终静止，则 高一物理恐) A.物块始终受到三个力作 B.在a、b两点，水平木板对物块的作用 力指向圆心 C.物块全程所受的摩擦力大小不变 D.物块全程向心力大小不变 8.（2025·张家口市高一月 考)如图所示，用手掌平托 0。 一苹果，保持这样的姿势在 竖直平面内按顺时针方向 做匀速圆周运动，c为轨迹最高点，a、b、 c、d为圆轨迹的四等分点.关于苹果的运 动，下列说法正确的是 ( A.苹果在最高点c时所受到的支持力大 于对手的压力 B.苹果在b位置和d位置时受到的弹力 相同 C.苹果在b位置和d位置时受到的摩擦 力相同 D.苹果在运动过程中所受合外力不变 9.如图所示，圆形玻璃平板半径为r,一质 量为m的小木块放置在玻璃板的边缘。 随玻璃板一起绕圆心O在水平面内做匀 速圆周运动，玻璃板转动的周期为T,求： (1)木块的角速度大小； m (2)木块的线速度大小； (3)木块所受摩擦力的 大小 火壁快乐假期 《素养培优 1.(2025·怀化市湖天中 学高二学业考试)某人 站在一平台上，用长L =0.6m的轻细线拴一 B 个质量为m=0.6kg的小球，让它在竖直 平面内以O点为圆心做圆周运动，最高 点A距地面高度为3.2m,当小球转到 最高点A时，人突然松手，小球被水平抛 出，落地点B与A点的水平距离BC= 4.8m,不计空气阻力，g=10m/s2.求： (1)小球从A到B的时间； (2)小球离开最高点时的速度大小； (3)人松手前小球运动到A点时，绳对小 球的拉力大小 2.如图所示，杆OO是竖直放 置的转轴，水平轻杆BC的 A 长为L,B端通过铰链与轴 相连（它们之间无摩擦），C 端固定小球P,细线AC的 08 一端固定在轴上的A点、另一端连在小 球P上.已知小球的质量为m,细线AC 与轴的夹角为0，重力加速度为g.求： (1)当系统处于静止状态时，杆BC对小 球的弹力F,的大小. (2)当轻杆BC对小球的弹力为零时，系 统转动角速度ω的大小和细线上的弹力 F,的大小；并据此判断当ω变化时细线 上的弹力大小是否变化，三0022 (3)由于电缆线的缠绕速度逐渐增大，因此从开始缠绕 到貔绕长度为电缆线长度一半时所用时同要大于受 答案：(1)逆时针 (2)0.8xm/s0.2元m/s(3)见 解析 2.解析：(1)根据题意可知，雨滴抛出时的速度大小为o =WR, 竖直方向，根据A=名，解得1 2h 雨滴飞行的水平位移大小x=t=R√g /2h (2)雨滴着地时竖直方向速度义，=gt=√2gh, 则雨滴着地时速度u=√，十U,=√mR十2gh; (3)雨滴在地面上形成圆的半径为r=√R十x= Ri/1+20h g 雨滴在地面上形成圆的周长=2=2xR1十2 g 答秦：1)uR 2h (2)√aR2+2gh (3)2R/1+2o西 g 假期作业4 情景辨析 (1)/(2)×(3)×(4)√(5)×(6)× 技能提升 1,D[匀速圆周运动的加速度大小不变，方向时刻改变， 是变量，故匀速圆周运动是变加速运动，匀速圆周运动 的速度时刻改变，这里“匀速”的含义是“匀速率”，并非 匀速运动，做匀速圆周运动的物体的运动状态也在时刻 改变并非处于平衡状态.门 2.D[A点和B点是链条传动，线速度大小相等，方向不 同，故A错误；A点和C,点是同轴转动，角速度相同，即 u,=旅搭。=a,可得==号，周为=s, rw 所以g:=2:1,故D正确；因为两齿轮的半径关系 未知，无法比较B、C两点向心加速度的大小，故B、C 错误.门 3.D「D.由题意可知，球面上P、Q两点转动时属于同轴 转动，故角速度大小相等，故D正确；A,由题图可知，球 面上P、Q两点做圆周运动的半径的关系为r<rQ,故A 错误；B.根据0=rw可知，球面上P、Q两点做圆周运动 的线速度的关系为vp<。,故B错误；C,根据an=rw 可知，球面上P、Q两点做圆周运动的向心加速度的关系 为a,<aa,故C错误.] 4.BC[a、b两点绕同轴转动，角速度相同，由于半径不同， 线递度不同，D=or:u=。1方=RR=月：2 a=wr,a。:a6=r.:rb=3:2.所以A、D错误，B、C 正确.] 5.B[老鹰在空中做圆周运动，受重力和空气对它的作用 力两个力的作用，两个力的合力充当它做圆周运动的向 心力，但不能说老鹰受重力、空气对它的作用力和向心 力三个力的作用.选项B正确.] 6.C[小球转动的角速度w=2m=12rad/s,弹簧的弹力 为小球做圆周运动提供向心力，即x=mw(x,十x),解 得z=mw=0:5X2X02m=0.05m=5.0cm. k一mw 360-0.5×12 选项C正确.] 高一物程垫) 7.D[物块在最高点和最低点仅受到重力和支持力的作 用，没有摩擦力，而在a、b两点，摩擦力最大，A、C错误； 在α、b两，点，水平木板对物块的作用力的竖直分量与物 块的重力平衡，水平分量提供物块做圆周运动的向心 力，B错误；由于物块做匀速圆周运动，因此向心力大小 不变，D正确. 8.B[苹果在最高点c时所受到的支持力和苹果对手的 压力是作用力和反作用力，大小相等，A错误；苹果在b 位置和d位置时受到的弹力大小相等，方向均竖直向 上；受到的摩擦力大小相等，方向相反，B正确，C错误； 苹果做匀速圆周运动，合力大小不变，方向一直在变化， D错误.] 9.解析：)木块的角速度w=二。 (2)木块的线速度为v=0r-票 (3)摩擦力提供木块做圆周运动所需的向心力， 则=4xmr 答案：1)票（2 (3)4xm四 2 素养培优 1.解析：(1)小球从A,点飞出后做平抛运动，竖直方向满足 h=2gt,解得=0.8s, (2)小球离开最高点时的速度大小为=BC=6m/s t (3)人松手前小球运动到A点时，对小球由牛顿第二定律得 F,十mg=m乙，代入数据解得绳对球的拉力大小为F,= 30N. 答案：(1)0.8s(2)6m/s(3)30N 2.解析：(1)当系统处于静止状态 00w 时，小球受重力、拉力和BC杆的 弹力处于平衡，根据平衡知 F=mgtan 0 (2)当轻杆BC对小球的弹力为 公 B 零时，小球靠重力和拉力的合力 提供向心力，根据牛顿第二定律 得mgtan0=mw2L mg gtan 0 解得：wL 在竖直方向上小球合力为零，有F:cos日=mg 解得：B= 当角速度增大时，由于小球竖直方向上的合力为零，则 细线上的弹力不变， 答案：(1)mgtan9（2) /gtan 0 mg L cos9w变化时细线 上的弹力大小不变 假期作业5 情景辨析 (1)/(2)/(3)/(4)/ 技能提升 1,AB[分析两球的受力，可知重力、弹力相等，向心力也 相等，选项D错误.向心力下，=m号，A小球对应的半 径大，则其线速度也较大，选项A正确.向心力F= mrw2,A小球对应的半径大，则其角速度较小，选项B正 确，向心力F.=mr(停)，A小球对应的半径大，则共周 期较大，选项C错误.]