教科必修第二冊22勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度達(dá)標(biāo)作業(yè)

2021-2022學(xué)年教科版〔2021〕必修第二冊達(dá)標(biāo)作業(yè)〔解析版〕1．如下列圖的皮帶傳動(dòng)裝置中，甲、乙、丙三輪的軸均為水平軸，其中甲、丙兩輪半徑相等，乙輪半徑是丙輪半徑的一半。A、B、C三點(diǎn)分別是甲、乙、丙三輪的邊緣點(diǎn)，假設(shè)傳動(dòng)中皮帶不打滑，那么〔〕A．A、B、C三點(diǎn)的角速度大小之比為2：1：1B．A、B、C三點(diǎn)的線速度大小之比為1：1：4C．A、B、C三點(diǎn)的向心加速度大小之比為1：2：4D．A、B、C三點(diǎn)的周期大小之比為1：2：22．如下列圖，V形細(xì)桿AOB能繞其豎直對稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩質(zhì)量相等的小環(huán)分別套在V形桿的兩臂上，并用一定長度的輕質(zhì)細(xì)線連接，兩環(huán)與臂間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。假設(shè)保持細(xì)線始終處于水平狀態(tài)，桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最小值為，那么〔〕A．角速度為時(shí)，環(huán)受到4個(gè)力的作用B．角速度大于時(shí)，細(xì)線上一定有拉力C．角速度大于時(shí)，環(huán)受到的摩擦力可能為0D．角速度大于時(shí)，環(huán)受到的摩擦力方向一定沿桿向下3．如下列圖，皮帶傳動(dòng)裝置在運(yùn)行中皮帶不打滑。兩輪半徑分別為r和R，且r=R，M、N分別為兩輪邊緣上的點(diǎn)，那么在皮帶輪運(yùn)行過程中，以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．它們的角速度之比ωM∶ωN＝2∶3 B．它們的向心加速度之比aM∶aN＝1∶1C．它們的速率之比vM∶vN＝2∶3 D．相同時(shí)間內(nèi)M、N所經(jīng)過的路程相等4．如下列圖，自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑之比為2：1：6，它們的邊緣有三個(gè)點(diǎn)A、B、C。在自行車正常騎行時(shí)，以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．A、B兩點(diǎn)的角速度大小相等1：1B．B、C兩點(diǎn)的線速度大小相等1：1C．B、C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為1：6D．A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為2：15．關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)D．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度方向始終指向圓心6．如下列圖，為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，a是它的邊緣上的一點(diǎn)，左輪是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)位于小輪和大輪的邊緣，假設(shè)在傳動(dòng)過程中皮帶不打滑，那么〔〕A．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的角速度相等B．a(chǎn)點(diǎn)的線速度小于d點(diǎn)的線速度C．a(chǎn)點(diǎn)的向心加速度小于d點(diǎn)的向心加速度D．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)中，b點(diǎn)的向心加速度最大7．關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下認(rèn)識正確的選項(xiàng)是〔〕A．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度不變C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度不變D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度不變8．A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在相同時(shí)間內(nèi)它們通過的路程比sA∶sB=2∶3，轉(zhuǎn)過的角度比φA∶φB=3∶2，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．它們的周期比TA∶TB=2∶3B．它們的周期比TA∶TB=3∶2C．它們的向心加速度大小比aA∶aB=4∶9D．它們的向心加速度大小比aA∶aB=9∶49．如圖，AB兩點(diǎn)為奶茶塑封機(jī)手壓桿上的兩點(diǎn)，A在桿的頂端，B在桿的中點(diǎn)處。桿在向下轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．A、B兩點(diǎn)線速度大小之比為2∶1B．A、B兩點(diǎn)線速度大小之比為1∶2C．A、B兩點(diǎn)周期大小之比為2∶1D．A、B兩點(diǎn)向心加速度大小之比為1∶110．關(guān)于物體所受合外力的方向，以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其所受合外力的大小恒定、方向變化B．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其所受合外力不可能是恒力C．物體做的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其所受合外力的方向一定指向圓心D．物體做速率不變的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其所受合外力總是與速度方向垂直11．一皮帶傳動(dòng)裝置如下列圖，右輪的半徑為r，A是它邊緣上的一點(diǎn)．左側(cè)是半徑為的大輪，B點(diǎn)位于小輪的邊緣上，假設(shè)在傳動(dòng)過程中，皮帶不打滑．那么〔〕A．A點(diǎn)與B點(diǎn)的線速度大小之比為2∶1B．A點(diǎn)與B點(diǎn)的角速度大小之比為1∶2C．A點(diǎn)與B點(diǎn)的向心加速度大小之比為1∶2D．A點(diǎn)與B點(diǎn)的向心加速度大小之比為2∶112．如圖是向心力演示儀的示意圖，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的小球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由長槽及短槽上的擋板6對小球的彈力提供，該力的大小通過擋板的杠桿使彈簧測力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8，因此標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個(gè)球所受向心力的大小。長槽上A1擋板距左轉(zhuǎn)軸的距離與短槽上B擋板距右轉(zhuǎn)軸的距離相等。A2擋板距左轉(zhuǎn)軸的距離是A1擋板距左轉(zhuǎn)軸距離的兩倍。皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上，可改變兩個(gè)塔輪的轉(zhuǎn)速比，以探究物體做圓周運(yùn)動(dòng)向心力大小的影響因素。兩個(gè)塔輪為傳動(dòng)皮帶提供了三個(gè)檔位：轉(zhuǎn)速比分別是1：1、1：2和1：3.現(xiàn)在要用控制變量法探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系，需要把質(zhì)量比為1：2的兩個(gè)球分別放在演示儀上適宜的位置并選取適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)檔位，以下正確的選項(xiàng)是〔〕A．球分別放在位置A1、B，傳動(dòng)選1：3檔位B．球分別放在位置A1、A2，傳動(dòng)選1：1檔位C．球分別放在位置A1、A2，傳動(dòng)選1：2檔位D．球分別放在位置A1、B，傳動(dòng)選1：1檔位13．如圖為一皮帶傳動(dòng)裝置，大輪與小輪固定在同一根軸上，小輪與另一中等大小的輪子間用皮帶相連，它們的半徑之比是rA∶rB∶rC=1：3：5，A、B、C分別為輪子邊緣上的三點(diǎn)，那么()A．A與B點(diǎn)的線速度大小相等B．B、C兩點(diǎn)線速度之比vB∶vC=5:1C．B、C兩點(diǎn)的角速度之比ωB∶ωC=3:1D．三點(diǎn)的向心加速度之比3:1:1514．如下列圖是磁帶錄音機(jī)的磁帶盒的示意圖，A、B為纏繞磁帶的兩個(gè)輪子邊緣上的點(diǎn)，兩輪的半徑均為r，在放音結(jié)束時(shí)，磁帶全部繞到了B點(diǎn)所在的輪上，磁帶的外緣半徑R=3r，C為磁帶外緣上的一點(diǎn)?，F(xiàn)在進(jìn)行倒帶，那么此時(shí)〔〕A．A、B、C三點(diǎn)的周期之比為3：1：3B．A、B、C三點(diǎn)的線速度之比為3：1：3C．A、B、C三點(diǎn)的角速度之比為1：3：3D．A、B、C三點(diǎn)的向心加速度之比為9：1：315．一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面，圓錐筒固定，小球A和小球B沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如下列圖A的運(yùn)動(dòng)半徑較大，那么以下判斷不正確的選項(xiàng)是〔〕A．A球的加速度大于B球的加速度B．A球的線速度大于B球的線速度C．A球的角速度等于B球角速度D．A球的向心力等于B球的向心力16．在一墻面上用繩栓一質(zhì)量為10kg的小球，現(xiàn)給它一個(gè)10m/s的初速度，讓其在水平面上以R=5m的半徑做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，具體情況見圖．求：在小球運(yùn)動(dòng)的過程中，繩對小球有多大的拉力？17．如圖，一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，在半徑為的圓盤上，以4m/s的線速度隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)。那么：(1)向心加速度多大？(2)所需向心力多大？參考答案1．C【詳解】AB．由于甲、乙兩輪是皮帶傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是兩輪與皮帶接觸點(diǎn)的線速度的大小與皮帶的線速度大小相同，故乙、丙兩輪共軸，故兩輪角速度相同，即由角速度和線速度的關(guān)系式可得故故AB錯(cuò)誤；C．對點(diǎn)A、B，向心加速度A、B兩點(diǎn)向心加速度大小之比為1：2，對點(diǎn)B、C，向心加速度B、C兩點(diǎn)向心加速度大小之比為1：2，故A、B、C三點(diǎn)向心加速的大小之比為1：2：4，故C正確；D．周期A、B、C三點(diǎn)的周期大小之比為2：1：1，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選C。2．C【詳解】AB．角速度最小時(shí)，細(xì)線無拉力，fmax沿桿向上，環(huán)受到重力、支持力和摩擦力作用，水平合力提供向心力，故AB錯(cuò)誤。

CD．角速度大于ω0時(shí)，細(xì)線上有拉力，此時(shí)環(huán)受到摩擦力可能為零，也可能沿桿向下，水平分量來提供向心力，故D錯(cuò)誤，C正確。

應(yīng)選C。3．D【詳解】AC．M、N兩點(diǎn)靠傳送帶傳動(dòng)，線速度大小相等，那么速率之比為1：1，根據(jù)知，半徑之比r：R=2：3，那么角速度之比ωM：ωN=3：2故AC錯(cuò)誤；B．根據(jù)知，線速度大小相等，r：R=2：3，那么aM：aN=3：2故B錯(cuò)誤；D．因兩點(diǎn)的線速度相等，那么根據(jù)s=vt可知，相同時(shí)間內(nèi)M、N所經(jīng)過的路程相等，故D正確。應(yīng)選D。4．C【詳解】A．A、B兩點(diǎn)的線速度相等，根據(jù)v=ωr可知，角速度大小之比1：2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．B、C兩點(diǎn)的角速度相等，那么根據(jù)v=ωr可知，線速度大小相等1：6，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)a=ωv可知，B、C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為1：6，選項(xiàng)C正確；D．根據(jù)a=ωv可知，A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為1：2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。選C。5．A【詳解】A．曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向時(shí)刻改變，故一定時(shí)變速運(yùn)動(dòng)，故A正確；B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻改變，是變速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小不變，方向始終指向圓心，時(shí)刻在變化，所以是變加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度方向始終指向圓心，變速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度不一定指向圓心，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選A。6．B【詳解】由于皮帶不打滑，因此又由于b、c、d在一個(gè)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，因此由于可得A．由于可得A錯(cuò)誤；B．由于，可知因此B正確；C．根據(jù)可知故C錯(cuò)誤；D．由于b的角速度最小，半徑最小，因此向心加速度最小，D錯(cuò)誤。應(yīng)選B。7．D【詳解】A．勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度大小不變，方向變化，速度是變化的，是變速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度始終指向圓心，方向時(shí)刻在變化，加速度是變化的，故B錯(cuò)誤；C．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度大小不變，方向變化。故C錯(cuò)誤；D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期、角速度、轉(zhuǎn)速不變。故D正確；應(yīng)選D?！究键c(diǎn)】8．A【詳解】AB．根據(jù)線速度公式可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，線速度與路程成正比．由題可得線速度之比vA：vB=2：3由角速度公式可知：在相同的時(shí)間內(nèi)，角速度與角度成正比．由題可知角速度之比ωA：ωB=3：2而半徑得到半徑之比又周期周期與角速度成反比，那么它們的周期之比TA：TB=2：3B錯(cuò)誤，A正確；CD．根據(jù)a=vω知，向心加速度大小比aA∶aB=1∶1CD錯(cuò)誤。應(yīng)選A。9．A【詳解】AB．由于A、B兩點(diǎn)都在同一桿上，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角速度相同，根據(jù)可得A、B兩點(diǎn)線速度大小之比A正確，B錯(cuò)誤；C．由于轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，因此A、B兩點(diǎn)周期大小之比為1：1，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知A、B兩點(diǎn)向心加速度大小之比D錯(cuò)誤。應(yīng)選A。10．D【詳解】A．物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度恒定，那么所受合外力恒定，故A錯(cuò)誤；B．物體做變速率的曲線運(yùn)動(dòng)，合力不一定改變，比方平拋運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其所受合外力的方向一定指向圓心，假設(shè)非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么合外力一定不指向圓心，存在沿切向和沿徑向的分力，故C錯(cuò)誤；D．物體做勻速率曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的大小不變，所以其合力一直不做功，那么其的方向總是與速度方向垂直，故D正確；應(yīng)選D。11．D【詳解】A．兩輪邊緣線速度大小相等，所以線速度大小之比為1∶1，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)角速度公式可得A點(diǎn)與B點(diǎn)的角速度大小之比為2∶1，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)A點(diǎn)與B點(diǎn)的向心加速度大小之比為2∶1，C錯(cuò)誤，D正確。應(yīng)選D。12．D【詳解】控制變量法探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系，需要控制半徑和轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度一定，長槽上A1擋板距左轉(zhuǎn)軸的距離與短槽上B擋板距右轉(zhuǎn)軸的距離相等，那么球分別放在位置A1、B，轉(zhuǎn)速比應(yīng)該是1：1，即傳動(dòng)選1：1檔位。應(yīng)選D。13．AD【解析】【詳解】對于A、B兩點(diǎn)：線速度大小v相等；對于A、C兩點(diǎn)：角速度ω相等，由公式v=ωr，vA：vC=rA：rC=1：5，所以vB：vC=1：5，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)ω=v/r得：ωA：ωB=rB：rA=3：1，所以ωB：ωC=1：3；所以ωA：ωB：ωC=3：1：3，故C錯(cuò)誤；由公式a=ω2r，得aA：aB：aC=3：1：15，故D正確。應(yīng)選AD.14．BD【詳解】A．靠傳送帶傳動(dòng)輪子邊緣上的點(diǎn)具有相同的線速度，故A、C兩點(diǎn)的線速度相等，即vA：vC=1：1C的半徑是A的半徑的3倍，根據(jù)v=rω知ωA：ωC=3：1B與C屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以ωB=ωC根據(jù)周期與角速度的關(guān)系所以ωB=ωC那么TB=TC所以A、B、C三點(diǎn)的周期之比1：3：3，故A錯(cuò)誤；B．B與C的角速度相等，由v=ωr可知vB：vC=1：3所以A、B、C三點(diǎn)的線速度之比3：1：3．故B正確；C．由于ωA：ωC=3：1ωB=ωC所以A、B、C三點(diǎn)的角速度之比3：1：1．故C錯(cuò)誤；D．向心加速度a=ω?v所以aA：aB：aC=ωAvA：ωBvB：ωCvC=3×3：1×1：1×3=9：1：3故D正確。應(yīng)選BD。15．ACD【詳解】對小球受力分析，小球受重力和支持力，兩者的合力提供向心力，如下列圖：根據(jù)牛頓第二定律有A．由上式可得小球