人教版高中物理必修二第1部分第五章第5节课时跟踪训练 联系客服

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高中物理学习材料 (马鸣风萧萧**整理制作)

[课时跟踪训练] (满分50分 时间30分钟)

一、选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分,每小题至少有一个选项正确) 1.由于地球自转,比较位于赤道上的物体1与位于北纬60°的物体2,则( ) A.它们的角速度之比ω1∶ω2=2∶1 B.它们的线速度之比v1∶v2=2∶1 C.它们的向心加速度之比a1∶a2=2∶1 D.它们的向心加速度之比a1∶a2=4∶1

解析:随地球一起转动的物体具有相同的角速度,故A错误。但各自转动的轨道半径1与所处的纬度有关,r2=Rcos 60°=r1。由v=ωr得,线速度之比v1∶v2=2∶1,由a=ω2r

2得它们的向心加速度之比a1∶a2=2∶1,故B、C正确,D错误。

答案:BC

2.如图1所示,O、O′为两个皮带轮,O轮的半径为r,O′轮的半径为R,且R>r,M点为O轮边缘上的一点,N点为O′轮上的任意一点,当皮带轮转动时,(设转动过程中不打滑)则( )

A.M点的向心加速度一定大于N点的向心加速度 B.M点的向心加速度一定等于N点的向心加速度 C.M点的向心加速度可能小于N点的向心加速度 D.M点的向心加速度可能等于N点的向心加速度

解析:在O′轮的边缘上取一点Q,则Q点和N点在同一个轮子上,其角速度相等,即ωQ=ωN,又rQ≥rN,由向心加速度公式an=ω2r可知aQ≥aN;由于皮带转动时不打滑,Q点和M点都在由皮带传动的两个轮子边缘,这两点的线速度大小相等,即vQ=vM,又v2

rQ>rM,由向心加速度公式an=r可知,aQaN,A正确。

答案:A

3.一质点做半径为r的匀速圆周运动,它的加速度、角速度、线速度、周期分别为a、

图1

马鸣风萧萧

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ω、v、T,下列关系中正确的有( )

A.ω=a

r

ω=

B.v=ra D.T=2π

ra C.a=vω 解析:因为

a=ω2r,所以

v2a,A正确;因为a=,所以v=ar,B错误;因rr

r

a,D正确。

为a=ω2r,又v=ωr,所以a=vω,C正确;因为a=(T)2·r,所以T=2π答案:ACD

4.上海锦江乐园的“摩天转轮”可以在竖直平面内转动,其直径达98 m。游人乘坐时,转轮始终不停地做匀速转动,每转动一圈用时25 min,则( )

A.每时每刻,每个人受到的合力都不等于零 B.每个乘客都在做加速度为零的匀速运动

C.乘客在乘坐过程中,向心加速度并不是零,只是很微小 D.乘客在乘坐过程中的速度始终不变

解析:“摩天转轮”匀速转动,其上的人随之做匀速圆周运动,而匀速圆周运动属于变速运动,必定有加速度(向心加速度),根据牛顿第二定律,人所受合力一定不为零;同时,人在竖直平面内做匀速圆周运动,向心加速度的方向随时改变,但大小一定,an=ω2r=

4π2

T2

4π298-

r=× m/s2=8.6×104 m/s2;另外,乘客随转轮做匀速圆周运动,其速度的大小22?25×60?不发生变化,但速度的方向时刻变化。所以选项A、C正确。

答案:AC

5.在冰上芭蕾舞表演中,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 C.角速度变大

B.线速度变大 D.向心加速度变大

,随ω的ω

解析:他转动的速度逐渐变快,说明角速度变大,而v=ωr,a=ω2r,T=增大,v、a在变大,T将变小,A错误,B、C、D正确。

答案:BCD

6.一物体以12 m/s的线速度做匀速圆周运动,转动周期为3 s,则物体在运动过程中的任一时刻,速度变化率的大小为( )

2 π

A. m/s2 3C.0

B.8 m/s2 D.8 π m/s2

马鸣风萧萧

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解析:速度变化率即向心加速度,an=ωv=答案:D

2π2πv=×12 m/s2=8 π m/s2,D对。 T3

7.如图2所示,一圆环以直径AB为轴做匀速转动,P、Q、R是环上的三点,则下列说法正确的是( )

A.向心加速度的大小aP=aQ=aR

B.任意时刻P、Q、R三点向心加速度的方向相同 C.线速度vP>vQ>vR

D.任意时刻P、Q、R三点的线速度方向均不同

解析:R、Q、P三点的轨道圆心都在轴AB上,且它们的轨道平面互相平行,因此三点的角速度相同,由于向心加速度方向也相同且指向轴AB,由a=rω2可知:aP>aQ>aR,又由v=rω可知vP>vQ>vR,因此A错,B、C对;三点的线速度方向都沿轨迹的切线方向,故它们的线速度方向相同,D错。

答案:BC

8.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,转动半径之比为3∶4,在相同的时间里甲转过60圈,乙转过45圈,则它们的向心加速度之比为( )

A.3∶4 C.4∶9

B.4∶3 D.9∶4

图2

解析:根据公式an=ω2r

a甲乙Δθ2πa甲r甲T2tt

及ω==知 =×2,而T甲=,T乙=,所以ΔtT6045a乙r乙T甲a乙

36024

=×2=,B项正确。 4453

答案:B

二、非选择题(本题共2小题,共18分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)

9.(9分)如图3所示,压路机大轮的半径R是小轮半径r的2倍。压路机匀速行驶时,大轮边缘上A点的向心加速度是12 cm/s2,那么小轮边缘上B点

R

的向心加速度是多少?大轮上距轴心距离为的C点的向心加速度大小是多少? 图3

3解析:大轮边缘上A点的线速度大小与小轮边缘上B点的线速度大小相等。 v2v2R

由aA=R和aB=r得aB=raA=24 cm/s2 C点和A点同在大轴上,角速度相同, RaA

由aA=ω2R和aC=ω2·得aC==4 cm/s2。

33答案:24 cm/s2 4 cm/s2

马鸣风萧萧

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10.(9分)如图4所示,甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动,甲沿顺时针方向做匀速圆周运动,圆周半径为R;乙做自由落体运动,当乙下落至A点时,甲恰好第一次运动到最高点B,求甲物体做匀速圆周运动的向心

加速度。

解析:设乙下落到A点的时间为t, 1

则对乙满足R=gt2,得t=

22R, g

图4

这段时间内甲运动了3

4T,即

3T=2R4

g。

2

又由于an=ω2R=

4πT2

R,

由①②得an=9

8π2g。

答案:9

8

π2g

马鸣风萧萧