《2020版新教材高中物理 3.2.1 向心力與向心加速度課堂檢測（含解析）魯教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版新教材高中物理 3.2.1 向心力與向心加速度課堂檢測（含解析）魯教版必修2（3頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、向心力與向心加速度 1.關(guān)于向心加速度,下列說法中正確的是 (　　) A.向心加速度是描述線速度變化快慢的物理量 B.向心加速度只改變線速度的方向,不改變線速度的大小 C.向心加速度大小恒定,方向時(shí)刻改變 D.向心加速度的大小也可以用a=來計(jì)算 【解析】選B。加速度是描述速度變化快慢的物理量,而向心加速度是描述線速度方向變化快慢的物理量,故A錯(cuò)誤,B正確。根據(jù)向心加速度的計(jì)算公式a=可知,只有勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小才恒定,故C錯(cuò)誤。圓周運(yùn)動(dòng)的加速度是時(shí)刻改變的,向心加速度是瞬時(shí)加速度而不是平均加速度,故不能用a=來計(jì)算,只能用a=或a=rω2=r=(2πf)2r來計(jì)算,故D錯(cuò)

2、誤。 2.如圖所示,一圓盤可繞一通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),在圓盤上放一塊橡皮,橡皮塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視為逆時(shí)針)。某段時(shí)間圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大,但橡皮塊仍相對(duì)圓盤靜止,在這段時(shí)間內(nèi),關(guān)于橡皮塊所受合力F的方向的四種表示(俯視圖)中,正確的是 (　　) 【解析】選C。橡皮塊做加速圓周運(yùn)動(dòng),合力不指向圓心,但一定指向圓周的內(nèi)側(cè);由于做加速圓周運(yùn)動(dòng),速率不斷增加,故合力與速度的夾角小于90°,選項(xiàng)C正確。 3.如圖所示,在水平轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上,兩個(gè)完全一樣的木塊A、B一起隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)的角速度為ω,已知A、B木塊所在的兩點(diǎn)到圓盤中心O的距離為rA和rB,則兩木塊的向心力之

3、比為 (　　) A.rA∶rB　　　　　　　　 B.∶ C.∶　　　　　　 D.∶ 【解析】選A。木塊A、B在繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的過程中,是木塊與圓盤間的靜摩擦力提供了向心力,因兩木塊旋轉(zhuǎn)的角速度ω等大,質(zhì)量一樣,由向心力公式F=mrω2得FA=mrAω2 ① FB=mrBω2 ② 由①②兩式得FA∶FB=rA∶rB,故答案應(yīng)選A。 4.兒童樂園中,一個(gè)質(zhì)量為15 kg的小孩騎在旋轉(zhuǎn)木馬上隨木馬一起在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知轉(zhuǎn)軸距木馬5 m遠(yuǎn),每10 s轉(zhuǎn)1圈,把小孩的轉(zhuǎn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(π2取10)求: (1)小孩轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度的大小。 (2)小孩轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度的大小。

4、 (3)小孩轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力的大小。 【解析】(1)小孩轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為:ω== rad/s=0.2π rad/s (2)根據(jù)a=ω2r得小孩轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度為:a=(0.2π)2×5 m/s2=2 m/s2 (3)根據(jù)F=mω2r得,F=15×(0.2π)2×5 N=30 N 答案:(1)0.2π rad/s　(2)2 m/s2　(3)30 N 情境:太空探索是當(dāng)前各大國都在花重金打造的項(xiàng)目,但在星際航行中,宇航員長期處于零重力狀態(tài),從而導(dǎo)致宇航員身體不適,為緩解這種不適,有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”,如圖所示。當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí),宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上,可以感受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力。 問題:(1)為達(dá)到上述目的,如果使轉(zhuǎn)動(dòng)角速度小一些,對(duì)旋轉(zhuǎn)艙的半徑有什么要求? (2)旋轉(zhuǎn)艙大小的設(shè)計(jì)與宇航員的質(zhì)量有無關(guān)系?為什么? 【解析】(1)宇航員在艙內(nèi)受到的支持力與他站在地球表面時(shí)受到的支持力大小相等,mg=mrω2,即g=rω2,可見ω越小,r就應(yīng)越大; (2)從(1)結(jié)果可知宇航員隨艙旋轉(zhuǎn)角速度大小與宇航員質(zhì)量無關(guān)。根據(jù)g=rω2可知,艙體大小與旋轉(zhuǎn)角速度有關(guān),與宇航員質(zhì)量無關(guān)。 答案:(1)旋轉(zhuǎn)艙的半徑應(yīng)增大。 (2)見解析。 - 3 -