2020年新人教版物理必修二5.5向心加速度(限时练)含答案

高一年级限时练·物理·必修2 大象出品 主编：王任俊

5.5向心加速度

A 层

1．(向心加速度的理解)下列关于向心加速度的说法中正确的是( ) A ．向心加速度的方向始终指向圆心 B ．向心加速度的方向保持不变

C ．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的

D ．在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化

2.(传动装置中的向心加速度)如图所示，两轮压紧，通过摩擦传动(不打滑)，已知大轮半径是小轮半径的2倍，E 为大轮半径的中点，C 、D 分别是大轮和小轮边缘上的一点，则E 、C 、D 三点向心加速度大小关系正确的是( )

A ．a n C ＝a n D ＝2a n E

B ．a n

C ＝2a n

D ＝2a n

E C ．a n C ＝

a n D 2

＝2a n E D ．a n C ＝

a n D 2

＝a n E

3.(向心加速度与半径的关系)(多选)如图所示为A 、B 两物体做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象，其中A 为双曲线的一个分支，由图可知( )

A ．A 物体运动的线速度大小不变

B ．A 物体运动的角速度大小不变

C ．B 物体运动的角速度大小不变

D ．B 物体运动的角速度与半径成正比

4．(匀速圆周运动的加速度)(多选)一只质量为m 的老鹰，以速率v 在水平面内做半径为r 的匀速圆周运动，则关于老鹰的向心加速度的说法正确的是( )

A ．大小为v 2r

B ．大小为g －v 2

r

C ．方向在水平面内

D ．方向在竖直面内

5.(综合)如图所示，一圆环以直径AB 为轴匀速转动，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a P ＝a Q ＝a R

B ．任意时刻P 、Q 、R 三点向心加速度的方向不同

C ．线速度v P ＞v Q ＞v R

D ．任意时刻P 、Q 、R 三点的线速度方向均不同

6.(综合)如图所示，一球体绕轴O 1O 2以角速度ω匀速旋转，A 、B 为球体上两点，下列几种说法中正确的是( )

A ．A 、

B 两点具有相同的角速度 B ．A 、B 两点具有相同的线速度

C ．A 、B 两点的向心加速度的方向都指向球心

D ．A 、B 两点的向心加速度之比为21

7.(向心加速度的计算)滑板运动是深受青少年喜爱的运动，如图所示，某滑板运动员恰好从B 点进入半径为2.0 m 的1

4光滑圆弧轨道，该圆弧轨道在C 点与水平光滑轨道相接，运动员滑到C 点时的速度大小为10 m/s 。

求他到达C 点前、后瞬间的加速度。(不计各种阻力)

B 层

8. (综合)(多选)小球质量为m ，用长L 的轻悬线固定于O 点，在O 点的正下方L

2处钉有一颗钉子P ，把悬

线沿水平方向拉直，如图所示。若无初速度释放小球，当悬线碰到钉子后的瞬间(设线没有断)( )

A ．小球的角速度突然增大

B ．小球的线速度突然减小到零

C ．小球的向心加速度突然增大

D ．小球的线速度突然增大

9. (综合)如图所示，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的大小。(重力加速度为g )

学习反思：

5.5向心加速度（限时练）答案

1、答案 A

解析 向心加速度的方向时刻指向圆心，A 正确，B 错误；匀速圆周运动中，向心加速度的大小不变，方向时刻变化，故C 、D 错误。

2、答案 C

解析 C 、E 两点同轴转动，角速度相等，由a n ＝ω2r ，有a n C

a n E

＝2，即a n C ＝2a n E ；两轮边缘

点的线速度大小相等，C 、D 两点的线速度大小相等，由a n ＝v 2r ，有a n C a n D ＝12，即a n C ＝1

2a n D ，故选

C 。

3、答案 AC

解析 因为A 为双曲线的一个分支，说明a 与r 成反比，由a ＝v 2

r 可知，A 物体运动的线速度大小不变，故A 正确，B 错误；而OB 为过原点的直线，说明a 与r 成正比，由a ＝ω2r 可知，B 物体运动的角速度大小不变，故C 正确，D 错误。

4、答案 AC

解析 根据a n ＝v 2

r 可知A 正确；由于老鹰在水平面内做匀速圆周运动，向心加速度始终指向圆心，所以向心加速度的方向在水平面内，C 正确。

5、答案 C

解析 圆环各处的角速度相等，由a ＝ω2r 知a P ＞a Q ＞a R ，故A 错误；由v ＝ωr 知v P ＞v Q ＞v R ，故C 正确；由于向心加速度总是指向圆周运动圆心，所以P 、R 、Q 处的向心加速度的方向都垂直于AB 轴且指向AB 轴，即P 、Q 、R 三点向心加速度的方向相同，B 错误；线速度方向都垂直于向心加速度，故P 、Q 、R 三点的线速度方向相同，D 错误。

6、答案 A

解析 A 、B 为球体上两点，因此A 、B 两点的角速度与球体绕轴O 1O 2旋转的角速度相同，A 正确；如图所示，A 以P 为圆心做圆周运动，B 以Q 为圆心做圆周运动，因此A 、B 两点的向心加速度方向分别指向P 、Q ，C 错误；设球的半径为R ，则A 运动的半径r A ＝R sin60°，B 运动的半径r B ＝R sin30°，v A v B ＝ωr A ωr B ＝sin60°sin30°＝31，B 错误；a A a B ＝ω2r A ω2r B

＝3

1，D 错误。

7、答案 50 m/s 2，方向竖直向上 0

解析 运动员到达C 点前的瞬间做圆周运动，加速度大小a ＝v 2r ＝102

2 m/s 2＝50 m/s 2，方向在该位置指向圆心，即竖直向上。运动员到达C 点后的瞬间合外力为0，加速度为0。