【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版向心力限时过关练（解析版） 9页

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：向心力（解析版)‎ ‎1．如图所示，两个半径不同的水平圆盘，绕固定竖直中心轴以相同角速度转动，且，关于M、N和P点的线速度及向心加速度大小的比较，下列说法正确的是 A．N点的线速度最小 B．M、N两点的线速度相等 C．N点的向心加速度最大 D．P、N两点的向心加速度大小相等 ‎2．如图所示，可视为质点的物体被绳子拉住，在光滑水平桌面内绕O点做匀速圆周运动，则物体做圆周运动所需的向心力来源于 A．物体受到的重力 B．桌面对物体的支持力 C．桌面对物体的摩擦力 D．绳子对物体的拉力 ‎3．如图所示，B 和 C 是一组塔轮，固定在同一转动轴上，其半径之比为 RB∶RC＝3∶2，A 轮的半径与 C 轮相同， 且 A 轮与 B 轮紧靠在一起，当 A 轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦的作用，B 轮也随之无滑动地转动起 来．a、b、c 分别为三轮边缘上的三个点，则 a、b、c 三点在运动过程中的（ ）‎ A．线速度大小之比为 3∶2∶2‎ B．角速度之比为 3∶3∶2‎ C．向心加速度大小之比为 9∶6∶4‎ D．转速之比为 2∶3∶2‎ ‎4．水平放置的三个不同材料制成的圆轮A、B、C，用不打滑皮带相连，如图所示（俯视图），三圆轮的半径之比为RA：RB：RC＝3：2：1，当主动轮C匀速转动时，在三轮的边缘上分别放置一小物块P（可视为质点），P均恰能相对静止在各轮的边缘上，设小物块P所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小物块P与轮A、B、C接触面间的动摩擦因数分别为μA、μB，μC，A、B、C三轮转动的角速度分别为ωA、ωB、ωC，则（　　）‎ A．μA：μB：μC＝2：3：6‎ B．μA：μB：μC＝6：3：2‎ C．ωA：ωB：ωC＝1：2：3‎ D．ωA：ωB：ωC＝6：3：2‎ ‎5．如图为一压路机的示意图，其大轮半径是小轮半径的1.5倍．A、B分别为大轮和小轮边缘上的点．在压路机前进时（　　）‎ A．A、B两点的线速度之比为：2：3‎ B．A、B两点的线速度之比为：3：2‎ C．A、B两点的角速度之比为：3：2‎ D．A、B两点的向心加速度之比为：2：3‎ ‎6．如图所示的皮带传动装置中，轮B和C同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且其半径RA＝RC＝2RB，则三质点的向心加速度之比aA：aB：aC等于（　　）‎ A．4：2：1 B．2：1：‎2 ‎C．1：2：4 D．4：1：4‎ ‎7．一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速度为v，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，则它在最低点时受到的摩擦力为( 　　)‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎8．关于物体做曲线运动的描述，下列说法正确的是（）‎ A．物体在变力作用下一定做曲线运动 B．速度一定在不断变化，加速度可以不变 C．匀速圆周运动是加速度不变的曲线运动 D．做斜抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下 ‎9．A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相同的时间内它们通过的路程之比sA∶sB=2∶3，转过的角度之比A∶B=3∶2，则下列说法中正确的是 A．它们的轨道半径之比RA∶RB=4∶9 B．它们的周期之比TA∶TB=3∶2‎ C．它们的线速度之比vA∶vB=3∶2 D．它们的加速度之比aA∶aB=1∶1‎ ‎10．如图（a）所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，质量为‎0.6kg的小球C（小球可视为质点）用细绳拴在铁钉B上，A、B、C在同一直线上．t=0时，给小球一垂直于绳，大小为‎2m/s的速度，使小球在水平面上做圆周运动．在0≤t≤t2时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图（b）所示．若细绳能承受的最大拉力为6.4N，则下列说法中正确的是（）‎ A．两钉子间的距离为‎0.2m B．t=3.3s时细绳拉力的为3N C．t1为0.6πs D．小球从开始运动到绳被拉断历时2πs ‎11．如图所示，在以角速度匀速转动的水平圆盘上放一质量m的滑块，滑块到转轴的距离r，滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动（两者未发生相对滑动）. 求:‎ ‎（1）圆盘的转动周期；‎ ‎（2）滑块运动的线速度大小；‎ ‎（3）滑块受到的向心力大小.‎ ‎12．如图所示，轻绳一端系一质量为m的小球，另一端做成一个绳圈套在图钉A和B上，此时小球在光滑的水平平台上做半径为a、角速度为ω的匀速圆周运动．现拔掉图钉A让小球飞出，此后绳圈又被A正上方距A高为h的图钉B套住，达稳定后，小球又在平台上做匀速圆周运动．求：‎ ‎(1)图钉A拔掉前，轻绳对小球的拉力大小；‎ ‎(2)从拔掉图钉A到绳圈被图钉B套住前小球做什么运动？所用的时间为多少？‎ ‎(3)小球最后做匀速圆周运动的角速度．‎ ‎ 参考答案 ‎1．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由于两个半径不同的水平圆盘同轴转动，角速度相同，根据可知点的线速度最大，点与点的线速度相等，根据可知点的向心加速度最大，点与点的向心加速度相等，故选项C正确，A、B、D错误。‎ ‎2．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 物体被绳子拉住在光滑水平桌面内绕点做匀速圆周运动，受到重力、桌面对物体的支持力和绳子对物体的拉力的作用，物体做圆周运动所需的向心力由绳子对物体的拉力来提供，故选项D正确，A、B、C错误。‎ ‎3．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故：va：vb=1：1；根据公式v=rω，有：ωa：ωb=3：2；根据ω=2πn，有：na：nb=3：2；根据a=vω，有：aa：ab=3：2；轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故：ωb：ωc=1：1；根据公式v=rω，有：vb：vc=3：2；根据ω=2πn，有：nb：nc=1：1；根据a=vω，有：ab：ac=3：2；综合得到：va：vb：vc=3：3：2；ωa：ωb：ωc=3：2：2；na：nb：nc=3：2：2；aa：ab：ac=9：6：4，故ABD错误，C正确。‎ ‎4．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 小物块P水平方向只受最大静摩擦力，提供向心力，所以向心加速度a＝μg，而，ABC三轮边缘的线速度大小相同，所以，所以μA：μB：μC＝2：3：6；由v＝Rω可知，，所以ωA：ωB：ωC＝2：3：6，BCD错误A正确。‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB、压路机前进时，其轮子边缘上的点参与两个分运动，即绕轴心的转动和随着车的运动；与地面接触点速度为零，故、两点圆周运动的线速度大小都等于汽车前进的速度大小，故、两点的线速度之比，故选项A、B错误；‎ CD、、两点的线速度之比，根据公式可知，线速度相等时角速度与半径成反比，故、两点的角速度之比，由可知，、两点的向心加速度之比，故选项D正确，C错误。‎ ‎6．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由于B轮和A轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故vA＝vB，∴vB：vA＝1：1；由于C轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即ωC＝ωB，故ωC：ωB＝1：1，由角速度和线速度的关系式v＝ωR可得vC：vB＝RC：RB＝2：1，∴vA：vB：vC＝1：1：2，又因为RA＝RC＝2RB，根据 得：aA：aB：aC＝1：2：4，故选C。‎ ‎7．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 在最低点，根据牛顿第二定律得，则所以摩擦力，故C正确，ABD错误；故选C ‎8．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，当合外力大小变化，方向不变且与速度在同一直线上时，物体做直线运动，故A错误；‎ B.做曲线运动的物体合外力大小和方向不一定变化，比如平抛运动，受到的就是恒力（重力）的作用，加速度不变，故B正确；‎ C.匀速圆周运动是加速度方向时刻变化，故C错误；‎ D.物体做曲线运动时，合力与速度不在同一条直线上，所以做斜抛运动的物体落地时的速度方向不可能竖直向下，故D错误。‎ 故选：B ‎9．AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据线速度公式可知：在相同的时间内，线速度与路程成正比。由题可得线速度之比vA：vB=2：3，由角速度公式可知：在相同的时间内，角速度与角度成正比。由题可知角速度之比ωA：ωB=3：2，而半径，得到半径之比RA、RB=4：9．故A正确，C错误；周期，周期与角速度成反比，则它们的周期之比TA：TB=2：3，故B错误；根据a=vω知，向心加速度之比为1：1，故D正确；‎ ‎10．ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.由牛顿第二定律可得：，当F=2N时，r1=1. ‎2m，F=2. 4N时，r2=‎1m，两钉子间的距离d为小球做圆周运动减小的半径即，故A正确；‎ BC.由周期可得，r1=1. ‎2m时，T1=1. 2πS，r2=‎1m时，T2=πs，而小球每经半个周期与另一钉子接触，小球从开始运动经T1/2=0. 6πs绳子与铁钉A接触，小球做圆周运动半径减小，绳子受到的拉力增大，所以t1=0. 6π；小球从开始运动经=3. 45s＞3. 3s绳子才再次与铁钉B接触，所以t=3. 3s时细绳拉力仍为2. 4N，故B错误，C正确；‎ D.当绳受到的拉力为6. 4N时，r=0. ‎375m＜0. ‎4m，即当r=0. ‎4m时，绳子还不会断，小球从开始运动到绳被拉断历时，故D正确.‎ 故选：ACD ‎11．（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）根据角速度和周期的关系可知，滑块的周期。 （2）滑块运动的线速度大小 v=ωr。 （3）滑块受到向心力F=mω2r。‎ ‎12．(1)T＝mω‎2a (2) 做匀速直线运动， (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)拔掉A图钉前，轻线的拉力为小球做圆周运动的向心力，设其大小为T，则由牛顿第二定律得，轻线的拉力大小为T＝mω‎2a　 ‎ ‎(2)小球沿切线方向飞出做匀速直线运动，直到线环被图钉B套住前，小球速度为v＝ωa 匀速运动的位移，则时间 ‎(3)v可分解为切向速度v1和法向速度v2，绳被拉紧后v2＝0，小球以速度v1做匀速圆周运动，半径r＝a+h 由，得：‎