- 向心加速度
- 共552题
如图所示为质点P、Q作匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图形.表示质点P的图线是双曲线,表示质点Q的图线是过原点的一条直线.由图线可知( )
正确答案
解析
解:A、P质点向心加速度与半径成反比,根据a=,知线速度大小不变,根据
可知,线速度不变,角速度随半径变化,故AB正确;
C、Q物体的向心加速度与半径成正比,根据a=rω2,知角速度不变,根据v=ωr可知,线速度随半径变化,故CD错误;
故选:AB
向心加速度的公式(含v、ω、T的):a=______=______=______.
正确答案
ω2R
解析
解:向心加速度的公式为:
a==ω2R=
;
故答案为:、ω2R、
.
关于匀速圆周运动的周期大小,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由公式v= 得:T=
,v大,T不一定小,r越大,T不一定越大,v和r都大,T也不一定小,故AC错误;
B、由ω=得:T=
,角速度大的周期一定小,故B正确;
D、若向心加速度越大,则周期不一定越大,还受到半径的限制,故D错误;
故选:B.
质量相等的A、B两质点分别做匀速圆周运动,若在相等时间内通过的弧长之比为2:3,而转过角度之比为3:2,则A、B两质点周期之比TA:TB=______,向心加速度之比aA:aB=______.
正确答案
解:在相同时间内,它们通过的弧长之比 SA:SB=2:3,由v=公式可知,线速度之比vA:vB=SA:SB=2:3.
在相同时间内,转过的角度之比φA:φB=3:2,
由公式ω=可知角速度之比ωA:ωB=φA:φB=3:2.
由T=得周期之比TA:TB=ωB:ωA=φB:φA=2:3.
向心加速度之比a=,向心力F=ma,质量相等,则向心力之比等于向心加速度之比1:1;
故答案为:2:3;1:1.
解析
解:在相同时间内,它们通过的弧长之比 SA:SB=2:3,由v=公式可知,线速度之比vA:vB=SA:SB=2:3.
在相同时间内,转过的角度之比φA:φB=3:2,
由公式ω=可知角速度之比ωA:ωB=φA:φB=3:2.
由T=得周期之比TA:TB=ωB:ωA=φB:φA=2:3.
向心加速度之比a=,向心力F=ma,质量相等,则向心力之比等于向心加速度之比1:1;
故答案为:2:3;1:1.
如图所示的皮带传动装置,大轮的半径为小轮的2倍,A、B分别是小轮和大轮边缘上的点,皮带不打滑且匀速转动,则A、B两点的线速度之比是______;角速度之比是______;向心加速度之比是______.
正确答案
1:1
2:1
2:1
解析
解:两轮子靠传送带传动,轮子边缘上的点具有相同的线速度,故vA=vB
故vA:vB=1:1
根据公式v=ωr,v一定时,ω∝r-1,故ωA:ωB==2:1
向心加速度:a=v•ω
所以:aA:aB=vAωA:vBωB=2:1;
故答案为:1:1,2:1,2:1.
如图所示,一部机器由电动机带动,皮带轮上表面均处于水平,机器皮带轮的半径r2是电动机皮带轮半径r1的2倍,皮带与两轮之间始终不发生滑动.这时在两轮上各放有一个质量相等的小物体P和Q,随轮一起匀速转动.其中小物体P放于电动机皮带轮边缘;小物体Q放于机器皮带轮内侧某一点A,A点到转轴的距离为轮半径r2的一半.小物体P、Q与皮带轮间的动摩擦因数相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.设P、Q两物体的线速度大小分别为v1和v2,角速度分别为ω1和ω2,向心加速度大小分别为a1和a2,则( )
正确答案
解析
解:B、两轮边缘的线速度大小相等,由v=rω得到:
故P、Q两物体的角速度之比为2:1;
故B错误;
A、P、Q两物体的角速度之比为2:1,转动半径相等,根据v=rω得到:
v1:v2=ω1:ω2=2:1
故A正确;
C、P、Q两物体的角速度之比为2:1,转动半径相等,根据a=ω2r,有:
a1:a2=4:1
故C正确;
D、由于静摩擦力提供向心力,恰好转动时,有:
μmg=mω2r
解得:
ω=
由于r、μ相同,故临界加速度相同;由于ω1:ω2=2:1,故物体P先滑动;故D正确;
故选:ACD.
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,圆半径为R,乙做自由落体运动,当乙下落至A点时(A与圆周的最低点等高),甲恰好第一次运动到最高点B,求
(1)甲物体做匀速圆周运动的角速度;
(2)甲物体做匀速圆周运动的向心加速度.
正确答案
解:(1)设乙下落到A点的时间为t,则对乙满足R=gt2,得t=
;
这段时间内甲运动了T,即
T=
解得:T=,
则角速度
(2)向心加速度an=ω2R=π2g
答:(1)甲物体做匀速圆周运动的角速度为;
(2)甲物体做匀速圆周运动的向心加速度π2g.
解析
解:(1)设乙下落到A点的时间为t,则对乙满足R=gt2,得t=
;
这段时间内甲运动了T,即
T=
解得:T=,
则角速度
(2)向心加速度an=ω2R=π2g
答:(1)甲物体做匀速圆周运动的角速度为;
(2)甲物体做匀速圆周运动的向心加速度π2g.
一个半径为0.5m的飞轮做匀速圆周运动时,角速度为4rad/s,则其边缘上有一金属块的线速度为______m/s,向心加速度大小为______m/s2.
正确答案
2
8
解析
解:金属块做匀速圆周运动,角速度为4rad/s,转动的半径为0.5m,故线速度为:
v=rω=0.5×4=2m/s
向心加速度大小为:
a==
=8m/s2
故答案为:2,8.
如图所示,摩擦轮A和B固定在一起通过中介轮C进行传动,A为主动轮,A的半径为20cm,B的半径为10cm,A、B两轮边缘上的向心加速度之比为多少?
正确答案
解:由题知,A、B、C三轮边缘上的点的线速度相等,所以v=rAωA=rBωB,
故=
又a=v•ω,
所以=
.
答:A、B两轮边缘上的向心加速度之比为1:2.
解析
解:由题知,A、B、C三轮边缘上的点的线速度相等,所以v=rAωA=rBωB,
故=
又a=v•ω,
所以=
.
答:A、B两轮边缘上的向心加速度之比为1:2.
小球被细绳拴着作匀速圆周运动的半径为R,向心加速度大小为a,对小球来说( )
正确答案
解析
解:A、由向心加速度表达式a=Rω2,得:ω=,故A错误;
B、线速度大小为 v=Rω=.路程等于速率乘以时间,故t时间内的路程为:s=vt=
t,故B错误.
C、周期可表示为:T==2π
,故C正确.
D、圆周运动时,小球相对圆心的位移大小不变,方向时刻在变,故D错误.
故选:C.
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