- 向心加速度
- 共552题
教师在黑板上画圆,圆规脚之间的距离是25cm,他保持这个距离不变,让粉笔在黑板上匀速的画了一个圆,粉笔的线速度是2.5m/s.关于粉笔的运动,有下列说法:①角速度是0.1rad/s;②角速度是10rad/s;③周期是10s;④周期是0.628s;⑤转速小于2r/s;⑥转速大于2r/s;⑦向心加速度是2.5m/s2;⑧向心加速度是25m/s2.下列选项结果全部正确的是( )
正确答案
解析
解:由题意知半径R=0.25m,线速度V=Rω=2.5m/s,
所以角速度为:ω==10rad/s,②正确;
周期为:T==0.2π=0.628s,④正确;
转速为:n==
<2r/s,⑤正确;
向心加速度为:a=Rω2=25m/s2.⑧正确;
故选:B.
如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图线.表示质点P的图线是过原点的一条直线,表示质点Q的图线是双曲线.由图线可知( )
正确答案
解析
解:A、P为过原点的倾斜直线,知P的向心加速度与半径成正比,
根据a=rω2知,P的角速度不变.v=ωr,则线速度随半径变化,故A错误,B正确.
C、Q为双曲线的一个分支,知Q的向心加速度与半径成反比,
根据a=知,Q线速度大小不变,故C错误,D错误;
故选:B.
如图所示,压路机大轮的半径R是小轮半径r的2倍,压路机匀速行进时,大轮边缘上A点的向心加速度是0.12m/s2,那么小轮边缘上的B点向心加速度是多少?大轮上距轴心的距离为R的C点的向心加速度是多大?
正确答案
解: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.由aA=和aB=
得:
aB=aA=2×0.12m/s2=0.24 m/s2
C点和A点同在大轴上,角速度相同,由aA=ω2R和aC=ω2•得:
aC==
×0.12m/s2=0.06 m/s2.
答:B点的向心加速度是0.24m/s2,C点的向心加速度大小是0.06m/s2.
解析
解: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.由aA=和aB=
得:
aB=aA=2×0.12m/s2=0.24 m/s2
C点和A点同在大轴上,角速度相同,由aA=ω2R和aC=ω2•得:
aC==
×0.12m/s2=0.06 m/s2.
答:B点的向心加速度是0.24m/s2,C点的向心加速度大小是0.06m/s2.
一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替,如图(a)所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆.在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径.现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出,如图(b)所示,则在其轨迹最高点P处的曲率半径是( )
正确答案
解析
解:物体在其轨迹最高点P处只有水平速度,其水平速度大小为v0cosα,
在最高点,把物体的运动看成圆周运动的一部分,物体的重力作为向心力,
由向心力的公式得:mg=m,
所以在其轨迹最高点P处的曲率半径是:ρ=,故C正确.
故选:C.
关于向心加速度的关系错误的是( )
正确答案
解析
解:
根据向心加速度公式有an==ω2r═vω=
,可知,故BD错误,AC正确.
本题选择错误的,故选:BD.
关于质点做匀速圆周运动向心加速度an的表达式(v为线速度,ω为角速度,r为圆周运动半径),正确的有( )
正确答案
解析
解:做匀速圆周运动向心加速度an的表达式为
所以AB正确,CD错误.
故选:AB
如图所示,两个摩擦传动而无相对滑动的轮子A、B,A为主动轮,半径是Rl,转动的角速度为ω;B轮的半径为R2,C点在B轮上,距圆心O2为
,则vA:vC______,C点处的向心加速度是______m/s2.
正确答案
=2:1
解析
解:A、B两轮子边缘上的点线速度大小相等,有:R1ω=R2ωB
解得ωB=ω,
由于C点上的角速度与轮B的角速度相等,则:
C点的线速度vC==
A点的线速度vA=ωR1
故AB两点的线速度之比vA:vC=2:1
C处的向心加速度a=ωB2=
.
故答案为:2:1,.
处于北纬45°的物体与赤道上的物体随地球自转的向心加速度之比为( )
正确答案
解析
解:北纬45°的物体与赤道上的物体随地球自转属于共轴转动,角速度相同,根据a=ω2r,加速度与半径成正比,故aA:aB=rA:rB=:R=1:
;故B正确,ACD错误;
故选:B.
如图所示,半径为R的圆形光滑轨道置于竖直平面内,一质量为m的金属圆环在轨道上可以自由滑动,以下说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、要使小环做完整的圆周运动,小圆环在最高点的速度的最小值恰好为零,
设此时最低点速度为v,根据机械能守恒定律,有:mg•2R=mv2,解得:v=2
,
根据牛顿第二定律,则有:N-mg=m,可知:在最低点的加速度应等于4g,因此做完整的圆周运动,最低点的加速度应大于4g,故A正确,B错误;
C、在最高点,当重力恰好提供向心力时,有:mg=m,解得:v0=
;若速度大于
,物体有离心趋势,会挤压圆环的内侧,故C正确;
D、根据牛顿第二定律,则有:N-mg=m,可知:环在最低点时对轨道压力一定大于重力,故D正确;
本题选择错误的,故选:B.
如图所示,在光滑的漏斗内部一个水平面上,质量为m的小球在支持力和重力的作用下,以角速度ω做半径为r的匀速圆周运动.则小球运动的加速度a的大小为( )
正确答案
解析
解:小球做匀速圆周运动,转动的半径为r,角速度为ω,故向心加速度为:
an=ω2r
故选:D.
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