一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．关于向心加速度，下列说法正确的是( )
A．向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量
B．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小
C．向心加速度的大小恒定，方向时刻改变
D．向心加速度是平均加速度，大小可用a＝eq \f(v－v0,t)来计算
B [向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，它是描述线速度方向变化快慢的物理量，选项A错误，B正确；只有匀速圆周运动的向心加速度大小才恒定，选项C错误；公式a＝eq \f(v－v0,t)适用于平均加速度的计算，向心加速度是瞬时加速度，D错误．]
2．A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A的转速为30 r/min，B的转速为15 r/min.则两球的向心加速度之比为( )
A．1∶1 B．2∶1
C．4∶1D．8∶1
D [由题意知A、B两小球的角速度之比ωA∶ωB＝nA∶nB＝2∶1，所以两小球的向心加速度之比aA∶aB＝ωeq \\al(2,A)RA∶ωeq \\al(2,B)RB＝8∶1，D正确．]
3．如图所示，半径为R的圆环竖直放置，一轻弹簧一端固定在环的最高点A，一端系一带有小孔穿在环上的小球，弹簧原长为eq \f(2,3)R.将小球从静止释放，释放时弹簧恰无形变，小球运动到环的最低点时速率为v，这时小球向心加速度的大小为( )
A.eq \f(v2,R) B.eq \f(v2,2R) C.eq \f(3v2,2R) D.eq \f(3v2,4R)
A [小球沿圆环运动，其运动轨迹就是圆环所在的圆，轨迹的圆心就是圆环的圆心，运动轨迹的半径就是圆环的半径，小球运动到环的最低点时，其向心加速度的大小为eq \f(v2,R)，加速度方向竖直向上．选项A正确．]
4．(多选)火车以60 m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约10°.在此10 s时间内火车( )
A．运动路程为600 mB．加速度为零
C．角速度约为1 rad/sD．转弯半径约为3.14 km
AD [圆周运动的弧长L＝vt＝60×10 m＝600 m，选项A正确；火车转弯是圆周运动，圆周运动是变速运动，所以合力不为零，加速度不为零，故选项B错误；由题意得圆周运动的角速度ω＝eq \f(Δθ,Δt)＝eq \f(10,180×10)×3.14 rad/s＝eq \f(3.14,180)rad/s，又v＝ωr，所以r＝eq \f(v,ω)＝eq \f(60,3.14)×180 m＝3 439 m，故选项C错误，D正确．]
5．如图所示，半径为R的圆盘绕过圆心的竖直轴OO′匀速转动，在距轴为r处有一竖直杆，杆上用长为L的细线悬挂一小球．当圆盘以角速度ω匀速转动时，小球也以同样的角速度做匀速圆周运动，这时细线与竖直方向的夹角为θ，则小球的向心加速度大小为( )
A．ω2RB．ω2r
C．ω2Lsin θD．ω2(r＋Lsin θ)
D [小球运动的轨迹是水平面内的圆，如题图中虚线所示，其圆心是水平面与转轴OO′的交点，所以圆周运动的半径为r＋Lsin θ，由an＝rω2可知其加速度大小为ω2(r＋Lsin θ)，选项D正确．]
6．如图所示，一球体绕轴O1O2以角速度ω旋转，A、B为球体上两点．下列说法中正确的是( )
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两点具有相同的向心加速度
D．A、B两点的向心加速度方向都指向球心
A [A、B都随球体一起绕轴O1O2旋转，转一周所用时间相等，故角速度相等，有ωA＝ωB＝ω，A正确；A做圆周运动的轨道平面与轴垂直，交点为圆心，设球半径为R，故A的轨道半径rA＝Rsin 60°，B的轨道半径rB＝Rsin 30°，所以两者的线速度vA＝rAω＝eq \f(\r(3),2)Rω，vB＝rBω＝eq \f(1,2)Rω，显然，vA＞vB，B错误；两者的向心加速度aA＝rAω2＝eq \f(\r(3),2)Rω2，aB＝rBω2＝eq \f(1,2)Rω2，显然，两者的向心加速度也不相等，C错误；又两者的向心加速度指向各自的圆心，并不指向球心，所以D错误．]
二、非选择题(14分)
7．如图所示，在男女双人花样滑冰运动中，男运动员以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动．若运动员的转速为30 r/min，女运动员触地冰鞋的线速度为4.8 m/s，求女运动员做圆周运动的角速度、触地冰鞋做圆周运动的半径及向心加速度大小．
[解析] 男女运动员的转速、角速度是相同的，
由ω＝2πn得ω＝2×3.14×30/60 rad/s＝3.14 rad/s.
由v＝ωr得r＝eq \f(v,ω)＝eq \f(4.8,3.14) m＝1.53 m.
由a＝ω2r得a＝3.142×1.53 m/s2＝15.1 m/s2.
[答案] 3.14 rad/s 1.53 m 15.1 m/s2