高中物理 54圆周运动探究导学课型课时提升作业 新人教版必修2.docx

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高中物理54圆周运动探究导学课型课时提升作业新人教版必修2

2019-2020年高中物理5.4圆周运动（探究导学课型）课时提升作业新人教版必修2

一、选择题（本题共5小题,每小题7分,共35分。

多选题已在题号后标出）

1.（多选）（xx·南昌高一检测）做匀速圆周运动的物体,下列物理量中不变的

是（　　）

A.速度　　　B.速率　　　C.角速度　　　D.转速

【解析】选B、C、D。

速度是矢量,匀速圆周运动的速度方向不断改变;速率、转速都是标量,匀速圆周运动的速率、转速不变;角速度是矢量,在中学阶段不讨论角速度的方向,角速度方向不变。

综上,B、C、D正确。

【总结提升】匀速圆周运动的特点

（1）“变”与“不变”:

描述匀速圆周运动的四个物理量中,角速度、周期和转速恒定不变,线速度是变化的。

（2）性质:

匀速圆周运动中的“匀速”不同于匀速直线运动中的“匀速”,这里的“匀速”是“匀速率”的意思,匀速圆周运动是变速运动。

2.（多选）（xx·徐州高一检测）2013年12月27日,北斗卫星导航系统正式提供区域服务一周年。

假设北斗导航卫星做匀速圆周运动,共运行了n周,起始时刻为t1,结束时刻为t2,运行速度为v,半径为r,则计算其运行周期可用（　　）

A.T=B.T=C.T=D.T=

【解析】选A、C。

周期为转一圈所用的时间,等于转一圈的弧长与线速度的比值,也等于转一圈的角度与角速度的比值。

3.（xx·汕头高一检测）如图所示,两个小球a和b用轻杆连接,并一起在水平面内做匀速圆周运动,下列说法中正确的是（　　）

A.a球的线速度比b球的线速度小

B.a球的角速度比b球的角速度小

C.a球的周期比b球的周期小

D.a球的转速比b球的转速大

【解题指南】解答本题应把握以下两点:

（1）杆上各点的角速度相等,即ω1=ω2。

（2）根据公式v=ωr,T=,n=分析v、T、n。

【解析】选A。

两个小球一起转动,周期相同,所以它们的转速、角速度都相等,B、C、D错误。

而由v=ωr可知,b的线速度大于a的线速度,所以A正确。

4.（多选）如图所示,一个匀速转动的半径为r的水平圆盘上放着两个木块M和N,木块M放在圆盘的边缘处,木块N放在离圆心r的地方,它们都随圆盘一起运动。

比较两木块的线速度和角速度,下列说法中正确的是（　　）

A.两木块的线速度相等

B.两木块的角速度相等

C.M的线速度是N的线速度的3倍

D.M的角速度是N的角速度的3倍

【解析】选B、C。

由传动装置特点知,M、N两木块有相同的角速度,又由v=ωr知,因rN=r,rM=r,故木块M的线速度是木块N线速度的3倍,选项B、C正确。

5.（xx·成都高一检测）变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。

如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则（　　）

A.该车可变换两种不同挡位

B.该车可变换五种不同挡位

C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA∶ωD=1∶4

D.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA∶ωD=4∶1

【解析】选C。

由题意知,A轮通过链条分别与C、D连接,自行车可有两种速度,B轮分别与C、D连接,又可有两种速度,所以该车可变换四种挡位;当A与D组合时,两轮边缘线速度大小相等,A转一圈,D转4圈,即=,选项C对。

【变式训练】如图是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮,Ⅱ是半径为r2的小齿轮,Ⅲ是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n,则自行车前进的速度为（　　）

A.B.

C.D.

【解析】选A。

齿轮Ⅰ的角速度ω1=2nπ,由于齿轮Ⅰ、Ⅱ的线速度相等,故==,ω2=ω1=·2nπ。

而后轮与齿轮Ⅱ的角速度相等,故后轮边缘的线速度v3=ω3·r3=ω2·r3=,该速度等于自行车前进的速度,A选项正确。

二、非选择题（15分）

6.（xx·厦门高一检测）如图所示,一雨伞边缘的圆周半径为r,距地面高为h,当雨伞在水平面内以角速度ω匀速转动时,雨滴从伞边缘甩出,这些雨滴在地面形成一个圆,则此圆的半径R为多少?

【解析】甩出的雨滴沿伞边缘飞出做平抛运动,其速度v0=ωr,平抛下落的时间为t=;水平位移x=v0t。

由图可知,甩出的雨滴落地形成的圆半径为

R===r。

答案:

r

一、选择题（本题共4小题,每小题7分,共28分。

多选题已在题号后标出）

1.（多选）（xx·绵阳高一检测）对于物体做匀速圆周运动,下列说法中正确的

是（　　）

A.其转速与角速度成正比,其周期与角速度成反比

B.运动的快慢可用线速度描述,也可用角速度来描述

C.匀速圆周运动不是匀速运动,因为其轨迹是曲线

D.做匀速圆周运动的物体线速度的方向时刻都在改变,角速度的方向也时刻都在改变

【解析】选A、B、C。

由公式ω==2πn可知,选项A正确。

线速度和角速度都可以描述匀速圆周运动的快慢,所以选项B正确。

匀速圆周运动的轨迹为曲线,所以速度方向时刻在改变,即为变速运动,但角速度的大小和方向都不变,所以选项C正确,选项D错误。

2.关于匀速圆周运动的线速度v、角速度ω和半径r,下列说法正确的是（　　）

A.若r一定,则v与ω成正比

B.若r一定,则v与ω成反比

C.若ω一定,则v与r成反比

D.若v一定,则ω与r成正比

【解析】选A。

根据v=ωr知,若r一定,则v与ω成正比;若ω一定,则v与r成正比;若v一定,则ω与r成反比。

故只有选项A正确。

3.某品牌电动自行车的铭牌如下:

车型:

20英寸

电池规格:

36V

车轮直径:

508mm

12A·h（蓄电池）

整车质量:

40kg

额定转速:

210r/min

外形尺寸:

L1800mm×W650mm

×H1100mm

充电时间:

2～8h

电机:

后轮驱动、

直流永磁式电机

额定工作电压/电流:

36V/5A

根据此铭牌中的有关数据,可知该车的额定时速约为（　　）

A.15km/hB.18km/h

C.20km/hD.25km/h

【解析】选C。

由表中数据可知车轮半径r=254mm=0.254m,车轮额定转速n=210r/min=r/s,据ω=2πn,且v=ωr可得v=2πnr=5.58m/s=20.1km/h。

【变式训练】甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们的线速度之比

为（　　）

A.1∶4　　　B.2∶3　　　C.4∶9　　　D.9∶16

【解析】选B。

由题意知甲、乙两物体的角速度之比ω1∶ω2=60°∶45°=4∶3,故两物体的线速度之比v1∶v2=ω1r∶ω22r=2∶3,B项正确。

4.如图所示,A、B是两个摩擦传动的靠背轮,A是主动轮,B是从动轮,它们的半径RA=2RB,a和b两点在轮的边缘,c和d在各轮半径的中点,下列判断正确的是（　　）

A.va=2vb　　B.ωb=2ωa　　C.vc=va　　D.ωb=ωc

【解题指南】解答本题应把握以下两点:

（1）a、b两点是轮子边缘上的点,线速度大小相同。

（2）a、c两点是同一轮子上的两点,角速度相同。

【解析】选B。

由于A、B两轮之间通过摩擦传动,故A、B两轮的边缘的线速度大小相同,故va=vb,故A错误。

根据v=ωR可得ωaRA=ωbRB,ωa∶ωb=RB∶RA=1∶2,即ωb=2ωa,又由于a与c在同一个圆上,故ωa=ωc,则ωb=2ωc,由v=ωR得

va∶vc=2∶1,即va=2vc,故B正确,C、D错误。

【总结提升】求解传动问题的方法

（1）分清传动特点:

传动问题是圆周运动中一种常见题型,常见的传动装置有如下特点:

①皮带传动（轮子边缘的线速度大小相等）;

②同轴传动（各点角速度相等）;

③齿轮传动（相接触两个轮子边缘的线速度大小相等）。

（2）确定半径关系:

根据装置中各点位置确定半径关系或根据题意确定半径关系。

（3）用“通式”表达比例关系。

①绕同一轴转动的各点角速度ω、转速n和周期T相等,而各点的线速度v=ωr,即v∝r;

②在皮带不打滑的情况下,传动皮带和皮带连接的轮子边缘各点线速度的大小相等,不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等,而角速度ω=,即ω∝;

③齿轮传动与皮带传动具有相同的特点。

二、非选择题（本题共2小题,共22分）

5.（10分）（xx·滨州高一检测）一汽车发动机的曲轴每分钟转2400周,求:

（1）曲轴转动的周期与角速度;

（2）距转轴r=0.2m点的线速度。

【解析】

（1）由于曲轴每秒钟转=40（周）,周期T=s;而每转一周为2πrad,因此曲轴转动的角速度ω=2π×40rad/s=80πrad/s。

（2）已知r=0.2m,因此这一点的线速度v=ωr=80π×0.2m/s=16πm/s。

答案:

（1）s　80πrad/s　

（2）16πm/s

6.（12分）（xx·成都高一检测）在生产电缆的工厂里,生产好的电缆线要缠绕在滚轮上,如图所示,已知其内芯半径r1=20cm,缠满时半径r2=80cm,且滚轮转速不变,恒为n=30r/min,试分析:

（1）滚轮的转动方向如何?

（2）电缆线缠绕的最大、最小速度是多大?

（3）从开始缠绕到缠满所用时间为t,则从开始缠绕到缠绕长度为缠满时电缆长度的一半时,所用时间为吗?

为什么?

【解析】

（1）从题图可知滚轮的转动方向为逆时针。

（2）开始缠绕时速度最小:

v小=ωr1

其中ω=2πn=2π×rad/s=πrad/s

v小=ωr1=π×0.2m/s=0.2πm/s

缠满时速度最大:

v大=ωr2=π×0.8m/s=0.8πm/s

（3）由于电缆线的缠绕速度逐渐增大,因此从开始缠绕到缠绕长度为电缆长度一半时所用时间要大于。

答案:

（1）逆时针　

（2）0.8πm/s　0.2πm/s　（3）见解析

2019-2020年高中物理5.4圆周运动（精讲优练课型）课时提升作业新人教版必修2

一、选择题（本题共5小题，每小题8分，共40分。

多选题已在题号后标出）

1.（多选）（xx·临沂高一检测）质点做匀速圆周运动，则（）

A.在任何相等的时间里，质点的位移都相等

B.在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等

C.在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同

D.在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等

【解析】选B、D。

如图所示，经，质点由A到B，再经，质点由B到C，由于线速度大小不变，根据线速度的定义，Δs=v·，所以相等时间内通过的路程相等，B对；但位移xAB、xBC大小相等，方向并不相同，平均速度不同，A、C错；由角速度的定义ω=知Δt相同，Δθ=ωΔt相同，D对。

【总结提升】匀速圆周运动的特点

（1）“变”与“不变”：

描述匀速圆周运动的四个物理量中，角速度、周期和转速恒定不变，线速度是变化的。

（2）性质：

匀速圆周运动中的“匀速”不同于匀速直线运动中的“匀速”，这里的“匀速”是“匀速率”的意思，匀速圆周运动是变速运动。

2.（xx·抚顺高一检测）物体做匀速圆周运动，下列关于它的周期正确的说法是（）

A.物体的线速度越大，它的周期越小

B.物体的角速度越大，它的周期越小

C.物体的运动半径越大，它的周期越大

D.物体运动的线速度和半径越大，它的周期越小

【解析】选B。

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，故选项A、C、D错误。

由ω=得：

T=，角速度大的周期一定小，故B正确。

3.（多选）如图所示，一个匀速转动的半径为r的水平圆盘上放着两个木块M和N，木块M放在圆盘的边缘处，木块N放在离圆心r的地方，它们都随圆盘一起运动。

比较两木块的线速度和角速