人教版高中物理必修二检测课时训练4圆周运动 含答案Word下载.docx

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a、b具有共同的线速度大小,所以A正确;

因为ra=rb=2rc,ωa=ωb=ωc,由v=ωr可知va=vb=2vc,所以C错误,故选A、B、D。

ABD

3.

如图所示,圆环以过其直径的直线AB为轴匀速转动。

已知其半径为0.5m,周期为4s,求环上P点和Q点的角速度和线速度大小。

P点和Q点同轴转动,所以P点和Q点的角速度相同,且ω=rad/s≈1.57rad/s;

P点和Q点绕AB做匀速圆周运动,其轨迹的圆心不同,P点和Q点的轨迹半径分别为rP=R·

sin30°

=0.25m,rQ=R·

sin60°

=R=m,故二者的线速度分别为vP=rP·

ω≈0.39m/s,vQ=rQ·

ω≈0.68m/s。

P点:

1.57rad/s　0.39m/s

Q点:

1.57rad/s　0.68m/s

题组二　传动装置

4.

（多选）右图为某一皮带传动装置。

主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。

已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。

下列说法正确的是（　　）

A.从动轮做顺时针转动

B.从动轮做逆时针转动

C.从动轮的转速为n

D.从动轮的转速为n

因为皮带不打滑,两轮缘上各点的线速度大小相等,各点做圆周运动的速度方向为切线方向,则皮带上的M、N点均沿MN方向运动,从动轮沿逆时针方向转动,A错,B对。

根据线速度与角速度的关系式:

v=rω,ω=2πn得n∶n2=r2∶r1,所以n2=n,C对,D错。

BC

5.

如图所示的齿轮传动装置中,主动轮的齿数z1=24,从动轮的齿数z2=8,当主动轮以角速度ω顺时针转动时,从动轮的运动情况是（　　）

A.顺时针转动,周期为

B.逆时针转动,周期为

C.顺时针转动,周期为

D.逆时针转动,周期为

主动轮顺时针转动,从动轮逆时针转动,两轮边缘的线速度大小相等,由齿数关系知主动轮转一周时,从动轮转三周,故T从=,B正确。

B

6.下图为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则（　　）

A.a点与b点的线速度大小相等

B.a点与b点的角速度大小相等

C.a点与c点的线速度大小相等

D.a点与d点的线速度大小相等

左、右两轮通过皮带传动,在皮带不打滑的前提下,a、c两点的线速度大小相等,b、c、d三点的角速度大小相等,即va=vc,ωb=ωc=ωd,由v=rω,可得vb=rω,vc=2rω,vd=4rω,显然vd>

vc>

vb,则vd>

va>

vb,又va=rωa,vb=rωb,则ωa>

ωb,A、B、D三项错误,C项正确。

C

题组三　线速度、角速度的综合问题

7.甲、乙两物体分别做匀速圆周运动,如果它们转动的半径之比为1∶5,线速度之比为3∶2,则下列说法正确的是（　　）

A.甲、乙两物体的角速度之比是2∶15

B.甲、乙两物体的角速度之比是10∶3

C.甲、乙两物体的周期之比是2∶15

D.甲、乙两物体的周期之比是10∶3

由v=rω可得;

又ω=,所以,故选C。

8.

如图所示,小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动,半径为r,当Q球运动到与O在同一水平线上时,有另一小球P在竖直面内距圆周最高点为h处开始自由下落,要使两球在圆周最高点处相碰,Q球的角速度ω应满足什么条件?

由自由落体运动的位移公式h=gt2,可求得小球P自由下落至圆周最高点的时间t1=①

设小球Q做匀速圆周运动的周期为T,则有T=②

由题意知,球Q由图示位置至圆周最高点所用的时间

t2=T（n=0,1,2,…）③

要使两球在圆周最高点相碰,需使t1=t2,④

①②③④式联立,解得球Q做匀速圆周运动的角速度

ω=π（4n+1）（n=0,1,2,…）。

ω=π（4n+1）（n=0,1,2,…）

（建议用时:

30分钟）

1.（多选）做匀速圆周运动的物体,下列物理量不变的是（　　）

A.线速度B.速率C.角速度D.周期

物体做匀速圆周运动时,速度的大小虽然不变,但线速度不但有大小,还有方向,各点线速度的方向是圆周上该点的切线方向,所以方向变化,选项B、C、D正确。

BCD

2.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,用粉笔在黑板上匀速地画了一个圆,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频率是10Hz;

⑥频率是1.59Hz;

⑦转速小于2r/s;

⑧转速大于2r/s。

下列哪个选项中的结果是全部正确的（　　）

A.①③⑤⑦B.②④⑥⑧

C.②④⑥⑦D.②④⑤⑧

根据描述匀速圆周运动的各物理量之间的关系得

角速度ω=rad/s=10rad/s

周期T=s=0.628s

频率f=s≈1.59Hz

转速n=f=1.59r/s<

2r/s

故选项C正确。

如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑,其半径分别为r1、r2、r3。

若甲轮的角速度为ω1,则丙轮的角速度为（　　）

A.B.C.D.

本题属于摩擦传动,摩擦传动的特点是各个轮边缘的线速度大小相等,即v1=v2=v3,则有ω1r1=ω2r2=ω3r3,可得A选项正确。

A

一种早期的自行车如图所示,这种不带链条传动的自行车前轮的直径很大,这样的设计在当时主要是为了（　　）

A.提高速度

B.提高稳定性

C.骑行方便

D.减小阻力

在骑车人脚蹬车轮转速一定的情况下,根据公式v=ωr可知,轮子半径越大,车轮边缘的线速度越大,车行驶得也就越快,故A选项正确。

机械手表（如图所示）的分针与秒针从第一次重合至第二次重合,中间经历的时间为（　　）

A.minB.1min

C.minD.min

先求出分针与秒针的角速度为ω分=rad/s,ω秒=rad/s。

设两次重合的时间间隔为Δt,则有

φ分=ω分Δt,φ秒=ω秒Δt,φ秒-φ分=2π,

即Δt=s=s=min。

6.某品牌电动车的铭牌如下:

车型:

20英寸

（车轮直径:

508mm）

电池规格:

36V　12Ah（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

由题意可知车轮直径为D=508mm=0.508m,车轮额定转速为n=210r/min=r/s=r/s,则车轮轮缘上的点线速度为v==πDn=20km/h。

7.

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

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1圈,D转4圈,即,选项C对。

为了测定子弹的飞行速度,在一根水平放置的直杆上固定两个薄圆盘A、B,盘A、B平行且相距2m,直杆的转速为3600r/min,子弹穿过两盘留下两弹孔a、b,测得两弹孔所在半径的夹角θ=30°

如图所示。

则该子弹的速度可能是（　　）

A.360m/sB.720m/s

C.1440m/sD.108m/s

子弹从A盘到B盘,B盘转过的角度θ=2πn+（n=0,1,2,…）,B盘转动的角速度ω==2πf=2πn=2π×

rad/s=120πrad/s,子弹在A、B盘间运动的时间等于B盘转动的时间,即,所以v=m/s（n=0,1,2,…）,n=0时,v=1440m/s;

n=1时,v≈110.77m/s;

n=2时,v=57.6m/s,故选项C正确。

9.

一个半径为5m的圆盘如图所示,正绕其圆心做匀速转动,当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候,在其圆心正上方20m的高度有一小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出,g取10m/s2,要使得小球正好落在A点,则:

（1）小球平抛的初速度为多少?

（2）圆盘的角速度应满足什么条件?

（1）对小球,由平抛运动知识得

h=gt2①

x=R=v0t②

联立①②得v0=2.5m/s,t=2s。

（2）对圆盘上的A点,在小球运动的时间内,转过的必定是整数圈,即ωt=2kπ

所以ω==kπrad/s（k=1,2,3,…）。

（1）2.5m/s　

（2）ω=kπrad/s（k=1,2,3,…）

10.

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?

（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。

（1）逆时针　

（2）0.8πm/s　0.2πm/s　（3）见解析