2019-2020學(xué)年高中物理 能力導(dǎo)練五 圓周運動（含解析）新人教版必修2

《2019-2020學(xué)年高中物理 能力導(dǎo)練五 圓周運動（含解析）新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 能力導(dǎo)練五 圓周運動（含解析）新人教版必修2（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、能力導(dǎo)練五　圓周運動 基礎(chǔ)鞏固 1．關(guān)于勻速圓周運動下列說法正確的是(　　) A．線速度不變 B．運動狀態(tài)不變 C．周期不變 D．物體處于平衡狀態(tài) 解析：勻速圓周運動的速度大小不變，方向時刻改變，所以線速度是變化的，運動狀態(tài)也發(fā)生變化，物體處于非平衡狀態(tài)，所以A、B、D錯誤；勻速圓周運動的周期，頻率不變，C正確． 答案：C 2．關(guān)于勻速圓周運動，下列認識正確的是(　　) A．勻速圓周運動是勻速運動 B．勻速圓周運動是變速運動 C．勻速圓周運動是線速度不變的運動 D．勻速圓周運動是加速度不變的運動 解析：勻速圓周運動線速度大小不變，方向變化，是變

2、速運動，A、C選項錯誤，B選項正確；加速度大小不變，方向始終指向圓心，是變加速運動，D選項錯誤． 答案：B 3．如圖1所示是一個玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三個點．當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是(　　) 圖1 A．a(chǎn)、b和c三點的線速度大小相等 B．a(chǎn)、b和c三點的角速度相等 C．a(chǎn)、b的角速度比c的大 D．c的線速度比a、b的大 解析：a、b和c均是同一陀螺上的點，它們做圓周運動的角速度都是陀螺旋轉(zhuǎn)的角速度ω，B對，C錯；三點的運動半徑ra＝rb>rc，據(jù)v＝ω r可知，三點的線速度va＝vb>vc，A、D錯． 答案：B 4．(多選)

3、如圖2所示，直徑為d的豎直圓筒繞中心軸線以恒定的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動．一子彈以水平速度沿圓筒直徑方向從左壁射入圓筒，從右側(cè)射穿圓筒后發(fā)現(xiàn)兩彈孔在同一豎直線上且相距為h.則(　　) 圖2 A．子彈在圓筒中的水平速度為 v0＝2d B．子彈在圓筒中的水平速度為v0＝d C．圓筒轉(zhuǎn)動的角速度可能為ω＝π D．圓筒轉(zhuǎn)動的角速度可能為ω＝3π 解析：根據(jù)h＝gt2，解得t＝，則子彈在圓筒中的水平速度為v0＝＝d，故B正確，A錯誤；因為子彈右側(cè)射穿圓筒后發(fā)現(xiàn)兩彈孔在同一豎直線上，則t＝(2n－1)，n＝1，2，3…，因為T＝，解得ω＝(2n－1)π，當(dāng)n＝1時，ω＝π，當(dāng)n＝2時，ω＝3π，故C

4、、D正確． 答案：BCD 5．(2019年合肥模擬)(多選)如圖3所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側(cè)為一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，且到小輪中心的距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在轉(zhuǎn)動過程中，皮帶不打滑，則(　　) 圖3 A．a(chǎn)點和b點的線速度大小相等 B．a(chǎn)點和b點的角速度大小相等 C．a(chǎn)點和c點的線速度大小相等 D．c點和d點的角速度大小相等 解析：a、c兩點是跟皮帶一起傳動的，皮帶不打滑，故有a、c兩點的線速度大小相等，選項C對．b、c、d三點在同一輪軸上，角速度相等，選項D對．但轉(zhuǎn)動半徑不等，

5、rc>rb，所以由公式v＝ωr可知，vc>vb，因此va>vb.由于a與c的線速度大小相等，ra＝r，rc＝2r，所以由ω＝可知ωa>ωc，又ωc＝ωb，所以a、b的角速度不同． 答案：CD 6．兩個小球固定在一根長為l的桿的兩端，繞桿上的O點做圓周運動，如圖4所示，當(dāng)小球1的速度為v1時，小球2的速度為v2，則轉(zhuǎn)軸O到小球1的距離是(　　) 圖4 A. B. C. D. 解析：小球1和2均做圓周運動，角速度相同，圓心位置相同，因而有＝，x＝. 答案：A 7．(2019年銀川高一檢測)機械手表的分針與秒針從重合至第二次重合，中間經(jīng)歷的時間為(　　)

6、 A. min B．1 min C. min D. min 解析：分針與秒針的角速度分別為 ω分＝ rad/s，ω秒＝ rad/s. 設(shè)兩次重合時間間隔為Δt，則有 φ分＝ω分Δt，φ秒＝ω秒Δt，φ秒－φ分＝2π. 即Δt＝＝ s＝ s＝ min. 故選項C正確． 答案：C 8．某變速箱中有甲、乙、丙三個齒輪，如圖5所示，其半徑分別為r1、r2、r3，若甲輪的角速度為ω，則丙輪的角速度為(　　) 圖5 A. B. C. D. 解析：各輪邊緣上的點的線速度大小相等，則有ωr1＝ω′r3，所以ω′＝，選項A正確． 答案

7、：A 綜合應(yīng)用 9．鐘表的秒針和分針做勻速圓周運動時，下列說法正確的是(　　) A．秒針的角速度是分針的12倍 B．秒針的角速度是分針的60倍 C．若秒針長度是分針的1.5倍，則秒針端點的線速度是分針端點的18倍 D．若秒針長度是分針的1.5倍，則秒針端點的線速度是分針端點的90倍 解析：鐘表時針的周期是12 h，分針的周期是1 h，根據(jù)角速度公式可知，ω＝，秒針的角速度是分針的60倍，A選項錯誤，B選項正確；如果秒針長度是分針的1.5倍，根據(jù)線速度與角速度關(guān)系可知v＝rω，秒針端點的線速度與分針端點線速度之比為＝90，C選項錯誤，D選項正確． 答案：BD 10．(多選)一輛

8、卡車在水平路面上行駛，已知該車輪胎半徑為R，輪胎轉(zhuǎn)動的角速度為ω，如圖6所示，關(guān)于各點的線速度大小下列說法正確的是(　　) 圖6 A．相對于地面，輪胎與地面的接觸點的速度大小為ωR B．相對于地面，車軸的速度大小為ωR C．相對于地面，輪胎上緣的速度大小為ωR D．相對于地面，輪胎上緣的速度大小為2ωR 解析：由于輪胎不打滑，相對于地面，輪胎與地面接觸處保持相對靜止，該點相當(dāng)于轉(zhuǎn)動軸，它的速度為零，車軸的速度為ωR.而輪胎上緣的速度大小為2ωR，故B、D正確． 答案：BD 11．如圖7所示為測定子彈速度的裝置，兩個紙板圓盤分別裝在一個迅速轉(zhuǎn)動的軸上，兩盤平行，若它們以3 6

9、00 r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，子彈沿垂直于盤面水平方向射來，先打穿第一個圓盤，再打穿第二個圓盤，測得兩盤相距1 m，兩盤上子彈穿孔的半徑夾角為15°，則子彈速度的最大值為多少？ 圖7 解析：子彈在兩盤間做勻速直線運動，v＝，要使v有最大值，即t有最小值，而轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速一定，即當(dāng)轉(zhuǎn)過角度最小(即θmin＝15°)時，子彈速度最大，tmin＝，代入數(shù)據(jù)可得vmax＝＝1 440 m/s. 答案：1 440 m/s 12．質(zhì)點P以O(shè)為圓心做半徑為R的勻速圓周運動，如圖8所示，周期為T，當(dāng)P經(jīng)過圖中D點時，有一質(zhì)量為m的另一質(zhì)點Q受到力F的作用從靜止開始做勻加速直線運動，為使P、Q兩質(zhì)點在某時刻

10、的速度相同，則F的大小應(yīng)滿足什么條件？ 圖8 解析：速度相同包括大小相等和方向相同，由質(zhì)點P的旋轉(zhuǎn)情況可知，只有當(dāng)P運動到圓周上的C點時P、Q速度方向才相同，即質(zhì)點P轉(zhuǎn)過(n＋)周(n＝0、1、2、3…)，經(jīng)歷的時間 t＝(n＋)T(n＝0、1、2、3…) 質(zhì)點P的速率v＝ 在同樣的時間內(nèi)，質(zhì)點Q做勻加速直線運動，速度應(yīng)達到v，由牛頓第二定律及速度公式得v＝t 聯(lián)立以上三式，解得 F＝(n＝0、1、2、3…) 答案：F＝(n＝0、1、2、3…) 探究拓展 13．如圖9所示，小球A在光滑的半徑為R的圓形槽內(nèi)作勻速圓周運動，當(dāng)它運動到圖中的a點時，在圓形槽中心O點正上方h處

11、，有一小球B沿Oa方向以某一初速水平拋出，結(jié)果恰好在a點與A球相碰，求： 圖9 (1)B球拋出時的水平初速度； (2)A球運動的線速度最小值． 解析：(1)根據(jù)h＝gt2，得t＝， 則B球拋出的初速度v0＝＝R. (2)當(dāng)A球轉(zhuǎn)動一圈和小球B相碰，此時A球轉(zhuǎn)動的線速度最小，則有＝t＝， 解得最小線速度v＝2πR. 答案：(1)R　(2)2πR 14．如圖10所示，一半徑為r的傘以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，傘邊緣距地面高為h，甩出的水滴在地面形成一個圓，求此圓的半徑R為多大？ 圖10 解析：雨滴離開傘后做平拋運動，先求平拋運動的射程(注意：射程x＝v t不是地面上雨滴的半徑)，再由數(shù)學(xué)方法求R. 雨滴沿傘的邊緣切線飛出的速度大小為：v＝ωr，雨滴以v＝ ωr做平拋運動． 圖11 豎直方向：h＝gt2. ∴t＝. 水平方向：x＝v t＝ωr 如圖11所示，由幾何關(guān)系知： R＝＝r. 答案：r 10