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1、2022年高中物理 5-4 圓周運(yùn)動同步檢測 新人教版必修2
1.(xx·南京六中高一檢測)物體在做勻速圓周運(yùn)動的過程中,其線速度( )
A.大小保持不變,方向時刻改變
B.大小時刻改變,方向保持不變
C.大小和方向均保持不變
D.大小和方向均時刻改變
答案:A
2.如圖所示為一種早期的自行車,這種帶鏈條傳動的自行車前輪的直徑很大,這樣的設(shè)計在當(dāng)時主要是為了( )
A.提高速度 B.提高穩(wěn)定性
C.騎行方便 D.減小阻力
答案:A
解析:在騎車人腳蹬車輪轉(zhuǎn)速一定的情況下,據(jù)公式v=ωr知,輪子半徑越大,車輪邊緣的線速度越大,車行駛得也就越快,故A選
2、項正確.
3.(xx·江蘇鹽城中學(xué)高一檢測)如圖所示,翹翹板的支點位于板的中點,A、B是板的兩個端點,在翹動的某一時刻,A、B的線速度大小分別為vA、vB,角速度大小分別為ωA、ωB,則( )
A.vA=vB,ωA≠ωB B.vA≠vB,ωA=ωB
C.vA=vB,ωA=ωB D.vA≠vB,ωA≠ωB
答案:C
4.(xx·鶴壁中學(xué)高一檢測)電腦中用的光盤驅(qū)動器,采用恒定角速度驅(qū)動光盤,光盤上凸凹不平的小坑是存貯的數(shù)據(jù),請問激光頭在何處時,電腦讀取數(shù)據(jù)速率比較大( )
A.內(nèi)圈 B.外圈
C.中間位置 D.與位置無關(guān)
答案:B
解析:由v=ωr可知B
3、項正確.
5.由“嫦娥奔月”到“萬戶飛天”,由“東方紅”樂曲響徹寰宇到航天員楊利偉遨游太空,中華民族載人航天的夢想已變成現(xiàn)實.“神舟五號”飛船升空后,先運(yùn)行在近地點高度200km、遠(yuǎn)地點高度350km的橢圓軌道上,實施變軌后,進(jìn)入343km的圓軌道.假設(shè)“神舟五號”實施變軌后做勻速圓周運(yùn)動,共運(yùn)行了n周,起始時刻為t1,結(jié)束時刻為t2,運(yùn)行速度為v,半徑為r.則計算其運(yùn)行周期可用( )
A.T= B.T=
C.T= D.T=
答案:AC
解析:由題意可知飛船做勻速圓周運(yùn)動n周所需時間Δt=t2-t1,故其周期T==,故選項A正確,B錯.由周期公式有T=,故選項C正確,D錯誤
4、.
6.如圖所示,半徑為0.1m的輕滑輪通過繞在其上面的細(xì)線與重物相連,若重物由靜止開始以2m/s2的加速度勻加速下落,則當(dāng)它下落高度為1m時的瞬時速度是多大?此時滑輪轉(zhuǎn)動的角速度是多少?
答案:2m/s,20rad/s
解析:由題意知,重物的運(yùn)動性質(zhì)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式vt2=2as可以求得重物由靜止開始下落1m時的瞬時速度為:vt==m/s=2m/s.
與重物相連的細(xì)線此刻的速度也等于vt=2m/s,細(xì)線繞在輕滑輪邊緣使滑輪轉(zhuǎn)動,由公式v=rω得此時滑輪轉(zhuǎn)動的角速度為:ω==rad/s=20rad/s.
7.(xx·銀川一中高一檢測)xx年溫哥華冬奧會
5、雙人滑比賽中,申雪、趙宏博拿到中國花樣滑冰史上首枚冬奧會金牌,如圖所示,趙宏博(男)以自己為轉(zhuǎn)軸拉著申雪(女)做勻速圓周運(yùn)動,轉(zhuǎn)速為30r/min.申雪的腳到轉(zhuǎn)軸的距離為1.6m.求:
(1)申雪做勻速圓周運(yùn)動的角速度;
(2)申雪的腳運(yùn)動速度的大?。?
答案:(1)πrad/s (2)5.0m/s
解析:(1)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速n=30r/min=0.5r/s
角速度ω=2π·n=2π·0.5rad/s=πrad/s
(2)申雪的腳做圓周運(yùn)動的半徑r=1.6m,所以她的腳的運(yùn)動速度v=ωr=π×1.6m/s=5.0m/s.
能力提升
1.(xx·大慶實驗中學(xué)高一檢測)如圖所示為某一皮
6、帶傳動裝置,主動輪的半徑為r1,從動輪的半徑為r2,已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為n,轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑.下列說法正確的是( )
A.從動輪做順時針轉(zhuǎn)動 B.從動輪做逆時針轉(zhuǎn)動
C.從動輪的轉(zhuǎn)速為n D.從動輪的轉(zhuǎn)速為n
答案:BC
解析:根據(jù)皮帶的纏繞方向知B正確,由2πnr1=2πn2r2
得n2=n,C項正確.
2.(xx·南宮中學(xué)高一檢測)教師在黑板上畫圓,圓規(guī)腳之間的距離是25cm,他保持這個距離不變,讓粉筆在黑板上勻速的畫了一個圓,粉筆的線速度是2.5m/s.關(guān)于粉筆的運(yùn)動,有下列說法:
①角速度是0.1rad/s;
②角速度是10rad/s;
7、
③周期是10s;
④周期是0.628s;
⑤頻率是10Hz;
⑥頻率是1.59Hz;
⑦轉(zhuǎn)速小于2r/s;
⑧轉(zhuǎn)速大于2r/s.
下列哪個選項中的結(jié)果是全部正確的( )
A.①③⑤⑦ B.②④⑥⑧
C.②④⑥⑦ D.②④⑥⑧
答案:C
解析:ω==10rad/s,T==0.628s,
f==1.59Hz,n=f=1.59r/s.
3.一輛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,如圖所示,關(guān)于各點的線速度大小下列說法正確的是( )
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
8、.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
答案:BD
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.
4.如圖所示,甲、乙、丙三個輪子依靠摩擦傳動,相互之間不打滑,其半徑分別為r1、r2、r3.若甲輪的角速度為ω1,則丙輪的角速度為( )
A. B.
C. D.
答案:A
解析:對甲輪邊緣的線速度v1=r1ω1
對乙輪邊緣的線速度v2=r2ω2
對丙輪邊緣的線速度v3=r3ω3
由各輪邊緣的線速度相等得:r
9、1ω1=r2ω2=r3ω3
所以ω3=,A選項正確.
5.如圖所示,如果把鐘表上的時針、分針、秒針看成勻速轉(zhuǎn)動,那么它們的角速度之比為ω時∶ω分∶ω秒=________;設(shè)時針、分針、秒針的長度之比為1∶1.5∶1.8,那么三個指針尖端的線速度大小之比為v時∶v分∶v秒=________.
答案:1∶12∶720 1∶18∶1296
解析:時針的周期T時=12h=720min,
分針的周期T分=1h=60min,
秒針的周期T秒=1min,
所以ω時∶ω分∶ω秒=∶∶=∶∶=1∶12∶720;
又r時∶r分∶r秒=1∶1.5∶1.8,
則v時∶v分∶v秒=ω時r時∶ω分r
10、分∶ω秒r秒=1∶18∶1296
6.收割機(jī)撥禾輪上面通常裝4個到6個壓板,如圖所示,撥禾輪一邊旋轉(zhuǎn),一邊隨收割機(jī)前進(jìn),壓板轉(zhuǎn)到下方才發(fā)揮作用,一方面把農(nóng)作物壓向切斷器,另一方面把切下來的農(nóng)作物鋪放在收割臺上,因此要求壓板運(yùn)動到下方時相對于農(nóng)作物的速率與收割機(jī)前進(jìn)方向相反.已知收割機(jī)前進(jìn)速率為1.2m/s,撥禾輪直徑為1.5m,轉(zhuǎn)速為22r/min,則壓板運(yùn)動到最低點擠壓農(nóng)作物的速率為多大?
答案:0.53m/s
解析:設(shè)壓板轉(zhuǎn)到最低點時端點的速度為v1,
則v1=2πnr=2×3.14××m/s=1.73m/s.
由于撥禾輪是在收割機(jī)上,而收割機(jī)的前進(jìn)速度為v2,所以撥禾輪上的
11、壓板在最低點擠壓作物的速率為v=v1-v2=(1.73-1.2)m/s=0.53m/s,方向向后.
7.如圖所示,一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣接觸.當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時,因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動,從而為發(fā)電機(jī)提供動力.自行車車輪的半徑R1=35cm,小齒輪的半徑R2=4.0cm,大齒輪的半徑R3=10.0cm.求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比.(假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動)
答案:解析:大小齒輪間、摩擦小輪和車輪之間和皮帶傳動原理相同,兩輪邊緣各點的線速度大小相等,由v=2πnr可知轉(zhuǎn)速n和半徑r成反比;由這三次傳動可以找出大齒輪和摩擦小輪間的轉(zhuǎn)速之比