3.1匀速圆周运动快慢的描述 达标作业（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册
3.1匀速圆周运动快慢的描述 达标作业（解析版）
1．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是匀速运动
B．匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C．物体做匀速圆周运动是非匀变速曲线运动
D．做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态
2．某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮匀速转动角速度为ω，三个轮相互不打滑，则丙轮边缘上各点的线速度大小为（　　）
A．r1ω B．r2ω C．r3ω D．
3．明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画（如图所示），记录了我们祖先的劳动智慧。若A、B、C三齿轮的半径大小关系如图，则（　　）
A．齿轮A的角速度比C的大
B．齿轮A与B的角速度大小相等
C．齿轮B与C边缘的线速度大小相等
D．齿轮A边缘的线速度比C边缘的线速度大
4．如图是自行车传动结构的示意图，其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、和。假设脚踏板的转速为，则该自行车前进的速度为（　　）
A． B． C． D．
5．以下关于曲线运动的说法中正确的是（　　）
A．曲线运动一定是变速运动
B．曲线运动加速度一定变化
C．匀速圆周运动的线速度不变
D．匀速圆周运动的加速度不变
6．物体做匀速圆周运动的条件是（　　）
A．有一定的初速度，且受到一个始终与初速度垂直的恒力作用
B．有一定的初速度，且受到一个大小不变、方向变化的力的作用
C．有一定的初速度，且受到一个方向始终指向圆心的力的作用
D．有一定的初速度，且受到一个大小不变、方向始终和速度垂直的合力作用
7．如图所示，皮带传动装置中右边B、C两轮粘在一起且同轴，半径，皮带不打滑，下列说法正确的是（　　）
A．A、B、C三轮轮边缘的线速度相等
B．A、B、C三轮的角速度相等
C．A、B、C三轮轮边缘的线速度之比为1:1:2
D．A、B、C三轮的角速度之比为2:1:1
8．如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为，当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动，忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（　　）
A．飞镖击中P点所需的时间为
B．圆盘的半径可能为
C．圆盘转动角速度的最小值为
D．P点随圆盘转动的线速度不可能为
9．在赤道的物体A和在大理的物体B随地球自转而做匀速圆周运动，如图所示，它们的线速度分别为、，周期分别为，则（　　）
A． B．
C． D．
10．关于角速度和线速度，下列说法正确的是（　　）
A．半径一定时，角速度与线速度成反比
B．半径一定时，角速度与线速度成正比
C．线速度一定时，角速度与半径成正比
D．角速度变化时，线速度与半径无关系
11．如图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1半径与轮2半径之比为，轮3的半径和轮4的半径相同，轮1与轮3的半径比为，则轮1边缘的a点和轮4边缘的c点运动参量的关系下列正确的是（　　）
A．线速度之比为3∶2 B．角速度之比为6∶1
C．转速之比为1：4 D．向心加速度之比为1∶18
12．如图所示，两轮紧挨在一起靠摩擦力传动而同时转动，其中A、B是两轮边缘上的点，C为上的一点，且C点到的距离与B点到的距离相等，则下列说法正确的是（　　）
A．BC两点线速度大小相等 B．AB两点角速度相等
C．BC两点角速度相等 D．AB两点线速度大小相等
13．下列关于抛体运动和圆周运动的说法正确的有（　　）
A．平抛运动是一种匀变速运动
B．斜抛运动是一种变加速运动
C．匀速圆周运动是一种变加速运动
D．匀速圆周运动的向心力始终指向圆心
14．在匀速圆周运动中，保持不变的物理量是（ ）
A．速度 B．速率 C．角速度 D．周期
15．如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动．一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，则（ ）
A．子弹在圆筒中的水平速度为
B．子弹在圆筒中的水平速度为
C．圆筒转动的角速度可能为
D．圆筒转动的角速度可能为
16．匀速圆周运动是匀变速曲线运动．（____）
17．如图，横截面半径为R的转筒，转筒顶端有一A点，其正下方有一小孔B， 距顶端h=0.8m，开始时，转筒的轴线与A点、小孔B三者在同一竖直面内.现使一小球自A点以速度v=4m/s朝转筒轴线水平抛出，同时转筒立刻以某一角速度匀速转动起来，且小球最终正好穿出小孔. 不计空气阻力，g取l0m/s2，求：
（1）转筒半径R.
（2）转筒转动的角速度ω .
参考答案
1．C
【详解】
匀速圆周运动的速度方向时刻变化，加速度方向指向圆心，方向也时刻变化，所以匀速圆周运动既不是匀速运动，也不是匀变速曲线运动，属于非匀变速曲线运动。根据牛顿第二定律，其合外力不为零，处于非平衡态。
故选C。
2．A
【详解】
三个轮相互不打滑，则三轮边缘处线速度的大小相等。都等于甲轮边缘的线速度，根据角速度与线速度的关系式得线速度为r1ω。
故选A。
3．D
【详解】
由图可知，A、B、C三齿轮半径大小的关系为
rA>rB>rC
齿轮A的边缘与齿轮B的边缘接触，齿轮B与C同轴转动，故
vA=vB
ωB=ωC
根据
v=ωr
可得
ωB>ωA
ωA<ωC
vB>vC
vA>vC
故选D。
4．B
【详解】
脚踏板的转速等于大齿轮的转速，为，则大齿轮边缘的线速度
小齿轮边缘的线速度也为
小齿轮和后轮同轴转动，角速度相等，则后轮边缘的线速度即自行车前进的速度为
故选B。
5．A
【详解】
A．曲线运动的速度沿轨迹的切线方向，时刻变化，一定是变速运动，选项A正确；
B．曲线运动的合力有可能是恒定的，如平抛运动，为匀变速曲线运动，选项B错误；
C．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，选项C错误；
D．匀速圆周运动的加速度指向圆心，方向时刻变化，选项D错误。
故选A。
6．D
【详解】
做匀速圆周运动的物体，必须有一定的初速度，且必须受到一个大小不变、方向时刻指向圆心的合力的作用，且向心力等于合力。
故选D。
7．C
【详解】
AC．AB两轮用皮带传动，线速度相等，对B、C则有
又根据角速度与线速度的关系，即
所以可得
所以，可得
A错误，C正确；
BD．AB两轮用皮带传动，则有
又根据角速度与线速度的关系，即
所以可得
因为BC两轮同轴转动，所以有
所以，可得
BD错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此
故A正确；
B．飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则
解得圆盘的半径为
故B错误；
C．飞镖击中P点，则P点转过的角度满足
1，
故
则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误；
D．P点随圆盘转动的线速度为
当时
故D错误。
故选A。
9．B
【详解】
地球上的点都属于同轴转动，所以角速度，即周期都相等，故有
由
从图可知A点的半径大于B点的半径，所以
故B正确，ACD错误。
故选B。
10．A
【详解】
根据
v=ωr
可知，半径一定时，角速度与线速度成正比；线速度一定时，角速度与半径成反比；角速度一定时，线速度与半径成正比。
故选A。
11．D
【详解】
A．设轮2和轮3边缘的线速度分别为v2、v3，则
va=v3
v2=vc
由v=r知
v3=v2
所以
=1：3
选项A错误；
B．角速度之比为
====
选项B错误；
C．由知，转速
==
选项C错误；
D．由知
===
选项D正确。
故选D。
12．D
【详解】
BD．A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，即
根据可知半径不同因此角速度不相等，选项B错误，D正确；
AC．A、C共轴转动，角速度相同，即
根据可知A线速度大于C的线速度，所以
选项AC错误。
故选D。
13．ACD
【详解】
AB．平抛和斜抛运动是只在重力作用下的运动，加速度恒定，是匀变速运动，故A正确，B错误；
C．匀速圆周运动的线速度方向不断改变，所以是变加速运动，故C正确；
D．匀速圆周运动的合力是向心力，方向始终指向圆心，故D正确。
故选ACD。
14．BCD
【详解】
在匀速圆周运动中，速率、角速度和周期都不变；速度的方向不断变化，则速度变化；
故选BCD。
15．AD
【详解】
AB．根据
解得
则子弹在圆筒中的水平速度为
故A正确；B错误；
CD．因为子弹从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上，则
，
因为
解得
当时
当时
故C错误；D正确。
故选AD。
16．×
【详解】
匀速圆周运动的加速度是变化的，不是匀变速曲线运动，此说法错误；
17．（1）0.8 m；（2）
【详解】
（1）小球从A点开始做平抛运动，设小球从A点到进入小孔的时间为t
竖直方向做自由落体运动，则
解得
水平方向做匀速直线运动，则
解得
（2）在小球到达小孔的时间t内，圆桶必须恰好转过半周的奇数倍，小球才能钻出小孔
则
则转筒转动的角速度