2.1匀速圆周运动 同步练习（Word版含答案）

2.1匀速圆周运动 同步练习（解析版）
一、选择题
1．甲物体做匀速直线运动，乙物体做匀速圆周运动，则两物体在运动过程中（　　）
A．速度大小都不变 B．速度方向都不变
C．所受合外力都为零 D．所受合外力都不为零
2．如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺表面上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是（　　）
A．a、b和c三点的线速度大小相等 B．a、b和c三点的角速度大小不相等
C．a、b两点的角速度比c的大 D．a、b两点的加速度比c点的大
3．如图所示，物体沿曲线由点运动至点，关于物体在段的运动，下列说法正确的是（　　）
A．物体的速度方向一定不断变化
B．物体的速度大小一定变化
C．点的速度方向由指向
D．段的位移大小可能大于路程
4．如图所示是一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（　　）
A．a、b和c三点的角速度大小相等
B．a、b和c三点的线速度相等
C．a、b的角速度比c的大
D．c的线速度比a、b的大
5．机械鼠标的正面和反面分别如图所示，鼠标中定位球的直径是，如果将鼠标沿直线匀速拖移12cm需要2s，定位球的角速度为（　　）
A． B． C． D．
6．“打陀螺”是一种传统的体育项目。河南66岁的朗大爷在公园里用电钻启动100斤大陀螺后，用鞭子抽打陀螺，引起很多网友围观、点赞，如图，多次抽打陀螺后，陀螺边缘上距离中心处的点线速度大小可以达到，此时陀螺绕其中心的转速约为（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，自行车中A、B、C为三个没有链条相连的转轮，轮A（轮胎的厚度不计）半径最大，轮C半径最小，A、C两轮啮合在一起。人踩踏板使轮C转动，自行车沿水平地面运动。转轮A、B、C线速度大小用vA、vB、vC表示，角速度大小用ωA、ωB、ωC表示。所有轮在运动过程中都不打滑，下列说法正确的是（　　）
A．vA=vB=vC B．vA=vB>vC
C．ωC>ωB=ωA D．ωA=ωC>ωB
8．某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫做太阳轮，它是主动轮，从动轮称为行星轮，太阳轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起，如果太阳轮一周的齿数为n1，行星轮一周的齿数为n2，当太阳轮转动的角速度为时，最外面的大轮转动的角速度为（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示，自行车后轮和齿轮共轴，、分别是后轮和齿轮边缘上的两点，在齿轮带动后轮转动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．点的线速度比点的大 B．点的线速度比点的小
C．点的角速度比点的大 D．点的角速度比点的小
10．如图甲所示，修正带通过两个齿轮的相互咬合进行工作，其原理简化为图乙所示。若齿轮匀速转动，A、B为齿轮边缘上两点，C为大齿轮内部的点，且，下列说法正确的是（　　）
A．三质点的角速度之比
B．三质点的线速度之比
C．三质点的周期之比
D．三质点的转速之比
11．如图装置是自行车的传动原理简化图，a、b、c分别为轮边缘上的三点。已知。则在传动过程中，a、b、c三个点的线速度、角速度、周期大小关系正确的是（　　）
A．a、b两点的角速度相等
B．c点的线速度是a点的2倍
C．b点的周期是c点的2倍
D．a、b、c三点的线速度大小之比为1∶2∶3
12．对于做匀速圆周运动的物体来说，不变的物理量是（　　）
A．周期 B．速率 C．角速度 D．线速度
13．如图所示，静止在地球上的物体都要随地球一起转动，a是位于赤道上的一点，b是位于北纬30°的一点，则下列说法正确的是（　　）
A．a、b两点的运动周期都相同
B．它们的角速度是不同的
C．a、b两点的线速度大小相同
D．a、b两点线速度大小之比为2：
14．A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长比SA：SB=2：3，转过的圆心角比。则下列说法中正确的是（　　）
A．它们的线速度之比 B．它们的角速度之比
C．它们的向心加速度之比 D．它们的周期之比
二、解答题
15．如图所示，一绳系一可视为质点的球在光滑的桌面上做匀速圆周运动，绳长L=0.1m，当角速度为ω=20πrad/s时，绳断开，g=10m/s2，试分析绳断开后：
（1） 绳断后小球在桌面上运动的速度；
（2） 若桌子距水平地面高0.80m，小球离开桌子后空中运动的时间。
16．如图所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，求观察到白点转动的方向和转动的周期。
参考答案
1．A
【详解】
A．因为甲乙都做匀速运动，所以速度大小都不变，故A正确；
B．乙物体做匀速圆周运动，速度方向时刻在改变，故B错误；
CD．甲物体做匀速直线运动，所受合外力为0，乙物体做匀速圆周运动，所受合外力不为0，故CD错误。
故选A。
2．D
【详解】
a、b和c三点在陀螺上属于同轴转动，所以a、b和c三点的角速度相同，由可知，，所以，由可知，所以，故选D。
3．A
【详解】
A．做曲线运动的物体速度方向时刻改变，故A正确；
B．如果物体从a到b做匀速圆周运动，则物体的速度大小不变，故B错误；
C．a点受到的方向沿曲线的切线的方向，不能是a指向b。故C错误；
D．物体做曲线运动，ab段的位移大小一定小于路程，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】
AC．因为a、b和c三点共轴，所以a、b和c三点的角速度相等，选项A正确，C错误；
BD．由于a点的半径相等且大于b、c两点的半径，由公式可知，c点的线速度大小小于b、a两点的线速度，选项BD错误。
故选A。
5．A
【详解】
根据线速度定义式有
那么定位球的线速度为
而角速度与线速度关系
因此定位球的角速度为
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．B
【详解】
根据匀速圆周运动的运动学规律有
代入数据解得
故选B。
7．A
【详解】
AC两轮边缘线速度相同，AB两轮边缘的线速度也相同，则
vA=vB=vC
根据v=ωr可知，因A轮半径大于C轮半径，可知
ωA<ωC
对AB两轮，因A轮半径大于B轮，则
ωB>ωA
故选A。
8．B
【详解】
主动轮、行星轮与大轮分别用A、B、C表示，由图可知，A与B为齿轮传动，所以线速度大小相等，B与C也是齿轮传动，线速度也相等，所以A与B、C的线速度是相等的，则有
解得
由图可知
A、B与C的线速度相同，得
联立可得
故选B。
9．A
【详解】
后轮和齿轮共轴转动，则角速度相等；根据v=ωr可知，M点的线速度比N点的大。
故选A。
10．C
【详解】
由于两轮通过齿轮传动，因此
由于B、C在一个轮上，因此
A．根据
可知
因此可得
A错误；
B．根据
可知
因此
B错误；
C．根据
可知
C正确；
D．根据
可知
D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．a点与b点同线，故其线速度相等，根据
由于半径不相等，可知角速度不相等， A错误；
B．a点与c点同轴，故其角速度相等，根据
因为
则c点的线速度是a点的3倍，B错误；
C．a点与c点同轴，故其周期相等，即
a点与b点同线，故其线速度相等，根据
因为
则
b点的周期是c点的2倍，C正确；
D．a点与b点同线，故其线速度相等，即
a点与c点同轴，故其角速度相等，根据
因为
则
则a、b、c三点的线速度大小之比为1∶1∶3，D错误。
故选C。
12．ABC
【详解】
A．在匀速圆周运动中，周期不变，故A正确；
BD．在匀速圆周运动中，线速度的大小不变，但方向变化，所以速率不变，线速度是变化的，故B正确，D错误；
C．在匀速圆周运动中，角速度不变，故C正确。
故选ABC。
13．AD
【详解】
AB．如题图所示，地球绕自转轴转动时，地球上各点的周期及角速度都是相同的，B错误，A正确；
CD．地球表面物体做圆周运动的平面是物体所在纬度线平面，其圆心分布在整条自转轴上，不同纬度处物体圆周运动的半径是不同的，b点半径为
由公式
可得
C错误，D正确。
故选AD。
14．AD
【详解】
A．由知
故A正确；
B．由知
故B错误；
C．由知，
故C错误；
D．由知
故D正确。
故选AD。
15．（1）2πm/s；（2）0.4s
【详解】
（1） 绳断后小球在桌面上运动的速度
（2）小球离开桌子后空中做平抛运动，则运动的时间
16．逆时针，1s
【详解】
带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转20圈，则，在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，则 可得
所以观察到白点逆时针旋转
所以观察到白点每秒逆时针旋转1圈
周期为