2019人教版必修第二册 第六章 第1节 圆周运动 提升练习
一、多选题
1.一个物体做匀速圆周运动,下列物理量中能够描述物体运动方向变化快慢的物理量有( )
A.角速度 B.周期
C.转速 D.向心加速度
2.如图所示,直径为D的薄圆筒绕竖直中心轴线匀速转动。一颗子弹沿筒截面的直径方向从左侧水平射入,经过t时间从右侧射出,发现两弹孔在同一竖直线上。若子弹每次击穿薄圆筒前后水平速度不变,重力加速度为g,则以下说法正确的是( )
A.子弹的初速度大小为 B.两个弹孔的高度差为
C.圆筒转动的周期一定为t D.圆筒转动的周期可能为4t
3.如图所示,长为L的悬线固定在O点,在O点正下方有一钉子C,O、C的距离为,把悬线另一端的小球A拉到跟悬点在同一水平面处无初速度释放,小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的 ( )
A.线速度突然增大为原来的2倍
B.角速度突然增大为原来的2倍
C.向心力突然增大为原来的2倍
D.向心力突然增大为原来的4倍
4.如图所示的皮带传动装置,主动轮的半径与从动轮的半径之比,A、B分别是两轮边缘上的点,假定皮带不打滑,则下列说法正确的是( )
A.A、B两点的线速度大小之比为
B.A、B两点的线速度大小之比为
C.A、B两点的加速度大小之比为
D.A、B两点的加速度大小之比为
5.做匀速圆周运动的物体,其线速度大小为3 m/s,角速度为6 rad/s,下列说法正确的是
A.物体运动的周期为s
B.物体运动的圆周半径为2 m
C.物体运动的向心加速度大小为1.5 m/s2
D.在0.1 s内物体通过的弧长为0.3 m
二、单选题
6.如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动且A、B稳定时,下列说法正确的是( )
A.A的速度比B的大
B.A与B的向心加速度大小相等
C.A与B的角速度相等
D.A、B均处于平衡态
7.如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,在它们的边缘分别取一点A、B、C,下列说法中正确的是
A.A点与B点的角速度相同
B.A点与C点的线速度相同
C.B点与C点的角速度相同
D.B点与C点的线速度相同
8.电动车是不是新能源车值得思考,但电动车是人们出行方便的重要工具,某品牌电动自行车的铭牌如下:
车型:车轮直径: 电池规格:36V 蓄电池
整车质量:40kg 额定转速:(转分)
外形尺寸:L 1 800 650 mm 1 100 mm 充电时间:
电机:后轮驱动、直流永磁式电机 额定工作电压电流:
根据此铭牌中的有关数据,可知该车的额定时速约为( )
A.15 B.18 C.10 D.22
9.如图所示,质点、在同一平面内绕质点沿逆时针方向做匀速圆周运动,它们的周期之比(,为正整数)。从图示位置开始,在运动一周的过程中( )
A.、距离最近的次数为次
B.、距离最近的次数为次
C.、、共线的次数为次
D.、、共线的次数为次
10.如图所示,在风力发电机的叶片上有A、B、C三点,其中A、C在叶片的端点,B在叶片的中点。当叶片转动时,这三点( )
A.线速度大小都相等 B.周期都相等
C.线速度方向都相同 D.向心加速度大小都相等
11.如图所示,具有圆锥形状的回转器(陀螺),绕它的轴在光滑的桌面上以角速度ω快速旋转,同时以速度v向左运动,若回转器的轴一直保持竖直,为使回转器从桌子的边缘滑出时不会与桌子边缘发生碰撞,速度v至少应等于(设回转器的高为H,底面半径为R,不计空气对回转器的作用)( )
A.ωR B.
C. D.ωH
12.有两人坐在椅子上休息,他们分别在中国的大连和广州,关于他们具有的线速度和角速度相比较( )
A.在广州的人线速度大,在大连的人角速度大
B.在大连的人线速度大,在广州的人角速度大
C.两处人的线速度和角速度一样大
D.两处人的角速度一样大,在广州处人的线速度比在大连处人的线速度大
13.如图所示,自行车的大齿轮与小齿轮通过链条连接,小齿轮带动后轮转动使车前进.设踏板连杆、大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为4R、2R、R、8R,已知踩自行车前进时踏板的线速度大小为v,设后轮和地面不打滑,则自行车前进的速度为( )
A.2v B.4v C.8v D.16v
14.一个电子钟的秒针角速度为( )
A.1rad/s B.2rad/s C.rad/s D.rad/s
15.如图所示,摩天轮上有A、B两点,在摩天轮转动时,A、B两点的角速度大小分别为、,线速度大小分别为、,则( )
A. B.
C. D.
16.如图所示为一皮带传送装置,a、b分别是两轮边缘上的两点,c处在轮上,且有.下列关系正确的有
A., B.,
C., D.,
三、实验题
17.某同学通过实验测量玩具上的小直流电动机转动的角速度大小。如图甲所示,将直径约为3cm的圆盘固定在电动机转动轴上,将纸带的一端穿过打点计时器后,固定在圆盘的侧面,圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘的侧面上,打点计时器所接交流电的频率为50Hz。
(1)实验得到一卷盘绕在圆盘上的纸带,将纸带抽出一小段,测量相邻2个点之间的长度L1,以及此时圆盘的直径d1,再抽出较长的一段纸带后撕掉,然后抽出一小段测量相邻2个点之间的长度L2,以及此时圆盘的直径d2,重复上述步骤,将数据记录在表格中,其中一段纸带如图乙所示,测得打下这些点时,纸带运动的速度大小为______m/s。测得此时圆盘直径为5.60cm,则可求得电动机转动的角速度为______rad/s(均保留2位有效数字)
(2)该同学根据测量数据,作出了纸带运动速度(v)与相应圆O盘直径(d)的关系图像,如图丙所示,分析图线,可知电动机转动的角速度在实验过程中______(选填“增大”、“减小”或“不变”)
四、解答题
18.下图是一种高速喷射流测速器,金属环的半径为R,以角速度ω旋转,当狭缝P经过喷射口时,粒子就进入圆环,如果环不转动,粒子应沿直径打在A点,由于环高速转动,因此粒子将落到点。与OA间夹角为,则喷射流的速度为多少?(重力和空气阻力不计)
19.一小球在高0.8m的水平桌面上滚动,离开桌面后着地,着地点与桌边水平距离为1m,运动过程中忽略空气阻力。求:
(1)落地所用时间;
(2)该球离开桌面时的速度。
20.如图所示,水平传送带水平段长L,两皮带轮直径均为D=0.2米,距地面高度H,与传送带等高的光滑平台上有一个小物体以v0的初速度滑上传送带,皮带轮顺时针匀速转动,角速度为ω.物体经传送带后从右侧做平抛运动的水平位移为S,S—ω关系图象如图所示.已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,g=10m/s2,求:
(1)离地高度H的值.
(2)传送带的水平段长度L和小物体的初速度v0.
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.ABC
【解析】
解:描述匀速圆周运动快慢的物理量有:线速度、角速度、周期、频率,故ABC正确,D错误;
故选ABC.
【点评】本题考查了描述圆周运动快慢的物理量,难度不大,属于基础题.
2.AB
【详解】
A.子弹在桶中做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,所以子弹的初速度大小为
故A正确;
B.子弹在桶中做平抛运动,在竖直方向,则有
即两个弹孔的高度差为,故B正确;
CD.因为子弹右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上,则有
,1,2,3…
解得圆筒转动的周期
,1,2,3…
圆筒转动的周期不可能为,也不可能,故C、D错误;
故选AB。
3.BC
【详解】
A.悬线碰到钉子前后,悬线的拉力始终与小球的运动方向垂直,小球的线速度大小不变,故A错误;
BCD.悬线碰到钉子后,小球的运动半径减小为原来的一半,线速度大小不变,由
ω=
知角速度变为原来的2倍,由
Fn=
可知向心力变为原来的2倍,故BC正确,D错误。
故选BC。
4.BC
【详解】
AB.A、B分别是两轮边缘上的点,通过皮带传动,线速度相同,A错误,B正确;
CD.由可知,相信加速度与半径成反比,故加速度大小之比为
C正确,D错误。
故选BC。
5.AD
【详解】
A.周期
故A正确.
B.由v=rω得:
故B错误.
C.向心加速度
a=vω=3×6 m/s2=18m/s2
故C错误.
D.在0.1s内物体通过的弧长
s=vt=3×0.1m=0.3m
故D正确.
6.C
【详解】
AC.当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动且A、B稳定时,角速度大小相等,根据v=rω知,B的转动半径大,则B的线速度大,故A错误,C正确;
B.根据a=rω2知,B的转动半径大,则B的向心加速度大,故B错误;
D.A、B均做匀速圆周运动,不是平衡状态,故D错误。
故选C。
7.C
【解析】
试题分析:大齿轮与小齿轮是同缘传动,边缘点线速度相等;小齿轮与后轮是同轴传动,角速度相等;结合线速度与角速度关系公式v=ωr列式求解.
大齿轮与小齿轮是同缘传动,边缘点线速度相等,故A点与B点线速度相同,由于两者半径不同,所以根据可知A、B两点的角速度不同,A错误;小齿轮与后轮是同轴传动,角速度相等,即B点和C点的角速度相等,根据可知B和C两点的线速度不同,A、C两点线速度不同,C正确BD错误
8.D
【详解】
电动车在内转过的圈数
所以电动车在内运动的距离
所以该车的额定时速
故D正确,ABC错误。
故选D。
【名师点睛】
解决本题的关键求出1h内电动车行走的路程,通过额定转速求出1h内转过的圈数,从而求出1h内行走的路程。
9.D
【详解】
AB.设每隔时间,、相距最近一次,则
由题可知
联立解得
故运动一周的过程中,、相距最近的次数
即、距离最近的次数为次,故AB错误;
CD.设每隔时间,、、共线一次,则
联立解得
故运动一周的过程中,、、共线的次数
故D正确C错误。
故选D。
10.B
【详解】
首先A、B、C属于同轴转动,故他们的角速度相等,由公式可知,周期相同,由v=ωr知,A、C点半径相等,但与B点的半径不相等,故线速度的大小不相等,由于是做圆周运动,故线速度的方向位于切线方向,所以AB两点线速度方向相同,但与C点线速度方向不同,由a=ω2r知,半径r不相等,故加速度a不相等,故B正确,ACD错误。
故选B。
11.B
【详解】
试题分析:回转器底部从左侧桌子边缘滑出后做平抛运动,则有:
解得:
当x=vt≥R时,回转器不与桌子边缘相碰,
解得:v≥
故选B
考点:平抛运动
【名师点睛】回转器底部从左侧桌子边缘滑出后做平抛运动,要使其不与桌子边缘相碰,只需在回转器下落H高度时,水平位移为R即可.根据运动的独立性,回转器绕它的轴在光滑的桌面上以角速度ω快速旋转不影响平抛运动.
12.D
【详解】
AB.除了两极外,地面上静止的人都随地球自转绕地轴做圆周运动,角速度相同,故AB错误;
CD.广州的纬度高于大连,地面上的人随地球自转的半径较大,由v=ωr知,大连地面上的人随地球自转的线速度较大,故C错误,D正确。
故选D。
13.B
【解析】
踏板连杆和大齿轮同轴转动,角速度相同,设为,踏板杆的线速度为,所以链条的线速度为,大齿轮和小齿轮由同一链条相连,所以大齿轮和小齿轮的线速度相等,故小齿轮上的点的线速度大小为,小齿轮和后轮同轴转动,故角速度相同,设为,则,后轮的线速度即自行车前进的速度为,B正确.
【点睛】对于皮带传动装置问题要把握两点一是同一皮带上线速度相等,二是同一转盘上角速度相等.
14.D
【详解】
电子钟秒针的周期,则秒针的角速度.故D项正确,ABC三项错误.
15.D
【详解】
由图摩天轮上的A、B两点属于同轴转动,角速度相等,故
ωA=ωB
由于rB<rA,根据v=rω可知
vA>vB
故选D。
16.C
【解析】a、b是传动轮两轮边缘上的两点,故两点线速度大小相等即;a、b两轮线速度大小相等,半径不同,根据知,a、b两点的角速度不等,即; a、c是同一轮上的两点,故两轮的角速度大小相等,即,根据,两点半径不同,故线速度不等,即,C错误.
【点睛】同轴转动角速度相等,同一条皮带相连线速度相同.
17.1.8 64 不变
【详解】
(1)[1]纸带的运动速度为
[2]圆盘的角速度为
(2)[3]根据,因图像是过原点的直线,可知不变。
18.(n=0、1、2…)
【详解】
设喷射流的速度为v。据题知:粒子落到A′点时金属环转过的角度
=θ+2πn,n=0,1,2…
根据
=
解得
v=,n=0,1,2…
19.(1)0.4s;(2)2.5m/s
【详解】
(1)由可得,落地时间为
(2)由可得,离开桌面时的速度为
20.(1)H=5m(2)5m/s
【详解】
(1)ω1=10rad/s,,s1=1m
ω2=70rad/s,,s2=7m
据图像可得,物体经传送带做匀减速运动至B点,速度为v1,之后平抛;
物体经传送带做匀加速运动至B点,速度为v2,之后平抛.
v1t=s1
H=gt2/2
解得H=5m
(2)匀减速过传送带有:
匀加速过传送带有:
联立解得:L=6m,v0=5m/s
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