3.1匀速圆周运动快慢的描述基础巩固（Word版含答案）

3.1匀速圆周运动快慢的描述基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（　　）
A．速度一定不变 B．加速度一定不变 C．动能一定变化 D．合外力一定不做功
2．如图所示，门上有A、B两点，在关门的过程中，A、B两点的角速度、线速度大小关系是（ ）
A．ωA>ωB B．ωA<ωB C．vA>vB D．vA3．据《物原》记载：“史佚始作辘轳”。人们借助辘轳从井中汲水的示意图如图。某人以恒定角速度转动辘轳汲水时，绳子不断重叠地绕在一起，绳子的粗细不可忽略。则（　　）
A．水桶匀速上升
B．水桶减速上升
C．绳子拉水桶的力大于水桶拉绳子的力
D．绳子拉水桶的力大于水桶和水的总重力
4．如图所示，观察机械表在工作时分针上的A、B两点和秒针上的C点，下列说法正确的是（　　）
A．相等的时间内A、B通过的路程相等 B．A点的角速度大于B点的角速度
C．A点的线速度大于B点的线速度 D．A点的角速度小于C点的角速度
5．甲、乙、丙三个物体，甲放在海南，乙放在无锡，丙放在天津．当它们随地球一起转动时．下列说法中正确的是(　　)
A．三个物体的角速度相等
B．甲的线速度最小
C．三个物体的线速度都相等
D．甲的角速度最大
6．如图所示，竖直放置的圆环绕OO′以速转动，OO′为过圆环圆心的竖直转轴，A、B为圆环上的两点，用vA，vB分别表示A、B两点的线速度大小，用ωA、ωB分别表示A，B两点的角速度大小，则下列关系正确的是（ ）
A．ωA＜ωB B．ωA=ωB C．vA＞vB D．vA=vB
7．在匀加速直线运动中，我们用加速度a描述速度v的变化快慢。与之类似，在匀加速圆周运动中可以引入角加速度β来描述角速度ω的变化快慢。如图所示，M、N是水平圆盘上的两个点，它们与圆心O间的距离分别为rM和rN，且rM=rN=r。圆盘由静止开始绕过O点的竖直转轴匀加速转动，经过时间t，M点的线速度为v，，则两点的角加速度分别为（　　）
A．， B．， C．， D．，
8．如图，一质点沿螺旋线自外向内运动，已知其走过的弧长s与时间t成正比，则关于该质点运动下列说法正确的是(　　)
A．线速度大小变大，角速度大小不变
B．线速度大小变小，角速度大小变小
C．线速度大小不变，角速度大小变小
D．线速度大小不变，角速度大小变大
9．下列关于圆周运动的说法不正确的是（　　）
A．做匀速圆周运动物体的加速度和速度的大小都不变
B．做匀速圆周运动物体的角速度与转速成反比
C．做匀速圆周运动物体的频率和角速度成正比
D．做匀速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心
10．物体做匀速圆周运动时，下列物理量中不发生变化的是（　　）
A．线速度 B．动能 C．向心力 D．加速度
11．如图所示，一根长为l的轻杆， O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A,轻杆靠在一个高为h的物块上．若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向右运动至轻杆与水平方向夹角为θ时，物块与轻杆的接触点为B,下列说法正确的是( )
A．A、B的线速度相同
B．A的角速度大于B点的角速度
C．小球A转动的角速度为
D．小球A的线速度大小为
12．下列说法正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是匀速运动
B．平抛运动是匀加速运动
C．两个匀加速直线运动的合运动一定是直线运动
D．圆周运动的加速度一定指向圆心
13．某种变速自行车，与后轮同轴转动的飞轮有3个齿轮，齿数分别为：16、20、24；与脚踏板同轴转动的链轮有3个齿轮，齿数分别为：24、36、48.已知齿轮上每个齿的宽度相同，自行车车轮的直径为0.8m，当人骑着车行驶时脚踩踏板的转速为1r/s时，自行车前进的最大速度约为（　　）
A．4.5m/s B．7.5m/s C．10m/s D．15m/s
14．下列说法正确的是（　　）
A．物体速度大小不变，则其加速度一定为零
B．物体的速度发生变化，其加速度也一定变化
C．重心是物体的各部分所受重力的等效合力的作用点
D．摩擦力的方向总是与运动方向相反，起阻碍物体运动的作用
15．如图所示，为了检测一玩具枪射出子弹的速度，用一个半径为r的圆盘做目标靶，枪口与圆盘的距离为L，圆盘绕垂直盘面且过盘心O点的水平轴匀速转动，转动的角速度大小为ω.子弹出枪口时圆盘边缘上的A点在最高点位置，若子弹恰好击中A点，空气阻力忽略不计，重力加速度为g，则子弹出枪口的速度可能为(　　)
A． B．
C． D．πωL
二、填空题（共4题）
16．线速度：
（1）定义：物体做圆周运动，在一段______的时间Δt内，通过的弧长为Δs，则Δs与Δt的______叫作线速度，公式：v＝。
（2）意义：描述做圆周运动的物体______的快慢。
（3）方向：物体做圆周运动时该点的______方向。
17．在如图所示的皮带传动装置中，a是大轮边缘上的一点，b是小轮边缘上的一点．当皮带轮匀速转动时，皮带与轮间不打滑．a、b两点的线速度的大小关系是va_______vb（选填“>”、 “=”或“<”）；a、b两点的角速度的大小关系是ωa_______ωb（选填“>”、“=”或“<”）；a、b两点的周期的大小关系是Ta_______Tb（选填“>”、“=”或“<”）．
18．如图所示，若把老师上课时黑板擦的运动看作匀速圆周运动，在1 s时间内，黑板擦由A擦至B时转过的圆心角为60°，擦过的轨迹的弧长为62.8 cm，则黑板擦运动时转动的周期是________s，线速度为_______m/s。
19．图甲是利用激光测转速的原理示意图，图甲圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当圆盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图乙所示），取。
（1）若图乙中示波器显示屏横向的每大格（含有5等分小格）对应的时间为，则圆盘的转动周期______，转速______；
（2）若测得圆盘半径为，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为______。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点 P，飞镖被抛出时与P等高，且与P点距离为L。在将飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘绕经过圆心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(飞镖击中P点时，P恰好在最下方)，求：
（1）圆盘的半径R；
（2）P点随圆盘转动的线速度v。
21．在我国南方山区有一种简易水轮机，如下图所示 ，从悬崖上流出的水可看作连续做平抛运动的物体，水流轨迹与下边放置的轮子边沿相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动，输出动力．当该系统工作稳定时，可近似认为水的末速度与轮子边缘的线速度相同．设水的流出点比轮轴高h＝5.6m，轮子半径R＝1m．调整轮轴O的位置，使水流与轮边缘切点相对应的半径与水平线成．取g＝10 m/s2，求：
（1）水流的初速度v0大小
（2）若不计挡水板的大小，则轮子转动的角速度为多少？
22．做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径为20 m的圆周运动100 m，试求物体做匀速圆周运动时：
(1)线速度的大小；
(2)角速度的大小；
(3)周期的大小。
23．在一次趣味游戏中，某同学在地面上放置一个半径为R的圆形跑道，在跑道左边放置一个高为h的平台，平台边缘上的P点在地面上P′点的正上方，P′与跑道圆心O的距离为L(L＞R)，如图所示．跑道上有一辆玩具小车，现让一同学从P点水平抛出小砂袋，并使其落入小车中(砂袋所受空气阻力不计)．问：
(1)当小车分别位于A点和B点时(∠AOB=90°)，砂袋被抛出时的初速度各为多大？
(2)若小车在跑道上做匀速圆周运动，则砂袋被抛出时的初速度在什么范围内才能使砂袋落入小车中？
(3)若小车沿跑道顺时针做匀速圆周运动，当小车恰好经过A点时，将砂袋抛出，为使砂袋能在B点处落入小车中，小车的速率v应满足什么条件？
参考答案
1．D
2．C
3．D
4．D
5．A
6．B
7．D
8．D
9．B
10．B
11．D
12．B
13．B
14．C
15．B
16．很短 比值 运动 切线
17．= <， >．
18．6 0.628
19．
20．（1） ； （2）
21．(1)7.5m/s(2)12.5rad/s
22．（1）10m/s；（2）0.5rad/s；（3）4π
23．（1）（2）（3）（n=0、1、2、3……）