人教版必修第二册6.1圆周运动(word版含答案)

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名称 人教版必修第二册6.1圆周运动(word版含答案)
格式 docx
文件大小 1.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-30 06:21:24

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文档简介

人教版必修第二册 6.1 圆周运动
一、单选题
1.任意相等的两段时间内,运动物体速度的改变量可能不同的是(  )
A.自由落体运动 B.竖直上抛运动 C.匀速圆周运动 D.匀减速直线运动
2.结合生活常识可以判断钟表里时针转动的角速度和地球自转的角速度之比为(  )
A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.365:1
3.学校门口的车牌自动识别系统如图所示,闸杆距地面高为1m,可绕转轴O在竖直面内匀速转动;自动识别区ab到a'b'的距离为6.9m。汽车以速度3m/s匀速驶入自动识别区,识别的反应时间为0.3s;若汽车可看成高1.6m的长方体,闸杆转轴O与车左侧面水平距离为0.6m。要使汽车匀速顺利通过,闸杆转动的角速度至少为(  )
A. B.
C. D.
4.风能是可再生清洁能源,我国在风力发电方面的研究处于世界前列。在风能开发利用时,常用到风速仪,其结构如图(a)所示。光源发出的光经光纤传输,被探测器接收,当风轮旋转时,通过齿轮带动凸轮圆盘旋转,当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被遮挡。已知风轮叶片转动半径为,每转动圈带动凸轮圆盘转动一圈,凸轮每次经过透镜系统时,光线被挡住,接收不到光。若某段时间内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示,则该时间段内风轮叶片(  )
A.转速逐渐增大,平均速率为 B.转速逐渐增大,平均速率为
C.转速逐渐减小,平均速率为 D.转速逐渐减小,平均速率为
5.一户外健身器材如图所示,当器材上轮子转动时,轮子上A、B两点的(  )
A.转速 B.周期
C.线速度 D.角速度
6.学校门口的车牌自动识别系统如图所示,闸杆距地面高为1m,可绕转轴O在竖直面内匀速转动;自动识别区ab到a'b'的距离为6.9m。汽车以速度3m/s匀速驶入自动识别区,识别的反应时间为0.3s;若汽车可看成高1.6m的长方体,闸杆转轴O与车左侧面水平距离为0.6m。要使汽车匀速顺利通过,闸杆转动的角速度至少为(  )
A. B.
C. D.
7.下面关于匀速圆周运动的表述正确的是 (  )
A.做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C.做匀速圆周运动的物体,其运动快慢用线速度描述
D.做匀速圆周运动的物体,在任意相等时间内的位移相同
8.如图所示,用起瓶器打开瓶盖,起瓶器上A、B两点绕O点转动的角速度分别为ωA和ωB,线速度大小分别为vA和vB,则(  )
A.ωA=ωB,vA>vB B.ωA=ωB,vAC.ωA<ωB,vA=vB D.ωA>ωB,vA=vB
9.如图所示,是杭州G20演出过程中的一个场景——由全息技术产生的一把巨大的扇子正徐徐打开,则下列关于扇面上A、B两点(这两点跟着扇面打开转动,始终处于同一个圆的同一条半径上)说法正确的是(  )
A.A、B两点在相同时内的位移相同 B.A、B两点在相同时间内的路程相同
C.A点的角速度比B点大 D.A点的线速度比B点大
10.如图所示为“行星传动示意图”。中心“太阳轮”的转动轴固定,其半径为,周围四个“行星轮”的转动轴固定,其半径为,“齿圈”的半径为,其中分别是“太阳轮”“行星轮”“齿圈”边缘上的点,那么(  )
A.点与点的角速度相同 B.点与点的角速度相同
C.点与点的转速之比为 D.点与点的周期之比为
11.如图所示,转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设小李同学是转笔高手,能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动,下列叙述正确的是(  )
A.笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点
B.除了O点,笔杆上其他点的角速度大小都一样
C.笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离成反比
D.笔杆上的点离O点越近,做圆周运动的向心加速度越大
12.由于高度限制,车库出入口采用图所示的曲杆道闸,道闸由转动杆与横杆链接而成,P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中,杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中,下列说法正确的是( )
A.P点的线速度大小不变
B.P点的加速度方向不变
C.Q点在竖直方向做匀速运动
D.Q点在水平方向做匀速运动
13.由于高度限制,车库出入口采用图所示的曲杆道闸,道闸由转动杆与横杆链接而成,P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中,杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中,下列说法正确的是( )
A.P点的线速度大小不变
B.P点的加速度方向不变
C.Q点在竖直方向做匀速运动
D.Q点在水平方向做匀速运动
14.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,则(  )
A.观察到白点始终在同一个位置 B.观察到白点顺时针方向转动
C.观察到白点转动的周期为0.05s D.观察到白点转动的周期为1s
15.下列关于力和运动的说法中,正确的是(  )
A.汽车在水平面上做匀速圆周运动时合外力为零
B.汽车在水平面上做匀速圆周运动时速度变化率不变
C.拔河比赛中,获胜一方拉力的大小大于另一方拉力的大小
D.拔河比赛中,获胜一方拉力的大小等于另一方拉力的大小
二、填空题
16.如图所示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。则从动轮做___________转动,转速为___________。
17.某物体做匀速圆周运动,圆周的半径为R,周期为T,物体在运动的时间内,位移的大小是_____,路程是_________,转过的角度是_________。
18.周期
(1)周期T:做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间,单位:______;
(2)转速n:物体转动的______与所用时间之比.单位:______或______;
(3)周期和转速的关系: (n的单位为r/s时)。
三、解答题
19.如图所示,半径为R的水平圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动。若在圆心O正上方h处沿与半径OA平行的方向水平抛出一个小球,要使小球在圆盘上的落点为A,求:
(1)小球做平抛运动的初速度;
(2)圆盘转动的角速度。
20.如图为简易水轮机截面示意图,水管水平放置,水从管口A流出后在D处冲击轮子边缘的挡水板,可使轮子连续转动,稳定时轮子边缘线速度与水流冲击速度大小近似相等。已知AD竖直高度差h=0.8m,轮子边缘的线速度v=5m/s,轮子半径R=0.5m。不计挡水板的大小,忽略空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)轮子转动角速度;
(2)AD水平距离。
21.如图所示为自行车传动部分的示意图,a为脚蹬,Oa为曲柄,b、d为齿轮,c为链条,组成传动部分,e为后轮(主动轮)。已知,,,,如果传动过程中无打滑现象,当脚蹬以每分钟30转绕O轴做匀速圆周运动时,自行车行进的速度为多大?
22.如图所示置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径,离水平地面的高度,物块平抛运动的落地点到水平转轴的距离。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度。求:
(1)物块做平抛运动的初速度大小;
(2)物块与转台间的动摩擦因数。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
自由落体运动、竖直上抛运动和匀减速直线运动的加速度都是不变的,根据
v=at
可知,在任意相等的两段时间内,物体速度的改变量都相等;匀速圆周运动的加速度是变化的,则在任意相等的两段时间内,物体速度的改变量可能不相等。
故选C。
2.C
【解析】
【详解】
时针转动的角速度
地球自转的角速度

故C正确。
故选C。
3.A
【解析】
【详解】
闸杆转动时间为
汽车匀速顺利通过,闸杆转动的角度至少为
解得
闸杆转动的角速度至少为
故选A。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意,从题图乙可以看出,在时间内,探测器接收到光的时间越来越长,凸轮圆盘的挡光时间也越来越长,可以确定凸轮圆盘的转速在减小,即风轮叶片转动得越来越慢,从题图乙可以看出在时间内有4次挡光,即凸轮圆盘转动了4周,风轮叶片转动了4n周,风轮叶片转过的弧长
风轮叶片转动的平均速率
故C正确。
故选C。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
ABD.由于同轴转动,轮上各个点的角速度相同(圆心除外),所以A、B两点的角速度相同,转速相同,周期相同,ABD错误;
C.由
线速度
C正确。
故选C。
6.A
【解析】
【详解】
闸杆转动时间为
汽车匀速顺利通过,闸杆转动的角度至少为
解得
闸杆转动的角速度至少为
故选A。
7.C
【解析】
【详解】
A.做匀速圆周运动的物体,其线速度方向是时刻变化的,所受合力不为零,因此处于非平衡状态,故A错误;
B.做匀速圆周运动的物体,其所受的合力指向圆心,由于合力的方向时刻改变,加速度方向时刻改变,因此匀速圆周运动是变加速曲线运动,故B错误;
C.做匀速圆周运动的物体,其运动快慢用线速度描述,故C正确;
D.做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长即路程相等,但位移的方向可能不同,故D错误。
故选C。
8.B
【解析】
【详解】
同轴转动,角速度相等,故
由于,根据
故选B。
9.D
【解析】
【详解】
由于A、B两点在同一个扇面上转动,所以两点的角速度相等,根据v=ωr可知A点的线速度比B点大,所以在相同时间内A点的路程比B点大。根据几何关系可知,相同时间内A点的位移比B点大,故ABC错误,D正确。
故选D。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知,三点的线速度大小相等,根据可知
根据可得转速之比为
根据得
故选C。
11.B
【解析】
【详解】
A.笔杆上各点绕O点匀速转动,各点的线速度方向垂直于笔杆,A错误;
B.笔杆上的各个点都做同轴转动,除O点不转动外,其它点的角速度是相等的,B正确;
C.笔杆上各个点的角速度相等,根据
可知,笔杆上各点的线速度的大小与到O点的距离成正比,C错误;
D.笔杆上的各个点都做同轴转动,所以角速度相等,根据向心加速度的公式
可知,离O点越近,向心加速度越小,D错误;
故选B。
12.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动,则P点的线速度大小不变,A正确;
B.由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动,P点的加速度方向时刻指向O点,B错误;
C.Q点在竖直方向的运动与P点相同,相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为
y = lOPsin( + ωt)
则可看出Q点在竖直方向不是匀速运动,C错误;
D.Q点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为
x = lOPcos( + ωt) + lPQ
则可看出Q点在水平方向也不是匀速运动,D错误。
故选A。
【点睛】
13.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动,则P点的线速度大小不变,A正确;
B.由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动,P点的加速度方向时刻指向O点,B错误;
C.Q点在竖直方向的运动与P点相同,相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为
y = lOPsin( + ωt)
则可看出Q点在竖直方向不是匀速运动,C错误;
D.Q点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为
x = lOPcos( + ωt) + lPQ
则可看出Q点在水平方向也不是匀速运动,D错误。
故选A。
【点睛】
14.D
【解析】
【详解】
由题意黑色圆盘,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,即频率为
在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘,即

所以观察到白点逆时针旋转,则
所以观察到白点每秒逆时针旋转1圈,即转动周期为
T=1s
故选D。
15.D
【解析】
【详解】
A.做匀速圆周运动的物体需要向心力,合外力即使向心力的提供者,所以合外力不为零,故A错误;
B.匀速圆周运动物体的加速度方向在时刻变化,所以速度变化率变化,故B错误;
CD.拔河比赛中,两方拉力大小相等,所以C错误,D正确。
故选D。
16. 逆时针
【解析】
【详解】
[1]主动轮带着从动轮转,故主动轮顺时针转动,则从动轮逆时针转动。
[2]主动轮边缘上的点和从动轮边缘上的点属于共线传动,即
主动轮的转速为n,则
解得从动轮的转速为
17.
【解析】
【分析】
【详解】
[1]某物体做匀速圆周运动,圆周的半径为R,周期为T,在运动的时间内,位移的大小
[2]路程
[3]运动的角速度
转过的角度是
18. 秒 圈数 转每秒 转每分
【解析】
【详解】
(1)[1]T:做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间,单位:秒;
(2)[2][3][4]转速n:物体转动的圈数与所用时间之比.单位:转每秒或转每分。
19.(1) ;(2)
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 要使小球直接落在B点,水平位移要为R,对平抛的小球:水平方向:

联立得:
(2) 要使小球落到A处,则小球在下落的这段时间内,A点刚好转了n圈则:
ωt=2nπ (n=0、1、2…)
联立得:
20.(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)轮子边缘的线速度为
v=5m/s
根据
可得轮子转动角速度
(2)根据平抛运动规律

整理可得
21.2.826m/s
【解析】
【分析】
【详解】
先算出a的角速度,即b的角速度
再计算b边缘上点的线速度,即d边缘上点的线速度
再计算d的角速度,即e的角速度
最后计算自行车行进的速度
22.(1)1m/s;(2)0.33
【解析】
【详解】
(1)物块做平抛运动,在竖直方向上有

在水平方向上

由几何关系得

由①②③式得

(2)物块离开转台时,最大静摩擦力提供向心力,有


由⑤⑥式解得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页