人教版必修二第六章第一节圆周运动(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
关于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是( )
A. 因为在相等的时间内通过的圆弧长度相等,所以线速度恒定
B. 如果物体在内转过角,则角速度为
C. 若半径一定,则线速度与角速度成反比
D. 匀速圆周运动是变加速曲线运动
一物体做匀速圆周运动的半径为,线速度大小为,角速度为,周期为。关于这些物理量的关系,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
如图为在短道速滑比赛中运动员过弯道情景。假定两位运动员在过弯道时保持各自的速率恒定,一位运动员在内道角速度为,线速度为另一位运动员在外道角速度为,线速度为,他们同时进入弯道同时出弯道,则他们的角速度与线速度大小的关系为( )
A. , B. , C. , D. ,
变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度.如图是某一变速车齿轮传动结构示意图,图中轮有齿,轮有齿,轮有齿,轮有齿,则下列选项正确的是( )
A. 当轮与轮组合时,两轮边缘上的点的线速度之比
B. 当轮与轮组合时,两轮的周期之比
C. 当轮与轮组合时,两轮的角速度之比
D. 当轮与轮组合时,两轮的角速度之比
如图所示为常见的自行车传动示意图.轮与脚蹬子相连,轮与车轴相连,为车轮.当人蹬车匀速运动时,以下说法中正确的是
A. 轮与轮的角速度相同 B. 轮与轮的角速度不同
C. 轮边缘与轮边缘的线速度大小相等 D. 轮边缘与轮边缘的线速度大小相等
如图所示为某钟表的表盘,时针、分针、秒针的针尖到转动轴的距离之比为,下列说法正确的是( )
A. 时针转动的角速度为
B. 秒针转动的角速度为
C. 时针、分针、秒针的周期之比为
D. 时针、分针、秒针的针尖的线速度之比为
如图所示,一个球绕中心轴线以角速度转动,为球心,则( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 、两点的角速度相等 D. 、两点的线速度相等
图示为某一皮带传动装置主动轮的半径为,从转动的半径为已知主动轮做顺时针转动,转速为,转动过程中皮带不打滑,下列说法正确的是( )
A. 主动轮的角速度为 B. 从动轮做顺时针转动
C. 从动轮的转速为 D. 从动轮边缘线速度为
某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘、,盘上有一个信号发射装置,能发射水平红外线,到圆心的距离为盘上有一个带窗口的红外线信号接收装置,到圆心的距离为、转动的线速度相同,都是当、正对时,发出的红外线恰好进入的接收窗口,如图所示,则接收到的红外线信号的周期是:
A. B. C. D.
如图所示,一位同学做飞镖游戏,已知圆盘的直径为,飞镖距圆盘,且对准圆盘上边缘的点水平抛出不计空气阻力,初速度为,飞镖抛出的同时,圆盘绕垂直圆盘过盘心的水平轴匀速转动,角速度为若飞镖恰好击中点,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
二、实验题(本大题共1小题,共14.0分)
小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度。他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。经过骑行,他得到如下的数据:在时间内踏脚板转动的圈数为,那么脚踏板转动的角速度______________;脚踏板转动的频率__________;要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有__________________________________________________用文字说明并用字母表示;自行车骑行速度的计算公式__________________。
三、计算题(本大题共2小题,共26.0分)
有同学设计了测量玩具枪的子弹速度的方法。如图所示,直径为的纸制圆筒以角速度绕轴匀速转动,现把枪口对准圆筒,使子弹沿截面直径穿过圆筒。若圆筒旋转不到半周时,子弹在圆筒上留下、两弹孔,已知、的夹角为,不计圆筒对子弹速度的影响,那么子弹的速度为多大
年月日,“中国飞镖公开赛暨夺镖中国软式飞镖职业赛”首站赛,在山西侯马举行。一位同学玩飞镖游戏,已知飞镖距圆盘为,且对准圆盘上边缘的点水平抛出,初速度为,飞镖抛出的同时,圆盘以垂直盘面且过盘心点的水平轴匀速转动。若飞镖恰好击中点,空气阻力忽略不计,重力加速度为,求:
飞镖打中点所需的时间
圆盘的半径
圆盘转动角速度的可能值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查对匀速圆周运动的基本概念和对匀速圆周运动的理解,基础题目。
根据线速度知识判断;根据角速度的定义式计算即可判断;根据角速度与线速度关系可判断;根据匀速圆周运动的特点判断。
【解答】
A.因相等时间内通过的弧长相等,所以线速度大小不变,但是方向时刻变化,故A错误;
B.根据,故B错误;
C.线速度与角速度的关系为,由该式可知,一定时,,故C错误;
D.做匀速圆周运动的物体加速度大小恒定方向变化,为变加速曲线运动,故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
利用线速度、角速度的定义式和线速度角速度的关系来判断各式正确与否。
本题考查了描述圆周运动的各物理量之间的关系,做好此类题目的关键是熟记公式。
【解答】
根据圆周运动知识,,,故ABC错误,D正确。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据同时进入弯道同时出弯道判断出运动时间和转过的角度相同,根据求得角速度,利用求得线速度大小。
本题主要考查了描述匀速圆周运动的物理量,根据定义式确定角速度大小,根据求得线速度大小即可。
【解答】
由于运动员同时进入弯道同时出弯道,故在弯道内运动的时间相同,转过的角度相同,根据可知,角速度相同,即
外道的轨道半径大于内道的轨道半径,根据可得,,故BCD错误,A正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
轮分别与、连接,轮分别与、连接,共有种不同的挡位;抓住线速度大小相等,结合齿轮的齿数之比可以得出轨道半径之比,从而求出角速度之比和周期之比
解决本题的关键知道靠传送带传动,两轮边缘的线速度大小相等,知道线速度、角速度的大小关系。
【解答】
同缘传动边缘点线速度相等,前齿轮的齿数与转动圈数的乘积等于后齿轮齿数与转动圈数的乘积,当与组合时,两轮边缘线速度大小相等,,解得::::,根据可知两轮的周期之比::,故AB错误;
同缘传动边缘点线速度相等,前齿轮的齿数与转动圈数的乘积等于后齿轮齿数与转动圈数的乘积,当与组合时,两轮边缘线速度大小相等,得:,
解得:::::,故C正确,D错误。
故选:。
5.【答案】
【解析】
【分析】
同缘传动边缘点线速度相等;同轴传递角速度相等;然后结合公式分析;
本题关键明确两种常见的传动方式的特点:同缘传动边缘点线速度相等,同轴传递角速度相等。
【解答】
轮边缘上的点与传动链条接触,其速度大小和传动链条的速度大小一致,所以轮边缘与轮边缘的线速度大小相等,根据公式,线速度相等时,半径小的角速度大,故A错误C正确;
轮边缘与轮边缘的点在同一个轮子上,所以轮边缘与轮边缘的角速度相同,而,据公式可知,线速度不等,故BD错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】
【分析】
匀速圆周运动中,转动一圈的时间为周期,分针的周期为分,秒针的周期为秒,即分钟,根据求角速度之比.由求线速度之比。
该题为基本公式的应用,一定要搞清楚时分针、秒针的周期.掌握角速度、线速度与周期的关系式是关键。
【解答】
A、时针每个小时转一周,因此转动的角速度,故A错误;
B、秒针每分钟转一周,因此转动的角速度,故B错误;
C、时针、分针、秒针的周期之比为::::::,故C错误;
D.根据可知时针、分针,秒针的针尖的线速度之比::::::,故D正确。
7.【答案】
【解析】【方析】
根据同轴转动的特点判定角速度关系,在利用速度、角速度与半径关系得出速度关系。
本题考查了传动物体,抓住同轴转动角速度相同是解题的关键。
【解答】
、共轴转动的各点角速度相等,故A、两点的角速度相等,由图可知,、两点到中心轴的距离不相等,即:、两点做匀速圆周运动的半径不相等,
根据,两点的线速度不相等,故C正确,D错误;
、点的转动半径为,点的转动半径为,根据公式,线速度之比,故AB错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了圆周运动角速度与线速度的关系,要知道同一根带子转动,线速度相等,同轴转动,角速度相等。
因为主动轮做顺时针转动,从动轮通过皮带的摩擦力带动转动,所以从动轮逆时针转动,由于通过皮带传动,皮带与轮边缘接触处的线速度相等,根据角速度与线速度的关系即可求解。
【解答】
A.主动轮的角速度为,故A错误;
B.因为主动轮做顺时针转动,从动轮通过皮带的摩擦力带动转动,所以从动轮逆时针转动,故B错误;
C.由于通过皮带传动,皮带与轮边缘接触处的线速度相等,
根据得:
所以,故C正确;
D.根据得从动轮的边缘线速度为,故D错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】
【分析】
因为、正对时,发出的红外线恰好进入的接收窗口,再次被接收时,经历的时间都为各自周期的整数倍,分别求出各自的周期,求出周期的最小公倍数,从而求出经历的时间。
解决本题的关键知道发出的红外线恰好再次进入的接收窗口,所经历的时间为它们周期的整数倍,通过最小公倍数球最短时间间隔。
【解答】
的周期。
的周期
因为经历的时间必须等于它们周期的整数倍,根据数学知识,和的最小公倍数为,所以经历的时间最小为。故D正确,ABC错误。
故选D。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查平抛运动及圆周运动相结合的问题,知道圆周运动具有周期性,是解题的关键。
【解答】
A.由平抛运动规律:,解得其在空中飞行的时间,由,解得平抛初速度为:,化简得:,故A错误;
由题意可知,当飞镖射中圆盘点时,点刚好转到圆盘的正下方,且圆周运动具有周期性,故有:,取自然数,,,
联立解得:,,,故B正确,C错误;
D.由,,联立解得:, ,故D错误。
11.【答案】;牙盘的齿轮数、飞轮的齿轮数、自行车后轮的半径;
【解析】
【分析】
本题考查了匀速圆周运动;解决本题的关键是要知道:若共轴,则角速度相等;若共线,则线速度相等,再根据进行求解。
根据角速度即可计算角速度;踏脚板与牙盘共轴,所以角速度相等,飞轮与牙盘通过链条链接,所以线速度相等,通过测量牙盘的齿轮数、飞轮的齿轮数、求出飞轮的角速度与牙盘角速度的关系,再测量自行车后轮的半径,根据即可计算自行车骑行速度。
【解答】
根据角速度得:;
由可得:脚踏板转动的频率:;
踏脚板与牙盘共轴,所以角速度相等,飞轮与牙盘通过链条链接,所以线速度相等,
设飞轮的角速度为,测量出牙盘的齿轮数为、飞轮的齿轮数为;
则,再测量自行车后轮的半径,根据;
得:;
所以要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有:牙盘的齿轮数、飞轮的齿轮数、自行车后轮的半径;
自行车骑行速度的计算公式。
12.【答案】解:设子弹的速度为,由题意知,子弹穿过两个孔所需时间为:,
纸质圆筒在这段时间内转过角度为,由角速度的公式有:
由两式解得:。
答:子弹的速度大小为。
【解析】略
13.【答案】解:飞镖水平抛出,在水平方向做匀速直线运动,因此
飞镖击中点时,恰好在最下方
解得
飞镖击中点,则点转过的角度满足
故
答:飞镖打中点所需的时间为;圆盘的半径为;圆盘转动角速度的可能值为。
【解析】飞镖做平抛运动的同时,圆盘上点做匀速圆周运动,恰好击中点,说明点正好在最低点被击中,则点转动的时间,根据平抛运动水平位移可求得平抛的时间,两时间相等联立可求解。
本题关键知道恰好击中点,说明点正好在最低点,利用匀速圆周运动和平抛运动规律联立求解。
第1页,共1页