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课后练习6.1
圆周运动
(预计时间30分钟,共50分)
一、单选题(每题5分)
1.某时钟的面板如图所示,当时钟正常工作时,分针与时针转动的角速度之比为( )
A. B. C. D.
2.小明正在扶着一个倒了的晾衣杆,如图所示,小明向左运动,手与杆接触点的高度为h并保持不变,当树苗与水平面的夹角为θ时,树苗的角速度为ω,则此时小红的速度大小为( )
A. B. C. D.
3.若将时钟正常工作时的分针运动看作匀速圆周运动,则其角速度大小为( )
A.0.10rad/s B.8.7×103rad/s C.1.7×10-3rad/s D.1.5×10-4rad/s
4.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,左轮的半径为2r,a、b分别是两轮边缘上的点,c是左轮轮盘上的一点,它到左轮中心的距离为r。若在传动过程中,皮带不打滑,则( )
A.a点与b点的周期相等
B.a点与b点的角速度大小相等
C.a点与c点的线速度大小相等
D.b点与c点的周期相等
5.如图所示,长为 的轻杆一端用铰链固定,另一端固定一个小球,将小球放置在倾角为 的斜面体上,由静止释放,某时刻轻杆与水平方向的夹角为 ,轻杆转动的角速度为 ,则此时斜面体的速度大小为( )
A. B.
C. D.
6.A、B两个圆形传送带,转轴分别在各自的圆心处,A传送带按照如图所示的方向转动,通过摩擦力带动B传送带一起做无相对运动的匀速圆周运动,则两圆盘做圆周运动的( )
A.周期不同,转动方向不同
B.周期相同,转动方向相同
C.A与B转速比小于1,转动方向相同
D.A与B转速比大于1,转动方向相同
7.做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是( )
A.角速度不变 B.线速度不变
C.加速度不变 D.物体做匀变速运动
8.如图是自行车传动装置的示意图,其中Ⅰ是半径为的大齿轮,Ⅱ是半径为的小齿轮,Ⅲ是半径为的后轮。假设脚踏板的角速度为,则自行车前进的速度为( )
A. B. C. D.
9.如图所示,当用扳手拧螺母时,扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP和ωQ,线速度大小分别为vP和vQ,则( )
A.ωP<ωQ,vPC.ωP=ωQ,vPvQ
二、解答题(共5分)
10.如图,半径为的水平圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动,在的正上方有一个小球以初速度水平抛出。为圆盘边缘上一点,小球抛出时,恰与的方向平行,若小球恰好直接落在点,则小球抛出时距的高度为多少?圆盘转动的角速度大小多大?(重力加速度为)
答案和解析
1.【答案】A
根据题意可知,分针的周期为,时针的周期为,由公式可得,分针与时针转动的角速度之比为
故选A。
2.【答案】B
设小明的速度为,沿着杆方向和垂直杆方向分解,如图所示
杆的速度
由几何关系可得
联立可得
故选B。
3.【答案】C
分针在一小时转动一周,所以其角速度大小为
故选C。
4.【答案】D
AB.a、b分别是两轮边缘上的点,靠传送带传动,两点的线速度相等。根据
由于a、b的半径不相等,所以a点与b点的角速度大小不相等,又
a点与b点的周期也不相等。故AB错误;
C.a、b的线速度相等,b、c属于同轴转动,角速度相等,根据
可知b、c的线速度不相等,所以a点与c点的线速度大小不相等。故C错误;
D.b、c属于同轴转动,周期相等。故D正确。
故选D。
5.【答案】C
轻杆转动的角速度为 ,小球的速度
小球绕铰链的固定点做圆周运动,小球的线速度可分解为水平向右与沿斜面向下的分速度,如图所示,轻杆与水平方向的夹角为 时,由几何关系可得,小球水平方向的分速度大小
故C正确,ABD 错误。
故选C。
6.【答案】D
AB.A、B两个圆形传送带属于“齿轮传动”模型,两传送带转动方向都是逆时针,且传送带边缘线速度相等,根据
知,两传送带周期不同,AB错误;
CD.根据
得
C错误;D正确。
故选D。
7.【答案】A
AB.匀速圆周运动过程中的线速度方向时刻变化着,线速度是变化的,但速度大小恒定不变,故动能不变,故A正确,B错误;
CD.匀速圆周运动的加速度方向时刻指向圆心,时刻变化着,故匀速圆周运动不是匀变速运动,故CD错误。
故选A。
8.【答案】D
大齿轮与脚踏板的角速度相同,即为,大齿轮与小齿轮边缘的线速度大小相等,设小齿轮的角速度为,则有
解得
后轮的角速度与小齿轮的角速度相等,可得后轮边缘的线速度大小为
自行车前进的速度等于后轮边缘的线速度大小,则有
故选D。
9.【答案】C
由于P、Q两点属于同轴转动,所以P、Q两点的角速度是相等的,即
ωP=ωQ
同时由图可知Q点到螺母的距离比较大,根据
v=ωr
可知Q点的线速度大,即
vP<vQ
故选C。
10.【答案】,(n=1,2,3,…)
小球做平抛运动,有
,
联立解得
当小球恰好直接落在点时,圆盘转过的圈数为n次,其中n=1,2,3,…,所以有
解得
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