5.4 圆周运动+练习 Word版含答案
文档属性
| 名称 | 5.4 圆周运动+练习 Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 160.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-12 10:30:14 | ||
图片预览
文档简介
分层训练·进阶冲关
A组 基础练(建议用时20分钟)
1.(2018·榆林高一检测)下列关于物体做匀速圆周运动的说法中,正确的是
(D)
A.速度的大小和方向都改变
B.速度的大小和方向都不变
C.速度的大小改变,方向不变
D.速度的大小不变,方向改变
2.甲、乙两同学都在参加体育锻炼,甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步,乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步。在相同的时间内,甲、乙各自跑了一圈,他们的角速度大小分别是ω1、ω2。则 (C)
A.ω1>ω2 B.ω1<ω2
C.ω1=ω2 D.无法确定
3.一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4 m/s,转动周期为2 s,则下列说法不正确的是 (A)
A.角速度为0.5 rad/s B.转速为0.5 r/s
C.运动轨迹的半径为1.27 m D.频率为0.5 Hz
4.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是 (C)
A.若它们的线速度相等,角速度也一定相等
B.若它们的角速度相等,线速度也一定相等
C.若它们的周期相等,角速度也一定相等
D.若它们的周期相等,线速度也一定相等
5.(2018·太原高一检测)静止在地球上的物体都要随地球一起转动,下列说法正确的是 (A)
A.它们的运动周期都是相同的
B.它们的线速度都是相同的
C.它们的线速度大小都是相同的
D.它们的角速度是不同的
6.两小球固定在一根长为L的杆的两端,绕杆上的O点做圆周运动,如图所示。当小球1的速度为v1时,小球2的速度为v2,则O点到小球2的距离是 (B)
A. B. C. D.
7.A、B两个质点,分别做匀速圆周运动,在相等时间内它们通过的弧长比sA∶sB
=2∶3,转过的圆心角比θA∶θB=3∶2,那么它们的线速度之比vA∶vB=__2∶3__,角速度之比ωA∶ωB=__3∶2__。?
8.如图所示为皮带传动装置,皮带轮转轴为O、O′,RB=RA,RC=RA,当皮带轮匀速转动时,皮带与皮带轮之间不打滑,求A、B、C三点的角速度之比、线速度之比、周期之比。
【解析】由题意可知,A、B两点在同一皮带轮上,因此
ωA=ωB,又皮带不打滑,所以vA=vC,故可得
ωC===ωA
所以ωA∶ωB∶ωC=ωA∶ωA∶ωA=2∶2∶3
又vB=RBωB=RAωA=
所以vA∶vB∶vC=vA∶vA∶vA=2∶1∶2
TA∶TB∶TC=∶∶=∶∶=3∶3∶2。
答案:2∶2∶3 2∶1∶2 3∶3∶2
B组 提升练(建议用时20分钟)
9.如图所示是一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是 (B)
A.a、b和c三点的线速度大小相等
B.a、b和c三点的角速度相等
C.a、b的角速度比c的大
D.c的线速度比a、b的大
10.(2018·温州高一检测)单车共享是目前中国规模最大的校园交通代步解决方案,为广大高校师生提供了方便快捷、低碳环保、经济实惠的共享单车服务。如图所示A、B、C三点分别是单车轮胎和齿轮外沿上的点,其中RA=2RB=5RC,下列说法正确的是 (C)
A.B点和C点的角速度ωB=ωC
B.A点和C点的线速度vA=vC
C.A点和B点的角速度2ωA=5ωB
D.A点和B点的线速度vA=2vB
11.如图所示的齿轮传动装置中,主动轮的齿数z1=24,从动轮的齿数z2=8,当主动轮以角速度ω顺时针转动时,从动轮的转动情况是 (B)
A.顺时针转动,周期为
B.逆时针转动,周期为
C.顺时针转动,周期为
D.逆时针转动,周期为
12.某机器内有两个围绕各自固定轴匀速转动的铝盘A、B,A盘上固定一个信号
发射装置P,能持续沿半径向外发射红外线,P到圆心的距离为28 cm。B盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置Q,Q到圆心的距离为16 cm。P、Q转动的线速度均为4π m/s。当P、Q正对时,P发出的红外线恰好进入Q的接收窗口,如图所示,则Q每隔一定时间就能接收到红外线信号,这个时间的最小值为
(B)
A.0.42 s B.0.56 s C.0.70 s D.0.84 s
C组 培优练(建议用时20分钟)
13.无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度,性能优于传统的挡位变速器,很多种高档汽车都应用了无级变速。如图所示是截锥式无级变速模型示意图,两个锥轮之间有一个滚动轮,主动轮、滚动轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动。当位于主动轮和从动轮之间的滚动轮从左向右移动时,从动轮转速降低;滚动轮从右向左移动时,从动轮转速增加。当滚动轮位于主动轮直径D1、从动轮直径D2的位置时,主动轮转速n1、从动轮转速n2的关系是 (B)
A.= B.=
C.= D.=
14.如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动,规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向。在O点正上方距盘面高为h=1.25 m处有一个可间断滴水的容器,从t=0时刻开始,容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知t=0时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。则(g取10 m/s2)
(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上?
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上,圆盘的角速度应为多大?
(3)当圆盘的角速度为2π rad/s时,第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为2 m,求容器的加速度a为多少?
【解析】(1)水滴在竖直方向上做自由落体运动,有h=gt2,解得t=0.5 s。
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线,则圆盘在0.5 s内转过的弧度为kπ,k为不为零的正整数。
由ωt=kπ解得ω=2kπ,其中k=1,2,3,…
(3)第二滴水离开O点的水平距离为
x2=at2+at·t=a
第三滴水离开O点的水平距离为
x3=a(2t)2+a(2t)·t=a
又Δθ=ωt=2π×0.5 rad=π rad
即第二滴水和第三滴水分别滴落在圆盘上x轴正方向及x轴负方向上,所以a+a=2解得a=1.45 m/s2
答案:(1)0.5 s (2)2kπ,其中k=1,2,3,…
(3)1.45 m/s2
15.如图所示,竖直圆筒内壁光滑,半径为R,顶部有入口A,在A的正下方h处有出口B。一质量为m的小球从入口A沿圆筒壁切线方向水平射入圆筒内,要使小球从出口B飞出。小球进入入口A处的速度v0应满足什么条件?
【解析】该题中小球的运动轨迹是空间螺旋曲线,可将其分解为两个简单的分运动:一个是以初速度v0在筒内壁弹力作用下做匀速圆周运动,如图甲所示;另一个是在重力作用下做自由落体运动。因此若将圆筒直线AB展开为平面,则小球沿圆筒壁的运动是平抛运动,如图乙所示。据此得小球在筒内运动的时间t=。
由题设条件得水平方向的位移应是圆周长的整数倍,即l=v0t=2nπR(n=1,
2,3,…)。
联立以上两式得v0=nπR(n=1,2,3,…)。
答案:v0=nπR(n=1,2,3,…)
A组 基础练(建议用时20分钟)
1.(2018·榆林高一检测)下列关于物体做匀速圆周运动的说法中,正确的是
(D)
A.速度的大小和方向都改变
B.速度的大小和方向都不变
C.速度的大小改变,方向不变
D.速度的大小不变,方向改变
2.甲、乙两同学都在参加体育锻炼,甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步,乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步。在相同的时间内,甲、乙各自跑了一圈,他们的角速度大小分别是ω1、ω2。则 (C)
A.ω1>ω2 B.ω1<ω2
C.ω1=ω2 D.无法确定
3.一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4 m/s,转动周期为2 s,则下列说法不正确的是 (A)
A.角速度为0.5 rad/s B.转速为0.5 r/s
C.运动轨迹的半径为1.27 m D.频率为0.5 Hz
4.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是 (C)
A.若它们的线速度相等,角速度也一定相等
B.若它们的角速度相等,线速度也一定相等
C.若它们的周期相等,角速度也一定相等
D.若它们的周期相等,线速度也一定相等
5.(2018·太原高一检测)静止在地球上的物体都要随地球一起转动,下列说法正确的是 (A)
A.它们的运动周期都是相同的
B.它们的线速度都是相同的
C.它们的线速度大小都是相同的
D.它们的角速度是不同的
6.两小球固定在一根长为L的杆的两端,绕杆上的O点做圆周运动,如图所示。当小球1的速度为v1时,小球2的速度为v2,则O点到小球2的距离是 (B)
A. B. C. D.
7.A、B两个质点,分别做匀速圆周运动,在相等时间内它们通过的弧长比sA∶sB
=2∶3,转过的圆心角比θA∶θB=3∶2,那么它们的线速度之比vA∶vB=__2∶3__,角速度之比ωA∶ωB=__3∶2__。?
8.如图所示为皮带传动装置,皮带轮转轴为O、O′,RB=RA,RC=RA,当皮带轮匀速转动时,皮带与皮带轮之间不打滑,求A、B、C三点的角速度之比、线速度之比、周期之比。
【解析】由题意可知,A、B两点在同一皮带轮上,因此
ωA=ωB,又皮带不打滑,所以vA=vC,故可得
ωC===ωA
所以ωA∶ωB∶ωC=ωA∶ωA∶ωA=2∶2∶3
又vB=RBωB=RAωA=
所以vA∶vB∶vC=vA∶vA∶vA=2∶1∶2
TA∶TB∶TC=∶∶=∶∶=3∶3∶2。
答案:2∶2∶3 2∶1∶2 3∶3∶2
B组 提升练(建议用时20分钟)
9.如图所示是一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是 (B)
A.a、b和c三点的线速度大小相等
B.a、b和c三点的角速度相等
C.a、b的角速度比c的大
D.c的线速度比a、b的大
10.(2018·温州高一检测)单车共享是目前中国规模最大的校园交通代步解决方案,为广大高校师生提供了方便快捷、低碳环保、经济实惠的共享单车服务。如图所示A、B、C三点分别是单车轮胎和齿轮外沿上的点,其中RA=2RB=5RC,下列说法正确的是 (C)
A.B点和C点的角速度ωB=ωC
B.A点和C点的线速度vA=vC
C.A点和B点的角速度2ωA=5ωB
D.A点和B点的线速度vA=2vB
11.如图所示的齿轮传动装置中,主动轮的齿数z1=24,从动轮的齿数z2=8,当主动轮以角速度ω顺时针转动时,从动轮的转动情况是 (B)
A.顺时针转动,周期为
B.逆时针转动,周期为
C.顺时针转动,周期为
D.逆时针转动,周期为
12.某机器内有两个围绕各自固定轴匀速转动的铝盘A、B,A盘上固定一个信号
发射装置P,能持续沿半径向外发射红外线,P到圆心的距离为28 cm。B盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置Q,Q到圆心的距离为16 cm。P、Q转动的线速度均为4π m/s。当P、Q正对时,P发出的红外线恰好进入Q的接收窗口,如图所示,则Q每隔一定时间就能接收到红外线信号,这个时间的最小值为
(B)
A.0.42 s B.0.56 s C.0.70 s D.0.84 s
C组 培优练(建议用时20分钟)
13.无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度,性能优于传统的挡位变速器,很多种高档汽车都应用了无级变速。如图所示是截锥式无级变速模型示意图,两个锥轮之间有一个滚动轮,主动轮、滚动轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动。当位于主动轮和从动轮之间的滚动轮从左向右移动时,从动轮转速降低;滚动轮从右向左移动时,从动轮转速增加。当滚动轮位于主动轮直径D1、从动轮直径D2的位置时,主动轮转速n1、从动轮转速n2的关系是 (B)
A.= B.=
C.= D.=
14.如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动,规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向。在O点正上方距盘面高为h=1.25 m处有一个可间断滴水的容器,从t=0时刻开始,容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知t=0时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。则(g取10 m/s2)
(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上?
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上,圆盘的角速度应为多大?
(3)当圆盘的角速度为2π rad/s时,第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为2 m,求容器的加速度a为多少?
【解析】(1)水滴在竖直方向上做自由落体运动,有h=gt2,解得t=0.5 s。
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线,则圆盘在0.5 s内转过的弧度为kπ,k为不为零的正整数。
由ωt=kπ解得ω=2kπ,其中k=1,2,3,…
(3)第二滴水离开O点的水平距离为
x2=at2+at·t=a
第三滴水离开O点的水平距离为
x3=a(2t)2+a(2t)·t=a
又Δθ=ωt=2π×0.5 rad=π rad
即第二滴水和第三滴水分别滴落在圆盘上x轴正方向及x轴负方向上,所以a+a=2解得a=1.45 m/s2
答案:(1)0.5 s (2)2kπ,其中k=1,2,3,…
(3)1.45 m/s2
15.如图所示,竖直圆筒内壁光滑,半径为R,顶部有入口A,在A的正下方h处有出口B。一质量为m的小球从入口A沿圆筒壁切线方向水平射入圆筒内,要使小球从出口B飞出。小球进入入口A处的速度v0应满足什么条件?
【解析】该题中小球的运动轨迹是空间螺旋曲线,可将其分解为两个简单的分运动:一个是以初速度v0在筒内壁弹力作用下做匀速圆周运动,如图甲所示;另一个是在重力作用下做自由落体运动。因此若将圆筒直线AB展开为平面,则小球沿圆筒壁的运动是平抛运动,如图乙所示。据此得小球在筒内运动的时间t=。
由题设条件得水平方向的位移应是圆周长的整数倍,即l=v0t=2nπR(n=1,
2,3,…)。
联立以上两式得v0=nπR(n=1,2,3,…)。
答案:v0=nπR(n=1,2,3,…)