人教新课标版高中物理必修二达标作业 实验：研究平抛运动 Word版含解析

1．(多选)对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是(　　)
A．其转速与角速度成正比，其周期与角速度成反比
B．运动的快慢可用线速度描述，也可用角速度来描述
C．匀速圆周运动不是匀速运动，因为其轨迹是曲线
D．做匀速圆周运动的物体线速度的方向时刻都在改变，角速度的方向也时刻都在改变
[解析]　由公式ω＝＝2πn可知，选项A正确；线速度和角速度都可以描述匀速圆周运动的快慢，所以选项B正确；匀速圆周运动的轨迹为曲线，所以速度方向时刻在改变，即为变速运动，但角速度的大小和方向都不变，所以选项C正确，D错误．
[答案]　ABC
2.如图所示为一种早期的自行车，这种不带链条传动的自行车前轮的直径很大，这样的设计在当时主要是为了(　　)
A．提高速度
B．提高稳定性
C．骑行方便
D．减小阻力
[解析]　这种老式不带链条的自行车，驱动轮在前轮，在骑车人脚蹬车轮转速一定的情况下，由公式v＝ωr知，轮子半径越大，车轮边缘的线速度越大，车行驶得也就越快，故选项A正确．
[答案]　A
3．两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(　　)
A.
B.
C.
D.
[解析]　由题意知两小球角速度相等，即ω1＝ω2，设球1、2到O点的距离分别为r1、r2，则＝，又r1＋r2＝L，所以r2＝，B正确．
[答案]　B
4.如图所示，甲、乙两人分别站在赤道和纬度为45°的地面上，则(　　)
A．甲的线速度大
B．乙的线速度大
C．甲的角速度大
D．乙的角速度大
[解析]　甲、乙两人的角速度一样，由题图可知乙随地球转动的半径比甲小，根据v＝rω可知甲的线速度大，故A正确，B、C、D错误．
[答案]　A
5.如图所示的皮带传动装置正在工作中，主动轮半径是从动轮半径的一半，传动过程中皮带与轮之间不打滑，A、B分别是主动轮和从动轮边缘上的点，则A、B两点的角速度、线速度之比分别是(　　)
A．1∶2　1∶1 B．1∶2　2∶1
C．2∶1　1∶1 D．1∶1　2∶1
[解析]　A、B两点的线速度大小相等，即vA＝vB，因为2rA＝rB，所以由v＝ωr知ωA∶ωB＝2∶1，所以C正确．
[答案]　C
6.如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动轮，B是从动轮，它们的半径RA＝2RB，a和b两点在轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，下列判断正确的是(　　)
A．va＝2vb B．ωb＝2ωa
C．vc＝va D．ωb＝ωc
[解析]　由于A、B两轮之间通过摩擦传动，故A、B两轮边缘的线速度大小相同，故va＝vb，故A错误．根据v＝ωR可得ωaRA＝ωbRB，ωa∶ωb＝RB∶RA＝1∶2，即ωb＝2ωa，又由于a与c在同一个圆上，故ωa＝ωc，则ωb＝2ωc，由v＝ωR得va∶vc＝2∶1，即va＝2vc，故B正确，C、D错误．
[答案]　B
[拓展提升]
7.如图所示是自行车传动结构的示意图，其中A是半径为r1的大齿轮，B是半径为r2的小齿轮，C是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s，则自行车前进的速度为(　　)
A. B.
C. D.
[解析]　前进速度即为后轮的线速度，由于同一个轮上的各点的角速度相等，同一条线上的各点的线速度大小相等，可得ω1r1＝ω2r2，ω3＝ω2，又ω1＝2πn，v＝ω3r3，所以v＝.选项C正确．
[答案]　C
8．(多选)如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是(　　)
A．600 r/min B．900 r/min
C．1200 r/min D．3000 r/min
[解析]　风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，说明在每相邻两次闪光的时间间隔T灯内，风扇转过的角度是120°的整数倍，即圈的整数倍，而T灯＝ s，所以风扇的最小转速nmin＝＝10 r/s＝600 r/min.故满足题意的可能转速为n＝knmin＝600k r/min(k＝1,2,3…)，故选ACD.
[答案]　ACD
9．做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径是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．
[解析]　(1)依据线速度的定义式知
v＝＝ m/s＝10 m/s.
(2)依据v＝rω解得
ω＝＝ rad/s＝0.5 rad/s.
(3)依据ω＝解得T＝＝ s＝4π s.
[答案]　(1)10 m/s　(2)0.5 rad/s　(3)4π s
10．如图所示，半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，其O点正上方h处沿OB方向水平抛出一小球，要使球与盘只碰一次，且落点为圆盘边缘上的B点，则小球的初速度v及圆盘转动的角速度ω的大小．
[解析]　小球做平抛运动，在竖直方向上有h＝gt2，则运动时间t＝.
又因为水平位移为R，所以小球的初速度
v＝＝R.
在时间t内圆盘转过的角度θ＝n·2π(n＝1,2,3，…)
又因为θ＝ωt，则圆盘转动的角速度为
ω＝＝2nπ(n＝1,2,3，…)．
[答案]　R　2nπ(n＝1,2,3，…)
[强力纠错]
11．(多选)质点做匀速圆周运动，则(　　)
A．在任何相等的时间里，质点的位移都相等
B．在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等
C．在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同
D．在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等
[解析]　质点做匀速圆周运动，在任意相同的时间内通过的弧长与连接质点和圆心的半径经过的角度都相等，但位移只是大小相等，方向并不相同，平均速度也只是大小相等方向不相同，故答案选B、D.
[答案]　BD
12.半径为R的大圆盘以角速度ω旋转，如图所示．有人站在盘边P点上随盘转动，他想用枪击中在圆盘中心的目标O，若子弹的速度为v0，则(　　)
A．枪应瞄准目标O射去
B．枪应向PO的右方偏过θ角射去，而cosθ＝
C．枪应向PO的左方偏过θ角射去，而tanθ＝
D．枪应向PO的左方偏过θ角射去，而sinθ＝
[解析]　要击中圆盘中心目标O，则子弹的合速度沿半径方向指向O，如图所示，因为子弹离开枪口时有与枪相同的线速度v＝ωR，所以枪应向PO的左方偏过θ角射去，且sinθ＝，故选项D正确．
[答案]　D