2019-2020学年高中物理人教版必修2：5.4圆周运动 课时作业（含解析)

5.4圆周运动
课时作业（含解析)
1．如图所示的传动装置中，B，C两轮固定在一起绕同一轴转动，A，B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是rA＝rC＝2rB，若皮带不打滑，则A，B，C三轮边缘上a，b，c三点的角速度之比和线速度之比为(　　)
A．角速度之比1∶2∶2
B．角速度之比1∶1∶2
C．线速度之比1∶2∶2
D．线速度之比1∶1∶2
2．下列说法错误的是
（
）
A．做曲线运动的物体的合力一定是变化的
B．两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C．做圆周运动的物体的加速度是变化的，方向一定指向圆心
D．平抛运动的物体在相等的时间内速度变化相同
3．如图所示，正在水平面内旋转的圆盘上有a、b两点，则（　　）
A．两点的线速度
B．两点的线速度
C．两点的角速度
D．两点的角速度
4．假设“神舟”十号实施变轨后做匀速圆周运动，共运行了n周，起始时刻为t1，结束时刻为t2，运行速度为v，半径为r.则计算其运行周期可用(　　)
A．
B．
C．
D．
5．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是匀速运动
B．匀速圆周运动是匀变速运动
C．匀速圆周运动是线速度不变的运动
D．匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，属于变速运动
6．游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达20
m/s2，g取10
m/s2，那么此位置的座椅对游客的作用力相当于游客重力的(　　)
A．4倍
B．3倍
C．2倍
D．1倍
7．有一种工作时扇面上能够显示各种图案的创意风扇，如图，其原理是在其中一片扇叶上设置一列发光二极管，当扇叶转动起来时，控制各二极管的明灭就可以显示各种图案了，如图，现令所有二极管保持同步明灭，而且每次发光均持续时间kT2（k<1），每次灭的时间均持续（1k）T2，若扇叶转动的周期为T1，且T1、T2、k均可在较大范围内独立调节。若在某次调试后成功显示出一个“不动”的扇环（非图所示图案），且扇环所对应的圆心角为θ，那么（　　）
A．k一定等于
B．若重新调节，将风扇转速加倍，所看到的图案的圆心角一定变成2θ
C．若重新调节，只要满足T1>kT2，所看到的图案一定为闭合的圆环
D．若重新调节，只要满足T1=nT2（n取1、2、3……），所看到的图案一定是“不动”的
8．如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处；半径，则这三点的向心加速度aA、aB、aC的关系是（　　）
A．
B．
C．
D．
9．无极变速可以在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的档位变速器，
很多种高档汽车都应用无极变速．如图所示是截锥式无极变速模
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（）
A．
B．
C．
D．
10．做匀速圆周运动的物体，半径为r，其线速度v和角速度ω的大小关系正确的是（　　）
A．v＝
B．v＝
C．ω＝
D．v＝ωr
11．如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光30次。风扇的叶片有三片，均匀安装在转轴上。转动时如观察者感觉叶片不动，则风扇的转速是_________r/min。如果观察者感觉叶片有六片，则风扇的转速是________r/min（电动机的转速不超过800r/min）。
12．图中所示是篮球比赛专用计时器，请你根据图中提供的信息，计时器正常工作时分针转动的角速度_____rad/s，若秒针的长度为20cm，则秒针针尖处的线速度为_____m/s。
13．如图所示为自行车传动部分示意图，a为踏脚，OA为曲轴，b为齿轮（牙盘），d为齿轮（飞），c为链条，e为后轮（主动轮）。已知OA=25cm，rb=10cm，rd=5cm，re=36cm。如果传动过程中无打滑现象，当踏脚以每分30转的速度匀速转动时，牙盘的角速度为_____rad/s，自行车行进的速度为_____m/s。
14．如图所示是教室里的精准石英钟，求：
（1）时针、分针的角速度之比；
（2）从图中位置（2∶00）开始计时，时针、分针经过多长时间将第一次重合？
15．如图所示，边缘粗糙、半径不同的两个轮子做无滑动的摩擦传动，A、B是大轮上的两点，，，C点是小轮边缘上的一点，，若大轮的转速为，求A、B两点的线速度和C点的角速度的大小。
参考答案
1．AD
【解析】
点a和点b是同缘传动边缘点，线速度相等，故：，根据，有：；点b和点c是同轴传动，角速度相等，故：；根据，有：，综合有：
，
，故选项AD正确．
点睛：要求线速度之比需要知道三者线速度关系：A、B两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，B、C两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同．
2．AC
【解析】
试题分析：做曲线运动的物体的合力可以是恒力，也可以是变力，故A选项错误；两个互成角度的匀变速直线运动的合运动分两种情况：当合外力与与合速度在同一条直线时，物体做匀变速直线运动，当合外力与与合速度在不同一条直线时，物体做匀变速曲线运动，故B选项的说法正确；做圆周运动的物体的加速度是变化的，因为方向时刻改变，只有匀速圆周运动的物体的加速度时刻指向圆心，故C选项错误；平抛运动的物体速度变化，即平抛运动的物体在相等的时间内速度变化相同，故D选项的说法是正确的，所以本题错误的选项为A、C．
考点：曲线运动
3．BC
【解析】
本题主要考查线速度、角速度。共轴转动的点，角速度大小相等，根据比较各点的线速度大小。
a、b共轴转动，角速度相同，a点的半径大于b点的半径，根据知，a点的线速度大于b点的线速度，故BC正确，AD错误；
故选BC。
4．AC
【解析】
AB．根据题意可知，“神舟五号”做匀速圆周运动运行n圈的时间为t2-t1，根据周期的定义得
故A正确，B错误；
CD．根据周期与线速度的关系可得
故C正确，D错误．
故选AC．
5．C
【解析】
匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻变化，故速度是变化的，是变速运动，因加速度方向不断变化，则匀速圆周运动是非匀变速运动，故ABC错误，D正确。
故选D。
6．B
【解析】
根据牛顿第二定律得，N-mg=ma，解得N=mg+ma=10m+20m=30m=3mg，故B正确，ACD错误。
7．D
【解析】
A．由公式
得
故A错误；
B．若重新调节，将风扇转速加倍，由公式
考虑圆周运动的周期性，所看到的图案有可能重合一部分，故所看到的图案的圆心角不一定变成2θ，故B错误；
C．由公式
可得，如果T1>kT2，小于，故C错误；
D．若重新调节，只要满足T1=nT2（n取1、2、3……）时，由圆周运动的周期性可知，所看到的图案一定是“不动”的，故D正确。
故选D。
8．B
【解析】
AB两点通过同一根皮带传动，线速度大小相等，即
而，由于可知
A、C两点绕同一转轴转动，有
又因为a=ω2r，由于rA＞rC，可知
则
故ACD错误，B正确。
故选B。
9．B
【解析】
从动轮与主动轮边缘线速度相等，则有
·ω1＝·ω2
即D1n1＝D2n2，故
故B正确ACD错误。
故选B。
10．D
【解析】
线速度为
故D正确，ABC错误。
故选D。
11．600
300
【解析】
[1]观察者感觉叶片不动，说明经过1次闪光间隔，叶片恰好运动到下一片叶片的位置，或者下一片叶片或回到自身所在位置，故
其中，由于转速小于800r/s，故风扇转速为
[2]若观察者感觉有6片叶片，则
12．0.0052
0.021
【解析】
[1][2]分针转动一圈的时间为20min，故分针转动的角速度
钟表秒针转动一圈需要60s，所以
线速度
13．3.14
2.26
【解析】
[1][2]牙盘和踏脚同轴转动，角速度相同，则牙盘角速度
b、d两点线速度相同，根据
可知，b、d两点角速度
自行车行进的速度
14．（1）；（2）
【解析】
（1）时针的周期，分针的周期，依据，可知，时针、分针的角速度之比
（2）根据角速度与周期关系可知
设经过时间将第一次重合，则有
解得
15．，，
【解析】
A、B两点的线速度分别为
C点的线速度与A点线速度相等，则C点的角速度