2019-2020学年高中物理沪科版必修2：2.1怎样描述圆周运动 课时作业2（含解析）

2.1怎样描述圆周运动
课时作业（含解析)
1．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．
2．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
3．关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）
A．不受力的物体也可以做曲线运动
B．匀速圆周运动是线速度不变的运动
C．平抛运动是匀变速曲线运动
D．物体受到变力作用时就一定做曲线运动
4．如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示．则齿轮边缘上A、B两点具有相同的
A．线速度的大小????????????????
B．周期???????????????
C．向心加速度的大小
D．角速度
5．物体做匀速圆周运动的过程中，下列物理量发生变化的是（　　）
A．线速度
B．角速度
C．周期
D．频率
6．如图所示为修正带内部结构示意图，大、小齿轮啮合在一起，半径分别为和分别是大小齿轮边缘上的两点，当齿轮匀速转动时，两点（　　）
A．线速度大小之比为
B．角速度之比为
C．周期之比为
D．向心加速度大小之比为
7．风是一种潜力很大的新能源，利用风车风力发电，能将动能转为电能。如图所示的风车叶片匀速旋转，叶片上的、两点的线速度大小分别为、，角速度大小分别为、，向心加速度大小分别为、，则（　　）
A．，，
B．，，
C．，，
D．，，
8．如图所示，电风扇同一扇叶上的P、Q两点到转轴的距离分别为、，且，电风扇正常转动时（）
A．P点的线速度比Q点的线速度小
B．P点的角速度比Q点的角速度小
C．P点的线速度比Q点的线速度大
D．P点的角速度比Q点的角速度大
9．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．
10．一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经过处理后画出相应图线。图（a）为该装置示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度。图中，，利用图b中的数据可以知道（　　）
A．圆盘转动的角速度为
B．激光器和传感器沿半径移动的方向是沿半径向圆心
C．激光器和传感器沿半径移动的方向是沿半径向外
D．激光器和传感器沿半径方向移动的速度大小是
11．如图所示，一张光盘音轨区域的内半径，外半径，径向音轨密度，在唱机中，光盘每转一转，激光头沿径向向外移动一条音轨，激光头对光盘以恒定的线速度运动。若开始放音时，光盘的角速度为，则全部放完时的角速度是________；这光盘的总放音时间是________。
12．有一种混流式水轮机，其单机功率为，转轮直径约，转速为。该水轮机旋转的角速度为________，离转轮中心处转轮叶片上质点的线速度为_______。
13．如图所示，一个圆环的环心在O处，与直径夹角为60°，与直径夹角为30°.若以其直径为轴做匀速转动，则环上的P和Q两点的线速度之比为________；若环的半径为，绕转动的周期是，则环上Q点的线速度为_______.
14．有一辆用链条传动的变速自行车，中轴（即脚踏转轴）有两个齿轮盘，其齿数分别为48和38，后轴飞轮上有三个齿轮盘，其齿数分别为14、17和24，若人以相同的转速带动踏脚，则由于中、后齿轮盘不同的组合，自行车所能得到的最大速度和最小速度之比是多少？
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．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。
2．D
【解析】
线速度为
故D正确，ABC错误。
故选D。
3．C
【解析】
A．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，不受力的物体不可能做曲线运动，故A错误；
B．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻变化，故匀速圆周运动是线速度变化的运动，故B错误；
C．曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线，平抛运动合力恒定，是典型的匀变速运动曲线运动，故C正确；
D．物体受到变力的作用，如果力的方向和速度在同一条直线上时，物体做的仍是直线运动，只不过是物体的加速度的大小在变化，故D错误。
故选C。
4．A
【解析】
相互咬合的两个齿轮边缘处质点的线速度相等，由于两齿轮的半径不同，故A、B两点的角速度、加速度、周期均不同，故A正确，BCD错误．
故选A。
5．A
【解析】
物体做匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，方向时刻变化；而角速度、周期和频率都保持不变，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．D
【解析】
A．齿轮传动，两点线速度大小之比为，A项错误；
B．由可知，两点角速度之比为，B项错误；
C．由可知，周期之比为，C项错误；
D．由可知，向心加速度大小之比为，D项正确。
故选D。
7．A
【解析】
ABCD．MN两点在同一叶片上，两者绕圆心圆周运动的角速度相同，由图可知，M圆周运动的半径大，根据
可知，，根据
可知，，BCD错误A正确。
故选A。
8．A
【解析】
P、Q两点同轴做匀速转动，角速度相等，设为，由图可知Q点转动的半径大，P点转动的半径小；由公式，相等，则P、Q两点的线速度大小关系为；故A正确．
9．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．
10．ACD
【解析】
A．由图线读得，转盘的转动周期T=0.8s，故角速度
ω=rad/s=2.5πrad/s
故A正确；
BC．由于电脉冲信号宽度在逐渐变窄，表明光能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动，故C正确，B错误；
D．0.2s时刻的线速度
1.0s时刻的线速度
径向速度
联立解得
故D正确。
故选ACD。
11．21.6
71.7
【解析】
[1]根据R1ω1=R2ω2得
[2]光盘转一圈径向过一条音轨，在半径r1处转一圈所用时间为
同理在半径r2，r3，……rn处转一圈所用时间分别为
……
显然时间t1，t2，t3……tn为一等差数列．据等差数列求和公式，则光盘全部放一遍所用时间为
12．8.97
26.91
【解析】
(1)根据角速度与转速的关系可得
(2)根据线速度与角速度的关系可得
13．
【解析】
设圆环半径为,以直径为轴匀速转动的角速度为,由线速度公式
得：
﹕1
由线速度公式和角速度公式：
得：
m/s
14．
【解析】
由于同一链条，线速度的大小相等，角速度与半径成反比；对于共轴，角速度相等，线速度与半径成正比，要使自行车获得最大速度，则后轮角速度要大，所以在相同线速度大小下，半径越小，角速度越大，即齿数最小，而对于前轮，在相同的角速度下，半径越大，则线速度越大，因此齿数最多，综合所述，当前轮齿数为最大，后轮齿数为最小时，此时自行车的速度达到最大，同理，当前轮齿数为最少，后轮齿数为最大时，此时自行车的速度达到最小，因此自行车获得的最大行进速度和最小行进速度之比
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