3.1 匀速圆周运动快慢的描述 同步训练— 2020-2021学年鲁科版（2019）高中物理必修第二册word版含答案

(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第1节
匀速圆周运动快慢的描述
一、单选题
1.物体做匀速圆周运动时，保持不变的量是（??
）
A.?向心力????????????????????????????????B.?角速度????????????????????????????????C.?线速度????????????????????????????????D.?加速度
2.关于圆周运动，下列说法正确的是（??
）
A.?匀速圆周运动是匀速运动????????????????????????????????????B.?匀速圆周运动是一种匀变速运动
C.?圆周运动的向心加速度改变线速度的大小???????????D.?匀速圆周运动是一种变加速运动
3.一个匀速圆周运动的物体，它的周期不变，轨道半径变为原来的4倍,则向心加速度变（
??）
A.?与原来的相同???????????????????????B.?原来的2倍???????????????????????C.?原来的4倍???????????????????????D.?原来的8倍
4.下列物理量不能用来描述质点做圆周运动的快慢的是（??
）
A.?线速度??????????????????????????????????B.?角速度??????????????????????????????????C.?半径??????????????????????????????????D.?周期
5.如图所示，将红、绿两种颜色石子放在水平圆盘上，距圆盘中的距离不同，有d红）
A.?线速度??????????????????????????????????B.?速率??????????????????????????????????C.?角速度??????????????????????????????????D.?周期
6.关于平抛运动和圆周运动,下列说法正确的是(?
)
A.?平抛运动是匀变速曲线运动????????????????????????????B.?匀速圆周运动是速度不变的运动
C.?圆周运动是匀变速曲线运动????????????????????????????D.?做平抛运动的物体落地时的速度可能是竖直向下的
7.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
8.坐落在镇江新区的摩天轮高88
m，假设乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列说法正确的是(??
)
A.?在摩天轮转动的过程中，乘客机械能始终保持不变
B.?在最低点时，乘客所受重力大于座椅对他的支持力
C.?在摩天轮转动一周的过程中，合力对乘客做功为零
D.?在摩天轮转动的过程中，乘客重力的功率保持不变
二、多选题
9.一个质点做匀速圆周运动时，它在任意相等的时间内（??
）
A.?通过的位移相等?????????????B.?通过的弧长相等?????????????C.?转过的角度相等?????????????D.?速度的变化相等
10.下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是（??
）
A.?匀速圆周运动是匀速运动，线速度不变??????????B.?角速度不变??????????C.?周期不变??????????D.?加速度为零
11.如图所示，为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像，其中A为双曲线的一个分支，由图可知
(??
)．
A.?A物体运动的线速度大小不变??????????????????????????????B.?A物体运动的角速度大小不变
C.?B物体运动的角速度大小不变??????????????????????????????D.?B物体运动的线速度大小不变
12.如图所示，质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球，另一端能绕光滑的水平轴0转动，让小球在竖直平面内绕轴0做半径为l的圆周运动，小球通过最高点时的线速度大小为v．下列说法中正确的是
（??????
）
A.?v不能小于
B.?v=
时，小球与细杆之间无弹力作用
C.?v大于
时，小球与细杆之间的弹力随v增大而增大
D.?v小于
时，小球与细杆之间的弹力随v减小而增大
三、填空题
13.圆周运动指物体沿着________的运动，它的运动轨迹为________
，
圆周运动为曲线运动，故一定是________运动．
14.图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为
，
是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为
，小轮的半径为
，
点和
点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑。则
三点线速度之比
________，
三点角速度之比
________。
15.如图所示的皮带传动装置中，右边两轮是连在一起同轴转动，图中三轮半径的关系为：r1=2r2
，
r3=1.5r1
，
A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑，则A、B、C三点的线速度之比为________．角速度之比为________．加速度之比为________．
16.如图所示，半径为r和R的圆柱体靠摩擦传动，已知R=2r，A、B
分别在小圆柱与大圆柱的边缘上，O2C=r，若两圆柱之间没有打滑现象，则vA：vB：vC=________，ωA：ωB：ωC=________．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
B
【解析】【解答】A
D.
物体做匀速圆周运动时，向心力和向心加速度大小不变，方向指向圆心不断变化，AD不符合题意；
B.做匀速圆周运动的物体，角速度不变，是恒量，B符合题意；
C.做匀速圆周运动时，线速度大小不变，方向沿圆周的切线方向不断变化，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体做匀速圆周运动，其向心力、加速度和线速度的方向时刻改变，只有角速度保持不变。
2.【答案】
D
【解析】【解答】A．匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，速度是变化的，是变速运动，A不符合题意；
BD．匀速圆周运动加速度始终指向圆心，方向时刻在变化，加速度是变化的，是变加速运动，B不符合题意，D符合题意；
C．由于圆周运动的向心加速度始终垂直速度方向，则圆周运动的向心加速度改变线速度的方向，不改变线速度大小，C不符合题意；
故答案为：D。
【分析】匀速圆周运动是曲线运动，其速度方向时刻改变不是匀速直线运动；其加速度也不断改变方向所以不是匀变速运动；向心加速度改变线速度的方向。
3.【答案】
C
【解析】【解答】根据
可知，一个匀速圆周运动的物体，它的周期不变，轨道半径变为原来的4倍，则向心加速度变为原来的4倍，C符合题意，ABD不符合题意．
故答案为：C
【分析】利用向心加速度的表达式与周期的关系，利用轨道半径的变化可以判别其向心加速度的变化。
4.【答案】
C
【解析】【解答】线速度、角速度和周期都能描述做圆周运动的快慢程度，而半径不能描述质点做圆周运动的快慢。
故答案为：C。
【分析】半径不能描述质点匀速圆周运动的快慢。
5.【答案】
A
【解析】【解答】由于做匀速圆周运动时，线速度、速率、角速度、周期大小都不变，但线速度是矢量，运动过程中方向时刻改变，因此线速度是变化的，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A、B两个物体做圆周运动，具有相同的角速度，静摩擦力提供向心力，结合各自的轨道半径比较线速度、周期即可。
6.【答案】
A
【解析】【解答】A.平抛运动的加速度始终为g，则是匀变速曲线运动，A符合题意；
B.匀速圆周运动的速度大小不变，方向不断变化，则速度不断改变，B不符合题意；
C.圆周运动的加速度不断变化，则不是匀变速曲线运动，C不符合题意；
D.做平抛运动的物体水平速度永不为零，则落地时的速度不可能变成竖直向下，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】物体做平抛运动，只受到重力，合外力恒定，故加速度恒定，所以平抛运动为匀变速曲线运动，单位时间内速度的变化量是相同的。
7.【答案】
D
【解析】【解答】线速度为
，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体做圆周运动，线速度等于角速度与半径的乘积。
8.【答案】
C
【解析】【解答】机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，A不符合题意；圆周运动过程中，在最低点，由重力和支持力的合力提供向心力F，向心力指向上，所以F=N-mg，则支持力N=mg+F，所以重力小于支持力，B不符合题意；在摩天轮转动一周的过程中，动能变化量为零，则合力对乘客做功为零，C符合题意；运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，所以重力的瞬时功率在变化，D不符合题意．
故答案为：C．
【分析】利用公式W=Fs
cosα求解外力做功即可，其中α是力与位移的夹角，当α小于90度时，力做正功，当α大于90度时，力做负功；利用功率计算公式P=Fvcosθ求解功率，其中θ是力与速度的夹角。
二、多选题
9.【答案】
B,C
【解析】【解答】一个质点做匀速圆周运动时，根据l=vt可知它在任意相等的时间内，通过的弧长相等；根据θ=ωt可知，在任意相等的时间内转过的角度相等；而位移和速度均是矢量，所以是变化的，AD不符合题意，BC符合题意。
故答案为：BC。
【分析】物体在转轴的作用下做圆周运动，每个位置都具有相同的角速度，结合半径的关系求解吸纳速度和加速度即可。
10.【答案】
B,C
【解析】【解答】A．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，A不符合题意；
BC．匀速圆周运动的角速度和周期不变，BC符合题意；
D．匀速圆周运动是变速运动，一定有加速度，加速度不为零，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】对于匀速圆周运动，物体的速度、加速度大小没有发生变化，但是速度、加速度的方向无时无刻都在变化，同时匀速圆周运动的周期也为定值。
11.【答案】
A,C
【解析】【解答】由图可以看出，物体A的向心加速度a与半径r成反比，与a＝
比较，知线速度大小不变；物体B的向心加速度a与半径r成正比，与a＝ω2r比较，知物体B的角速度不变．AC符合题意.
故答案为：AC
【分析】结合向心加速度的表达式a＝
和a＝ω2r结合图形分析求解即可。
12.【答案】
B,C,D
【解析】【解答】A．由于杆能支撑小球，所以小球通过最高点时最小速度为零，A不符合题意；
B．当
时，根据牛顿第二定律得
，解得
，说明小球与细杆之间无弹力作用，B符合题意；
C．当
时，杆对小球有向下的拉力，根据牛顿第二定律得
，可知v增大时，F增大，C符合题意；
D．当
时，杆对小球有向上的支持力，根据牛顿第二定律得
，可知v减小时，F增大，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】小木棍不仅可以提供支持力，还能提供向下的拉力，对处在不同位置的小球进行受力分析，根据速度结合向心力公式求解小木棍对小球的作用力。
三、填空题
13.【答案】圆周；圆；变速
【解析】【解答】圆周运动中是指物体运动的速度的方向是时刻在变化的，匀速圆周运动是指速度的大小不变，而方向时刻变化的运动；
圆周运动是曲线，所以圆周运动是变速运动；
故答案为：圆周，圆，变速．
【分析】圆周运动是指物体运动的速度的大小可变，也可不变，但是运动的方向是时刻变化的，对于匀速圆周运动的向心力始终指向圆心，向心力的方向也就是变化的．
14.【答案】
1：1:2；2:1:1
【解析】【解答】
、
两点传动转动，所以线速度大小相等，即
、
两点同轴转动，所以角速度大小相等，即
根据线速度与角速度的关系
可知
则
根据线速度与角速度的关系
可知
则
【分析】a点和b点同链，所以边缘具有相同的线速度，b点和c点同轴，具有相同的角速度，再结合半径的关系进行分析即可。
15.【答案】1：1：3；1：2：2；1：2：6
【解析】【解答】解：A、B两点同缘传动，线速度相等，故：vA=vB
根据公式v=ωr，A、B两点的角速度之比为：ωA：ωB=r2：r1=1：2
根据公式a=
，A、B两点的加速度之比为：aA：aB=r2：r1=1：2
B、C两点同轴转动，角速度相等，故：ωB=ωC
根据公式v=ωr，B、C两点的线速度之比为：vB：vC=r2：r3=1：3
根据公式a=ω2r，B、C两点的加速度之比为：aB：aC=r2：r3=1：3
故：
vA：vB：vC=1：1：3
ωA：ωB：ωC=r2：r1=1：2：2
aA：aB：aC=r2：r1=1：2：6
故答案为：1：1：3，1：2：2，1：2：6．
【分析】A、B两点同缘传动，线速度相等；B、C两点同轴转动，角速度相等；然后结合公式v=ωr和公式a=
=ω2r列得分析．
16.【答案】2：2：1；2：1：1
【解析】【解答】解：传动过程中，两圆柱之间没有打滑现象，说明A、B两点的线速度相等，即vA=vB
根据题意rA：rB=1：2；
根据v=ωr，有ωA：ωB=2：1；
故ωA：ωB：ωC=2：1：1；
B、C绕同一个轴转动，角速度相等，即ωB=ωC；
根据题意rB：rC=2：1
根据ω=
可知，vB：vC=2：1
所以vA：vB：vC=2：2：1
故答案为：2：2：1，2：1：1．
【分析】两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度；共轴转动的点，具有相同的角速度．