2022年-高中物理.《圆周运动》课时作业新人教版必修 .pdf

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1、2019-2020 年高中物理 5.4 圆周运动课时作业新人教版必修 2基础达标1下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是() A是速度不变的运动B是角速度不变的运动C是角速度不断变化的运动D相同时间内位移相等【解析】匀速圆周运动速度大小不变方向时刻在变，角速度大小方向皆不变，相同时间内位移大小相等、方向不同【答案】B 2 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， 则不正确的是( ) 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12 Hz 【解析】由题意知v4 m/s ，T2 s ，根据角速度与周期的关系2T23.14

2、2rad/s 3.14 rad/s.由线速度与角速度的关系vr得rv4m 1.27 m 由v2nr得转速nv2r424 r/s0.5 r/s.又由f1T12 Hz. 故 A错误， B、C 、D均正确【答案】A 3下列关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的有关说法正确的是( ) A甲、乙两物体线速度相等，角速度一定也相等B甲、乙两物体角速度相等，线速度一定也相等C甲、乙两物体周期相等，角速度一定也相等D甲、乙两物体周期相等，线速度一定也相等【解析】由2T可知，周期相同，角速度一定也相等，故C选项正确【答案】C 4地球自转一周为一昼夜时间(24 h)，新疆乌鲁木齐市处于较高纬度地区，而广州则处于低纬

3、度地区，由于地球自转方向由西向东，每天早晨广州要比乌鲁木齐天亮得早，关于两地所在处物体具有的角速度和线速度相比较( ) A乌鲁木齐处物体的角速度大，广州处物体的线速度大B乌鲁木齐处物体的线速度大，广州处物体的角速度大C两处物体的角速度、线速度都一样大D两处物体的角速度一样大，但广州物体的线速度比乌鲁木齐处物体线速度要大【解析】由于地球绕地轴由西向东自转，地球上任何点都在随地球自转，具有相同的周期，根据2T可知，地球上不同区域的自转角速度相同，但由于纬度不同，不同区域的自转线速度大小不相等，纬度越低，自转的半径越大由vr可知，广州的物体自转的线速度大于乌鲁木齐处物体的线速度，选项D正确【答案】D

4、 5. 光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑轨道，俯视如图所示 一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，小球从进入轨道直到到达螺旋形中央区的时间内，关于小球运动的角名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 速度和线速度大小变化的说法正确的是( ) A增大、减小 B 不变、不变C增大、不变 D 减小、减小【解析】由于轨道是光滑的，小球运动的线速度大小不变，由于半径逐渐减小，由vr，逐渐增大，故C项正确【答案】C 6. 变速自

5、行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度，如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有 48 齿，B轮有 42 齿，C轮有 18 齿，D轮有 12 齿，则 ( ) A该车可变换两种不同挡位B该车可变换四种不同挡位C当B轮与D轮组合时，两轮的角速度之比BD72 D当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比AD41 【解析】由题意知，A轮通过链条分别与C、D连接，自行车可有两种速度，B轮分别与C、D连接，又可有两种速度，所以该车可变换4 种挡位，选项B对；当A与D组合时，两轮边缘线速度大小相等，A转一圈，D转 4 圈，即AD14，选项 D错，同理BD27，C错【答案】B 7. 如图所示是生产流水线上的皮带传输

6、装置，传输带上等间距地放着很多半成品产品A轮处装有光电计数器，它可以记录通过A处的产品数目已经测得轮A、B的半径分别为rA20 cm、rB10 cm，相邻两产品距离为30 cm,1 min内有 41 个产品通过A处求：(1) 产品随传输带移动的速度大小；(2)A、B轮轮缘上的两点P、Q及A轮半径中点M的线速度和角速度大小；(3) 如果A轮是通过摩擦带动C轮转动，且rC5 cm， 求出C轮的角速度 ( 假设轮不打滑) 【解析】首先依据光电计数器1 min 内记录通过A处的产品数目，求取产品移动速度即轮A、B轮缘各点的线速度，而后依据轮间传送方式以及匀速圆周运动物理量间的关系加以求解(1)A、B轮

7、上每一点的线速度与传输带运动的速度相等vst400.3060 m/s 0.2 m/s. (2)vPvQv0.2 m/s ，又因为MP，所以vM12vP0.1 m/s.PMvPrA0.20.2rad/s 1 rad/s；Q2P2 rad/s. (3) 因为vCvA，所以CrArCA0.20.051 rad/s 4 rad/s. 【答案】(1)0.2 m/s (2)vPvQ0.2 m/s ；vM0.1 m/s PM1 rad/s；Q2 rad/s (3)4 rad/s 8. 如图所示，直径为d的纸制圆筒以角速度绕垂直纸面的轴O匀速运动 ( 图示为截面) 从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒若子弹在圆筒旋

8、转不到半周时，在圆周上留下a、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - b两个弹孔，已知aO与bO夹角为，求子弹的速度【解析】设子弹速度为v，则子弹穿过筒的时间tdv. 此时间内圆筒转过的角度. 据t，得 dv，则子弹速度vd. 【答案】d能力提升1. 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轮，主动轮、滚轮、

9、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轮从左向右移动时，从动轮降低转速；滚轮从右向左移动时，从动轮增加转速当滚轮位于主动轮直径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.n1n2D1D2 B.n2n1D1D2C.n2n1D21D22 D.n2n1D1D2【解析】传动中三轮边缘的线速度大小相等，由v2nr得n1D1n2D2，所以n2n1D1D2，故选项 B正确【答案】B 2机械手表的分针与秒针从重合至第二次重合，中间经历的时间为( ) A.5960 min B1 min C.6059 min D.6061 min 【解析】先求出分针与

10、秒针的角速度：分23600 rad/s，秒260 rad/s.设两次重合的时间间隔为t，则有分分t，秒秒t，秒分2，即t2秒分2260236006059 min. 【答案】C 3如图所示是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时， 磁带全部绕到了B轮上， 磁带的外缘半径R3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮经测定，磁带全部绕到A轮上需要时间为t，则从开始倒带到A、B两轮的角速度相等所需要的时间( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

11、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - A等于t2 B 大于t2C小于t2 D 等于t3【解析】A的角速度是恒定的，但A的半径越来越大，根据vr可得v在增大，所以一开始需要的时间比较长，B项正确【答案】B 4. 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，则风扇转速不可能的是( ) A600 r/min B900 r/min C1 200 r/min D3 000 r/min 【解析】风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，说明在每相邻

12、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13圈的整数倍T灯130 s. 风扇的最小转速nmin13 r130 s10 r/s600 r/min 故满足题意的可能转速nknmin(k1,2,3 ，) 匀速圆周运动是一种周期性的运动，分析此类问题，关键是抓住周期性这一特点，得出可能的多解通式所以不可能的转速是B. 【答案】B 5. 如图所示， 小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动，当Q球逆时针转到图示位置时，有另一小球P在距圆周最高点为h处开始自由下落， 要使两球在圆周的最高点相碰，则Q球的角速度满足什么条件？【解析】Q球运动周期为T2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -

13、- - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - Q球运动到最高点的时间为nT14T(n0,1,2 ，)P球自由下落运动的时间为t由h12gt2得t2hg两球相碰的条件是tnT14T即为2hgnT14T求得2n14g2h(n0,1,2 ，)即2(4n1) g2h(n0,1,2 ，) 【答案】2(4n1) g2h(n0,1,2 ，)6. 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

14、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沿直线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t2hg. 由题设条件得水平方向的位移应是圆周长的整数倍，即lv0t2nR(n1,2,3 ，) 联立以上两式得v0nR2gh，(n1,2,3 ，) 【答案】v0nR2gh(n1,2,3 ，)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -