高中物理人教版必修2同步课堂圆周运动.pdf

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1、4 圆周运动演练提升夯基达标1.关于匀速圆周运动的说法中正确的是()A.匀速圆周运动是速度不变的运动B.匀速圆周运动是变速运动C.匀速圆周运动的线速度不变D.匀速圆周运动的角速度不变解析:匀速圆周运动速度的方向时刻改变,是一种变速运动,A、C错,B正确;匀速圆周运动的角速度不变,D正确。答案:BD 2.对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是()A.相等的时间里通过的路程相等B.相等的时间里通过的弧长相等C.相等的时间里发生的位移相同D.相等的时间里转过的角度相等解析:匀速圆周运动是在相等的时间内通过的弧长相等的圆周运动,弧长即路程,但不等于位移,弧长相等,所对应的角度也相等,故A、B、D正

2、确,C错误。答案:ABD 3.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在改变,角速度的方向也时刻在改变解析:做匀速圆周运动的物体,其运动不是匀速运动而是曲线运动,速度方向时刻在改变,其运动的快慢用线速度和角速度描述,转速与角速度的关系是2n,而2T即角速度与周期成反比,故A、B、C正确;匀速圆周运动的角速度大小、方向均不变,故D错。答案:ABC 4.甲沿着半径为 R的圆周跑道匀速跑步,乙沿半径为2R的圆周匀速

3、跑步,在相同时间里,甲、乙各自跑了一圈,他们的角速度和线速度的大小分别为1、2和1v、2v则 ()A.1212vvB.1212vvC.1212vvD.1212vv解析:甲、乙跑步的周期相同,因为2T则角速度相同,即12。又因vr所以线速度之比1v21vr21r2,即12vv。答案:C 5.在冰上芭蕾舞表演中,演员展开双臂单脚点地做着优美的旋转动作,在他将双臂逐渐放下的过程中,他转动的速度会逐渐变快,则它肩上某点随之转动的()A.周期变大B.线速度变大C.角速度变大D.向心加速度变大解析:转动的速度变快,是线速度变大,肩上某点距转动的圆心的半径r不变,因此角速度也变大,向心加速度2vra所以向心

4、加速度也变大。答案:BCD 6.如图所示,一个半径为 R的圆环以直径 MN为轴匀速转动,换上有 A、B两点,则A、B两点的角速度之比为,线速度之比为。解析:环在匀速转动,则环上每一点转动的角速度相等,由vr我们就可以判定各点的线速度之比。但要注意 A、B两点的转动半径并不是R,而是其运动轨迹的圆的半径。所以A1Bsin301sin6031ABvRvR。答案:11 137.某品牌电动自行车的铭牌如下:根据此铭牌中的有关数据,可知该车的额定时速约为()A.15 km/h B.18 km/h C.20 km/h D.25 km/h 解析:由题意可知车轮半径为 R=254 mm=0.254 m,车轮额

5、定转速为 n=210 r/min21060r/s72r/s,故车轮转动的角速度2n,则车轮轮缘上的点线速度为2vRnR=272c3.140.254 3.6 km/h=20 km/h。答案:C 能力提升8.市场上出售的蝇拍(如图所示)把长约 30 cm、拍头长12 cm、宽10 cm。这种拍的使用效果往往不好,拍未到,蝇已飞。有人将拍把增长到 60 cm,结果是打一个准一个,你能解释其原因吗?答案:苍蝇的反应很灵敏,只有拍头的速度足够大时才能击中,而人转动手腕的角速度是有限的。由vr知,当增大转动半径(即拍把长)时,如由30 cm增大到 60 cm,则拍头速度增大为原来的2倍,此时,苍蝇就难以逃

6、生了。9.如图是测定子弹速度的装置,两个薄圆盘分别装在一个迅速转动的轴上,两盘平行,若圆盘以转速n=3 600 r/min旋转,子弹以垂直圆盘方向射来,先打穿第一个圆盘,再打穿第二个,测定两盘相距1 m,两盘上被子弹穿过的半径夹角为15,则子弹的速度最大为多少?解析:圆盘的转速 n=3 600 r/min=60 r/s,所以圆盘的周期为160ts,子弹打穿两个圆盘的最短时间间隔为11min2460t11440ss 所以子弹的最大速度为min1max1tv440 m/s。答案:1 440 m/s 10.如图所示为一皮带传送装置,A、B分别是两轮边缘上的两点,C处在1O轮上,且有22ABCrrr则

7、下列关系正确的有()A.ABvvB.ABC.ACvvD.AC解析:由皮带传动特点可知ABvv所以A正确。再由vr可知12ABBArr所以B错误。由共轴传动特点可知AC所以D正确。再由vr可知21AACCvrvr所以C错误。选项A、D正确。答案:AD 11.如图所示,半径为 R的圆轮在竖直面内绕O轴匀速转动,轮上A、B两点与 O点的连线相互垂直,A、B两点均粘有一小物体,当A 点转至最低位置时,A、B两点处的小物体同时脱落,经过相同时间落到水平地面上。(1)试判断圆轮的转动方向;(2)求圆轮转动的角速度的大小。解析:(1)A点处的小物体脱落后将做平抛运动,B点处的小物体脱落后将做竖直方向上的抛体

8、运动,因为脱落后经过相同的时间落到水平地面上,所以B点处的小物体做竖直下抛运动,圆轮沿逆时针方向转动。(2)小物体落地的时间为2RgtB点处的小物体做竖直下抛运动的位移为2R,所以2RRt212gt,解得2gR。答案:(1)逆时针方向2(2)gR拓展探究12.如图所示为录音机在工作时的示意图,轮1是主动轮,轮2为从动轮,轮1和轮 2就是磁带盒内的两个转盘,空带一边半径为10r.5 cm,满带一边半径为2r3 cm,已 知 主 动 轮 转 速 不 变,恒 为136nr/min,试求:(1)从动轮 2的转速变化范围;(2)磁带运动速度的变化范围。(3)什么时候轮 1、2有相同的转速?从开始放录音到

9、两轮有相同的转速所用时间是放完整盘磁带所用时间的一半吗?为什么?解析:本题应抓住主动轮1()r的角速度恒定不变这一特征,再根据同一时刻两轮磁带运动的线速度相等,从磁带转动时半径的变化来求解。(1)因为vr且两轮边缘上各点的线速度相等,所以212 n2 n216060rr即1221rrnn。当23rcm时,从动轮 2的转速最小0 52min3n36 r/min=6 mr/min。当磁带走完即2r0.5 cm,13rcm时,从 动 轮 2的 转 速 最 大,为1232max10 536rrnnr/min=216 r/min,故从动轮 2的转速变化范围是 6216 r/min。(2)由12vr1n得知10r.5 cm时,v=0.25 1023660m/s=0.019 m/s 13rcm时,v 23 1023660m/s=0.113 m/s故磁带的速度变化范围是0.0190.113 m/s。(3)两 轮 边 缘 线 速 度 相 同,即12vv又vr所 以1 12 2rr要想12必须有12rr可认为磁带的一半已由满带轮到达空带轮,但由于从动轮的转速在不断增大,剩余部分所用时间应较短一些。答案:(1)6 216 r/min(2)0.019 0.113 m/s(3)两轮上磁带一样多时,两轮转速相同不是由于从动轮转速在增大,所用时间应大于整个时间的一半