2015-2016学年高中物理 第4章 匀速圆周运动 第1讲 匀速圆周运动快慢的描述题组训练 鲁科版必修2

第1讲 匀速圆周运动快慢的描述

[时间：60分钟]

题组一 对匀速圆周运动的理解

1．做匀速圆周运动的物体，下列不变的物理量是( ) A ．速度 B ．速率 C ．角速度 D ．周期 2．质点做匀速圆周运动，则( )

A ．在任何相等的时间里，质点的位移都相等

B ．在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等

C ．在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同

D ．在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的角度都相等 题组二 圆周运动各物理量间的关系

3．一般的转动机械上都标有“转速××× r/min”，该数值是转动机械正常工作时的转速，不同的转动机械上标有的转速一般是不同的．下列有关转速的说法正确的是( ) A ．转速越大，说明该转动机械正常工作时转动的线速度一定越大 B ．转速越大，说明该转动机械正常工作时转动的角速度一定越大 C ．转速越大，说明该转动机械正常工作时转动的周期一定越大 D ．转速越大，说明该转动机械正常工作时转动的周期一定越小 4．一个电子钟的秒针角速度为( ) A ．π rad/s B ．2π rad/s C.π

30

rad/s D.π

60

rad/s 5．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t 1，结束时刻为t 2，运行速度为v ，半径为r .则计算其运行周期可用( )

A ．T ＝

t 2－t 1n B ．T ＝t 1－t 2

n C ．T ＝2πr

v

D ．T ＝2πv

r

6．汽车在公路上行驶一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长．某国产轿车的车轮半径约为30 cm ，当该型号的轿车在高速公路上行驶时，驾驶员面前速率计的指针指在“120 km/h”上，可估算出该车轮的转速约为( ) A ．1 000 r/s B ．1 000 r/min C ．1 000 r/h D ．2 000 r/s

7．如图1所示，静止在地球上的物体都要随地球一起转动，a 是位于赤道上的一点，b 是位于北纬30°的一点，则下列说法正确的是( )

图1

A ．a 、b 两点的运动周期都相同

B ．它们的角速度是不同的

C ．a 、b 两点的线速度大小相同

D ．a 、b 两点线速度大小之比为2∶ 3

8．甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的角速度之比为3∶1，线速度之比为2∶3，那么下列说法中正确的是( ) A ．它们的半径之比为2∶9 B ．它们的半径之比为1∶2 C ．它们的周期之比为2∶3 D ．它们的周期之比为1∶3 题组三 传动问题

9．如图2所示为常见的自行车传动示意图．A 轮与脚蹬子相连，B 轮与车轴相连，C 为车轮．当人蹬车匀速运动时，以下说法中正确的是( )

图2

A ．A 轮与

B 轮的角速度相同 B ．A 轮边缘与B 轮边缘的线速度相同

C ．B 轮边缘与C 轮边缘的线速度相同

D ．B 轮与C 轮的角速度相同

10.如图3所示是一个玩具陀螺．a 、b 和c 是陀螺上的三个点．当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是( )

图3

A ．a 、b 和c 三点的线速度大小相等

B ．a 、b 和c 三点的角速度相等

C ．a 、b 的角速度比c 的大

D ．c 的线速度比a 、b 的大

11.无级变速是指在变速范围内任意连续地变换速度，其性能优于传统的挡位变速器，很多高档汽车都应用了“无级变速”．图4所示为一种“滚轮—平盘无级变速器”的示意图，它由固定在主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成．由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么主动轴的转速n 1、从动轴的转速

n 2、滚轮半径r 以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x 之间的关系是( )

图4

A ．n 2＝n 1x

r B ．n 1＝n 2x r

C ．n 2＝n 1x 2

r 2 D ．n 2＝n 1

x r

12．如图5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r A ＝r C ＝2r B .若皮带不打滑，求A 、B 、C 三轮边缘上a 、b 、c 三点的角速度之比和线速度大小之比．

图5

题组四综合应用

13．做匀速圆周运动的物体，10 s内沿半径为20 m的圆周运动100 m，试求物体做匀速圆周运动时：

(1)线速度的大小；

(2)角速度的大小；

(3)周期的大小．

14．如图6所示，小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动，当它运动到图中a 点时，在圆形槽中心O点正上方h处，有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出，结果恰好在a点与A球相碰，求：

图6

(1)B球抛出时的水平初速度大小；

(2)A球运动的线速度最小值．

答案精析

第4章 匀速圆周运动

第1讲 匀速圆周运动快慢的描述

1．BCD [物体做匀速圆周运动时，速度的大小虽然不变，但它的方向在不断变化，选项B 、C 、D 正确．]

2．BD [如图所示，经T 4，质点由A 到B ，再经T

4，质点由B 到C ，由于线

速度大小不变，根据线速度的定义，Δs ＝v ·T

4，所以相等时间内通过的

路程相等，B 对；但位移x AB 、x BC 大小相等，方向并不相同，平均速度不

同，A 、C 错；由角速度的定义ω＝Δθ

Δt 知Δt 相同，Δθ＝ωΔt 相同，D 对．]

3．BD [转速n 越大，角速度ω＝2πn 一定越大，周期T ＝2πω＝1

n 一定越小，由v ＝ωr 知

只有r 一定时，ω越大，v 才越大，B 、D 对．] 4．C

5．AC [由题意可知飞船匀速圆周运动n 周所需时间Δt ＝t 2－t 1，故其周期T ＝Δt n ＝t 2－t 1

n

，

故选项A 正确；由周期公式有T ＝2πr v

，故选项C 正确．]

6．B [由公式ω＝2πn ，得v ＝r ω＝2πrn ，其中r ＝30 cm ＝0.3 m ，v ＝120 km/h ＝1003 m/s ，

代入得n ＝1 000

18π

r/s ，约为1 000 r/min.]

7．AD [地球绕自转轴转动时，地球上各点的周期及角速度都是相同的．地球表面物体做圆周运动的平面是物体所在纬度线平面，其圆心分布在整条自转轴上，不同纬度处物体做圆周运动的半径是不同的，b 点半径r b ＝

3r a

2

，由v ＝ωr ，可得v a ∶v b ＝2∶ 3.] 8．AD [由v ＝ωr ，得r ＝v ω，r 甲r 乙＝v 甲ω乙v 乙ω甲＝29，A 对，B 错；由T ＝2πω，得T 甲∶T 乙＝2πω甲∶

2π

ω乙

＝1

3

，C 错，D 对．] 9．BD [A 、B 两轮以链条相连，其边缘线速度相同，B 、C 同轴转动，其角速度相同．] 10．B [a 、b 和c 均是同一陀螺上的点，它们做圆周运动的角速度都是陀螺旋转的角速度ω，B 对、C 错；三点的运动半径关系r a ＝r b >r c ，据v ＝ωr 可知，三点的线速度关系v a ＝v b >v c ，

A 、D 错．]

11．A [由滚轮不会打滑可知，主动轴上的平盘与可随从动轴转动的圆柱形滚轮在接触点处的线速度相同，即v 1＝v 2，由此可得x ·2πn 1＝r ·2πn 2，所以n 2＝n 1x

r

，选项A 正确．] 12．1∶2∶2 1∶1∶2 解析 a 、b 两点比较：v a ＝v b 由v ＝ωr 得：ωa ∶ωb ＝r B ∶r A ＝1∶2

b 、

c 两点比较ωb ＝ωc

由v ＝ωr 得：v b ∶v c ＝r B ∶r C ＝1∶2 所以ωa ∶ωb ∶ωc ＝1∶2∶2

v a ∶v b ∶v c ＝1∶1∶2

13．(1)10 m/s (2)0.5 rad/s (3)4π s

解析 (1)依据线速度的定义式v ＝Δs Δt 可得v ＝Δs Δt ＝100

10 m/s ＝10 m/s.

(2)依据v ＝ωr 可得ω＝v r ＝10

20

rad/s ＝0.5 rad/s. (3)T ＝2πω＝2π

0.5 s ＝4π s

14．(1)R

g

2h (2)2πR g 2h

解析 (1)小球B 做平抛运动，其在水平方向上做匀速直线运动，则

R ＝v 0t ①

在竖直方向上做自由落体运动，则

h ＝12

gt 2②

由①②得v 0＝R t ＝R

g 2h

. (2)设相碰时，A 球转了n 圈，则A 球的线速度

v A ＝

2πR T ＝2πR

t /n ＝2πRn g

2h

当n ＝1时，其线速度有最小值，即

v min ＝2πR

g 2h

.