2016-2017学年高中物理 第5章 曲线运动新人教版必修2_3

1 第 4 节 圆周运动 基础夯实 一、选择题1 4 题为单选题，5 题为多选题) 1某老师在做竖直面内圆周运动快慢的实验研究，并给运动小球拍了频闪照片，如图 所示 小球相邻影像间的时间间隔相等)，小球在最高点和最低点的运动快慢比较，下列说 法中不正确的是 )导 学 号 00820076 A该小球所做的运动不是匀速圆周运动 B最高点附近小球相邻影像间弧长短，线速度小，运动较慢 C最低点附近小球相邻影像间圆心角大，角速度大，运动较快 D小球在相邻影像间运动时间间隔相等，最高点与最低点运动一样快 答案：D 解析：由所给频闪照片可知，在最高点附近，像间弧长较小，表明最高点附近的线速 度较小，运动较慢；在最低点附近，像间弧长较大，对应相同时间内通过的圆心角较大， 故角速度较大，运动较快，A、B、C 选项正确，D 选项不正确。 2在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢，根据树梢 的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤，从物理知 识的角度来解释，以下说法正确的是 )导 学 号 00820077 A树木开始倒下时，树梢的角速度较大，易于判断 B树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断 C树木开始倒下时，树梢的周期较大，易于判断 D伐木工人的经验缺乏科学依据 答案：B 解析：树木开始倒下时，树各处的角速度一样大，故 A 错误；由 v r 可知，树梢的 线速度最大，易判断树倒下的方向，B 正确；由 T 知，树各处的周期一样大，故 C、D 2 均错误。 3 山西大学附中 20142015 学年高一下学期检测)如图所示是一个玩具陀螺。 a、 b、 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 稳定旋转时，下列表述正确的是 )导 学 号 00820078 A a、 b、 c 三点的线速度大小相等 2 B a、 b、 c 三点的角速度相等 C a、 b 的角速度比 c 的角速度大 D c 的线速度比 a、 b 的线速度大 答案：B 解析： a、 b、 c 三点的角速度相同，而线速度不同，由 v r 得 va vbvc，选项 B 正 确，选项 A、C、D 错误。 4如图所示为一种早期的自行车，这种带链条传动的自行车前 轮的直径很大，这样的设计在当时主要是为了 )导 学 号 00820079 A提高速度 B提高稳定性 C骑行方便 D减小阻力 答案：A 解析：在骑车人脚蹬车轮转速一定的情况下，据公式 v r 知，轮子半径越大，车轮 边缘的线速度越大，车行驶得也就越快，故 A 选项正确。 5如图所示为某一皮带传动装置，主动轮的半径为 r1，从动轮的半径为 r2，已知主 动轮做顺时针转动，转速为 n，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是 )导 学 号 00820080 A从动轮做顺时针转动 B从动轮做逆时针转动 C从动轮的转速为 n D从动轮的转速为 n r1r2 r2r1 答案：BC 解析：根据皮带的缠绕方向知 B 正确，由 2 nr12 n2r2，得 n2 n，C 项正确。 r1r2 二、非选择题 6做匀速圆周运动的同学，10s 内沿半径为 20m 的圆周运动了 50m，试求该同学做匀 速圆周运动时： 导 学 号 00820081 3 1) 线速度的大小； 2) 角速度的大小； 3) 周期的大小。 答案：1)5m/s 2)0 25rad/s 3)8s 解析：1) 由线速度的定义式 v 得 st v m/s5m/s。 st 5010 2) 由 v r 得 rad/s025rad/s。 vr 520 3) 由 得 T s8s。 2T 2 20.25 7汽车转弯时，可认为前轮和后轮都做圆周运动，但它们的转弯半径不同，如图所示， 若汽车外侧前轮的转弯半径为 5m，内侧后轮的转弯半径为 27m，若外侧前轮转弯时线速 度为 10m/s，则此时内侧后轮的线速度是多少？ 导 学 号 00820626 答案：54m/s 解析：汽车转弯时，四轮有相同的角速度，根据 v r ，可得： ，代入数据 v前v后 r前r后 可得： v 后 54m/s。 能力提升 一、选择题1 4 题为单选题，5 题为多选题) 1 成都市实验外国语学校 20152016 学年高一下学期期中)如图是自行车传动结构 的示意图，其中是半径为 r1的大齿轮，是半径为 r2的小齿轮，是半径为 r3的后轮， 假设脚踏板的转速为 n，则自行车前进的速度为 )导 学 号 00820082 A B nr1r3r2 nr2r3r1 C D 2 nr1r3r2 2 nr2r3r1 4 答案：C 解析： v1 v22 nr1 W1 W2 v2r2 v3r3 v3 ，故选项 C 正确。 2 nr1r3r2 2 台州市书生中学 20142015 学年高一下学期检测)如图所示，当正方形薄板绕着 过其中心 O 并与板垂直的转动轴转动时，板上 A、 B 两点的 )导 学 号 00820083 A角速度之比 A B1 B角速度之比 A B 12 2 C线速度之比 vA vB1 D线速度之比 vA vB 12 2 答案：C 解析：因为 A、 B 在同一薄板上，所以 A B，故 A、B 选项错误； ，故 vAvB rArB 12 C 正确，D 错误。 3 襄阳五中 20152016 学年高一下学期检测)在街头的理发店门口，常 可以看到一个转动的圆筒，外表有彩色螺旋斜条纹，我们感觉条纹在沿竖直方向 运动，但实际上条纹在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼 睛产生的错觉。如图所示，假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈 条纹在沿圆筒轴线方向的距离 即螺距)为 L10cm，圆筒沿逆时针方向 从俯 视方向看)以 2r/s 的转速匀速转动，我们感觉到的升降方向和速度大小分别为 )导 学 号 00820084 A向上 10cm/s B向上 20cm/s C向下 10cm/s D向下 20cm/s 答案：B 解析：因为 n2r/s，则旋转一圈的时间为 T 05s，螺距 L10cm，则竖直方向 1n 上的速度为 v 02m/s20cm/s，圆筒沿逆时针方向 从俯视方向看)转动，则看起来 LT 上面的彩带向上运动，故速度方向向上，B 正确。 4 潍坊市 20142015 学年高一下学期五县联考)如图所示为一种“滚轮平盘无 级变速器”的示意图，它由固定于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 5 轴转速 n1、从动轴转速 n2、滚轮半径 r 以及滚轮中心到主动轴轴线的距离 x 之间的关系是 )导 学 号 00820085 A n2 n1 B n2 n1 xr rx C n2 n1 D n2 n1 x2r2 xr 答案：D 解析：此问题属齿轮传动模型， ， n2 n1。 1 2 2 n12 n2 rx xr 5变速自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 )导 学 号 00820086 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 A 轮与 D 轮组合时，两轮的角速度之比 A D14 D当 A 轮与 D 轮组合时，两轮的角速度之比 A D41 答案：BC 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，所以该车可变换四种挡位，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 ，选项 B、C 对。 A D 14 二、非选择题 6收割机拨禾轮上面通常装 4 个到 6 个压板，如图所示，拨禾轮一边旋转，一边随收 割机前进，压板转到下方才发挥作用，一方面把农作物压向切断器，另一方面把切下来的 农作物铺放在收割台上，因此要求压板运动到下方时相对于农作物的速率与收割机前进方 向相反。已知收割机前进速率为 12m/s，拨禾轮直径为 15m，转速为 22r/min，则压板 运动到最低点挤压农作物的速率为多大？ 导 学 号 00820087 6 答案：053m/s 解析：设压板转到最低点时端点的速度为 v1， 则 v12 nr2314 m/s173m/s。 2260 1.52 由于拨禾轮是在收割机上，而收割机的前进速度为 v2，所以拨禾轮上的压板在最低点 挤压作物的速率为 v v1 v21 7312)m/s053m/s，方向向后。 7一半径为 R 的雨伞绕柄以角速度 匀