《高中物理人教版必修2习题：5.4圆周运动 Word版含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教版必修2习题：5.4圆周运动 Word版含解析（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础巩固1(多选)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:匀速圆周运动的线速度大小不变,方向时刻在变,是变速运动,选项A、C错误,B正确;匀速圆周运动的角速度大小和方向均不变,选项D正确。答案:BD2关于匀速圆周运动的角速度和线速度,下列说法错误的是()A.半径一定,角速度和线速度成反比B.半径一定,角速度和线速度成正比C.线速度一定,角速度和半径成反比D.角速度一定,线速度与半径成正比解析:由v=r可知,当半径一定时,角速度和线速度成正比,选项A说法错误、B说法正确;当线速度一
2、定时,角速度和半径成反比,选项C说法正确;当角速度一定时,线速度与半径成正比,选项D说法正确。故此题应选A。答案:A3如图所示,一种早期的自行车,这种不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()A.提高速度B.提高稳定性C.骑行方便D.减小阻力解析:这种老式不带链条的自行车,驱动轮在前轮,在人蹬车的角速度一定的情况下,由v=r知半径越大线速度越大,可见自行车的速度就很大,所以A正确。答案:A4电脑中用的光盘驱动器,采用恒定角速度驱动光盘,光盘上凸凹不平的小坑是存贮的数据,请问激光头在何处时,电脑读取数据速率比较大()A.内圈B.外圈C.中间位置D.与位置无关解析:光盘在做
3、匀速圆周运动,光盘上某点的线速度v=r,角速度恒定,则r越大时,线速度越大,所以激光头在光盘外圈时,电脑读取数据速率较大。答案:B5一般的转动机械上都标有“转速r/min”,该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越大C.转速越大,说明该转动机械正常工作时转动的周期越大D.转速越大,说明该转动机械正常工作时转动的频率越小解析:设转速为n,根据=2n可知,转速越大该转动机械正常工作时转动的角速度越大,B正确;根据v=r可知,角速度大
4、,因转动半径不确定,线速度不一定大,A错误;转速是指单位时间内转动的圈数,转速越大,转一圈所用的时间越少,即周期越小,频率越大,所以C、D都错误。答案:B6如图所示,A、B是两个摩擦传动的靠背轮,A是主动轮,B是从动轮,它们的半径RA=2RB,a和b两点在轮的边缘,c和d两点在各轮半径的中点,下列判断正确的是()A.va=2vbB.b=2aC.vc=vaD.b=c解析:由于A、B两轮之间通过摩擦传动,故A、B两轮边缘的线速度大小相同,故va=vb,故A错误。根据v=R可得aRA=bRB,ab=RBRA=12,即b=2a,又由于a与c在同一个圆上,故a=c,则b=2c,由v=R得vavc=21,
5、即va=2vc,故B正确,C、D错误。答案:B7(多选)如图,常见的自行车传动示意图。A轮与脚踏板相连,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()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轮的角速度相同解析:A、B以链条相连,其边缘线速度相同,B、C同轴,其角速度相同。答案:BD8一半径为R的雨伞绕柄以角速度匀速旋转,如图所示。伞边缘距地面高h,甩出的水滴在地面上形成一个圆,则此圆的半径r为多少?解析:水滴飞出的速度大小v=R,水滴做平抛运动,故:竖直方向有h=12gt2,水平方向有l=vt,由题意画出俯
6、视图,如图所示。由几何关系知,水滴形成圆的半径r=R2+l2,联立以上各式得r=R1+22hg。答案:R1+22hg9如图所示,直径为d的纸制圆筒,使它以角速度绕轴O匀速转动,然后使子弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a、b两个弹孔。已知Oa、Ob夹角为,求子弹的速度。解析:子弹从a穿入圆筒到从b穿出圆筒,圆筒转过的角度为(-),则子弹穿过圆筒的时间为t=-。在这段时间内子弹的位移为圆筒的直径d,则子弹的速度为v=dt=d-。答案:d-能力提升1一个玩具陀螺如图所示。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稳定旋转时,下列表述正确的是()A.A、B和C
7、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的大解析: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为陀螺旋转的角速度,B对,C错。三点的运动半径关系rA=rBrC,据v=r可知,三点的线速度关系vA=vBvC,A、D错。答案:B2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 minB.1 minC.6059 minD.6061 min解析:分针与秒针的角速度:分=23 600 rad/s,秒=260 rad/s。设两次重合时间间隔为t,则有分=分t,秒=秒t,秒-分=2,即t=2秒-分=2260-23
8、600 s=6059 min,故选项C正确。答案:C3如图所示,两个小球固定在一根长为l的杆的两端,绕杆上的O点做圆周运动。当小球1的速度为v1时,小球2的速度为v2,则转轴O到小球2的距离为()A.v1v1+v2lB.v2v1+v2lC.v1+v2v1lD.v1+v2v2l解析:两球绕O转动的角速度相等,所以v1r1=v2r2,r1+r2=l,所以r2=v2v1+v2l。答案:B4(多选)如图所示,一辆卡车在水平路面上行驶,已知该车轮胎半径为R,轮胎转动的角速度为。关于各点的线速度大小,下列说法正确的是()A.相对于地面,轮胎与地面的接触点的速度大小为RB.相对于地面,车轴的速度大小为RC.
9、相对于地面,轮胎上缘的速度大小为RD.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为2R解析:由于轮胎不打滑,相对于地面轮胎与地面接触处保持相对静止。车轴相对于接触点的速度为R,而轮胎上缘相对于接触点的速度为2R。答案:BD5如图是一种“滚轮平盘无级变速器”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,主动轴转速n1、从动轴转速n2、滚轮半径r以及滚轮距离主动轴中心的距离x之间的关系是()A.n2=n1xrB.n2=n1rxC.n2=n1x2r2D.n2=n1xr解析:由于平盘和滚轮接触处的线速度大小相等,所以2n
10、1x=2n2r,即n2=n1xr,选项A正确。答案:A6某品牌电动车的铭牌如下:车型:20英寸(车轮直径:508 mm)电池规格:36 V 12 Ah(蓄电池)整车质量:40 kg额定转速:210 r/min外形尺寸:L 1 800 mmW 650 mmH 1 100 mm充电时间:28 h电机:后轮驱动、直流永磁式电机额定工作电压/电流:36 V/5 A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/hB.18 km/hC.20 km/hD.25 km/h解析:由题意可知车轮半径为R=254mm=0.254m,车轮额定转速为n=210r/min=21060 r/s=72 r
11、/s,故车轮转动的角速度=2n,则车轮轮缘上的点线速度为v=R=2nR=2723.140.2543.6 km/h20km/h。答案:C7(多选)两个做圆周运动的质点,它们的角速度之比为31,线速度之比为23,那么下列说法正确的是()A.它们的轨道半径之比为29B.它们的轨道半径之比为12C.它们的周期之比为23D.它们的周期之比为13解析:由公式v=r得r=v,有r1r2=v1v221=2313=29;由公式T=2得T1T2=21=13。答案:AD8如图所示,质点以一定速度从左边界上的A点射入边长为l=0.3 m的虚线所围成的正方形区域,质点在区域中做匀速圆周运动,经过时间t=10-3 s,质
12、点从区域右边界的B点射出,射出时速度方向转过的角度=6,求:(1)圆周的半径r。(2)质点的入射速率v。解析:画出区域内质点做匀速圆周运动的草图如图所示(1)从图中几何关系可得圆周半径r=lsin=0.6 m。(2)有AB弧长s=r故v=st=rt=ltsin代入已知数据可得v=100m/s=314m/s。答案:(1)0.6 m(2)314 m/s9如图所示,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:(1)B球抛出时的水平初速度。(2)A球运动的线速度最小值。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=v0t在竖直方向上做自由落体运动,则h=12gt2由得v0=Rt=Rg2h。(2)设相碰时,A球转了n圈,则A球的线速度vA=2RT=2Rtn=2Rng2h当n=1时,其线速度有最小值,即vmin=2Rg2h。答案:(1)Rg2h(2)2Rg2h
