高中物理5-4 圓周運(yùn)動(dòng)同步檢測(cè)

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第5章 第4節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng) 基礎(chǔ)夯實(shí) 1．(2011·南京六中高一檢測(cè))物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其線速度(　　) A．大小保持不變，方向時(shí)刻改變 B．大小時(shí)刻改變，方向保持不變 C．大小和方向均保持不變 D．大小和方向均時(shí)刻改變 答案：A 2．如圖所示為一種早期的自行車，這種帶鏈條傳動(dòng)的自行車前輪的直徑很大，這樣的設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)主要是為了(　　) A．提高速度　　　　　　 B．提高穩(wěn)定性 C．騎行方便 D．減小阻力 答案：A 解析：在騎車人腳蹬車輪轉(zhuǎn)速一定的情況下，據(jù)公式v＝ωr知，輪子半徑越大，車輪邊緣的線速度越大，車行駛得也就越快，故A選項(xiàng)正確． 3．(2011·江蘇鹽城中學(xué)高一檢測(cè))如圖所示，翹翹板的支點(diǎn)位于板的中點(diǎn)，A、B是板的兩個(gè)端點(diǎn)，在翹動(dòng)的某一時(shí)刻，A、B的線速度大小分別為vA、vB，角速度大小分別為ωA、ωB，則(　　) A．vA＝vB，ωA≠ωB B．vA≠vB，ωA＝ωB C．vA＝vB，ωA＝ωB D．vA≠vB，ωA≠ωB 答案：C 4．(2010·鶴壁中學(xué)高一檢測(cè))電腦中用的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，采用恒定角速度驅(qū)動(dòng)光盤(pán)，光盤(pán)上凸凹不平的小坑是存貯的數(shù)據(jù)，請(qǐng)問(wèn)激光頭在何處時(shí)，電腦讀取數(shù)據(jù)速率比較大(　　) A．內(nèi)圈 B．外圈 C．中間位置 D．與位置無(wú)關(guān) 答案：B 解析：由v＝ωr可知B項(xiàng)正確． 5．由“嫦娥奔月”到“萬(wàn)戶飛天”，由“東方紅”樂(lè)曲響徹寰宇到航天員楊利偉遨游太空，中華民族載人航天的夢(mèng)想已變成現(xiàn)實(shí)．“神舟五號(hào)”飛船升空后，先運(yùn)行在近地點(diǎn)高度200km、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度350km的橢圓軌道上，實(shí)施變軌后，進(jìn)入343km的圓軌道．假設(shè)“神舟五號(hào)”實(shí)施變軌后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，共運(yùn)行了n周，起始時(shí)刻為t1，結(jié)束時(shí)刻為t2，運(yùn)行速度為v，半徑為r.則計(jì)算其運(yùn)行周期可用(　　) A．T＝ B．T＝ C．T＝ D．T＝ 答案：AC 解析：由題意可知飛船做勻速圓周運(yùn)動(dòng)n周所需時(shí)間Δt＝t2－t1，故其周期T＝＝，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)．由周期公式有T＝，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 6.如圖所示，半徑為0.1m的輕滑輪通過(guò)繞在其上面的細(xì)線與重物相連，若重物由靜止開(kāi)始以2m/s2的加速度勻加速下落，則當(dāng)它下落高度為1m時(shí)的瞬時(shí)速度是多大？此時(shí)滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是多少？ 答案：2m/s,20rad/s 解析：由題意知，重物的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vt2＝2as可以求得重物由靜止開(kāi)始下落1m時(shí)的瞬時(shí)速度為：vt＝＝m/s＝2m/s. 與重物相連的細(xì)線此刻的速度也等于vt＝2m/s，細(xì)線繞在輕滑輪邊緣使滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由公式v＝rω得此時(shí)滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為：ω＝＝rad/s＝20rad/s. 7.(2011·銀川一中高一檢測(cè))2010年溫哥華冬奧會(huì)雙人滑比賽中，申雪、趙宏博拿到中國(guó)花樣滑冰史上首枚冬奧會(huì)金牌，如圖所示，趙宏博(男)以自己為轉(zhuǎn)軸拉著申雪(女)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為30r/min.申雪的腳到轉(zhuǎn)軸的距離為1.6m.求： (1)申雪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度； (2)申雪的腳運(yùn)動(dòng)速度的大小． 答案：(1)πrad/s　(2)5.0m/s 解析：(1)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速n＝30r/min＝0.5r/s 角速度ω＝2π·n＝2π·0.5rad/s＝πrad/s (2)申雪的腳做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝1.6m，所以她的腳的運(yùn)動(dòng)速度v＝ωr＝π×1.6m/s＝5.0m/s. 能力提升 1．(2011·大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一檢測(cè))如圖所示為某一皮帶傳動(dòng)裝置，主動(dòng)輪的半徑為r1，從動(dòng)輪的半徑為r2，已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 　 B．從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C．從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n 　 D．從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n 答案：BC 解析：根據(jù)皮帶的纏繞方向知B正確，由2πnr1＝2πn2r2 得n2＝n，C項(xiàng)正確． 2．(2010·南宮中學(xué)高一檢測(cè))教師在黑板上畫(huà)圓，圓規(guī)腳之間的距離是25cm，他保持這個(gè)距離不變，讓粉筆在黑板上勻速的畫(huà)了一個(gè)圓，粉筆的線速度是2.5m/s.關(guān)于粉筆的運(yùn)動(dòng)，有下列說(shuō)法： ①角速度是0.1rad/s； ②角速度是10rad/s； ③周期是10s； ④周期是0.628s； ⑤頻率是10Hz； ⑥頻率是1.59Hz； ⑦轉(zhuǎn)速小于2r/s； ⑧轉(zhuǎn)速大于2r/s. 下列哪個(gè)選項(xiàng)中的結(jié)果是全部正確的(　　) A．①③⑤⑦ B．②④⑥⑧ C．②④⑥⑦ D．②④⑥⑧ 答案：C 解析：ω＝＝10rad/s，T＝＝0.628s， f＝＝1.59Hz，n＝f＝1.59r/s. 3．一輛卡車在水平路面上行駛，已知該車輪胎半徑為R，輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，如圖所示，關(guān)于各點(diǎn)的線速度大小下列說(shuō)法正確的是(　　) A．相對(duì)于地面，輪胎與地面的接觸點(diǎn)的速度大小為ωR B．相對(duì)于地面，車軸的速度大小為ωR C．相對(duì)于地面，輪胎上緣的速度大小為ωR D．相對(duì)于地面，輪胎上緣的速度大小為2ωR 答案：BD 解析：由于輪胎不打滑，相對(duì)于地面，輪胎與地面接觸處保持相對(duì)靜止，該點(diǎn)相當(dāng)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸，它的速度為零，車軸的速度為ωR.而輪胎上緣的速度大小為2ωR，故B、D正確． 4.如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng)，相互之間不打滑，其半徑分別為r1、r2、r3.若甲輪的角速度為ω1，則丙輪的角速度為(　　) A. B. C. D. 答案：A 解析：對(duì)甲輪邊緣的線速度v1＝r1ω1 對(duì)乙輪邊緣的線速度v2＝r2ω2 對(duì)丙輪邊緣的線速度v3＝r3ω3 由各輪邊緣的線速度相等得：r1ω1＝r2ω2＝r3ω3 所以ω3＝，A選項(xiàng)正確． 5.如圖所示，如果把鐘表上的時(shí)針、分針、秒針看成勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，那么它們的角速度之比為ω時(shí)∶ω分∶ω秒＝________；設(shè)時(shí)針、分針、秒針的長(zhǎng)度之比為1∶1.5∶1.8，那么三個(gè)指針尖端的線速度大小之比為v時(shí)∶v分∶v秒＝________. 答案：1∶12∶720　1∶18∶1296 解析：時(shí)針的周期T時(shí)＝12h＝720min， 分針的周期T分＝1h＝60min， 秒針的周期T秒＝1min， 所以ω時(shí)∶ω分∶ω秒＝∶∶＝∶∶＝1∶12∶720； 又r時(shí)∶r分∶r秒＝1∶1.5∶1.8， 則v時(shí)∶v分∶v秒＝ω時(shí)r時(shí)∶ω分r分∶ω秒r秒＝1∶18∶1296 6．收割機(jī)撥禾輪上面通常裝4個(gè)到6個(gè)壓板，如圖所示，撥禾輪一邊旋轉(zhuǎn)，一邊隨收割機(jī)前進(jìn)，壓板轉(zhuǎn)到下方才發(fā)揮作用，一方面把農(nóng)作物壓向切斷器，另一方面把切下來(lái)的農(nóng)作物鋪放在收割臺(tái)上，因此要求壓板運(yùn)動(dòng)到下方時(shí)相對(duì)于農(nóng)作物的速率與收割機(jī)前進(jìn)方向相反．已知收割機(jī)前進(jìn)速率為1.2m/s，撥禾輪直徑為1.5m，轉(zhuǎn)速為22r/min，則壓板運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)擠壓農(nóng)作物的速率為多大？ 答案：0.53m/s 解析：設(shè)壓板轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)端點(diǎn)的速度為v1， 則v1＝2πnr＝2×3.14××m/s＝1.73m/s. 由于撥禾輪是在收割機(jī)上，而收割機(jī)的前進(jìn)速度為v2，所以撥禾輪上的壓板在最低點(diǎn)擠壓作物的速率為v＝v1－v2＝(1.73－1.2)m/s＝0.53m/s，方向向后． 7．如圖所示，一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑r0＝1.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣接觸．當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力．自行車車輪的半徑R1＝35cm，小齒輪的半徑R2＝4.0cm，大齒輪的半徑R3＝10.0cm.求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比．(假定摩擦小輪與自行車車輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)) 答案：解析：大小齒輪間、摩擦小輪和車輪之間和皮帶傳動(dòng)原理相同，兩輪邊緣各點(diǎn)的線速度大小相等，由v＝2πnr可知轉(zhuǎn)速n和半徑r成反比；由這三次傳動(dòng)可以找出大齒輪和摩擦小輪間的轉(zhuǎn)速之比