高中物理圓周運(yùn)動(dòng)同步練習(xí)3新人教版必修2

1、圓周運(yùn)動(dòng)5分鐘訓(xùn)練（預(yù)習(xí)類訓(xùn)練，可用于課前）.從水平勻速飛行的飛機(jī)上，先落下物體a,再經(jīng)過(guò)1 s落下物體b,若不計(jì)空氣阻力，在 TOC o 1-5 h z 落地前a物體將在（）A.b的前方B.b的后方C.b的正下方D.無(wú)法確定答案：C.對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體來(lái)說(shuō)，不變的物理量是（）A.周期B.頻率C.角速度D.線速度答案：ABC.在圓周運(yùn)動(dòng)中下列說(shuō)法正確的是（）A.線速度較大的物體，角速度一定也較大B.由公式3 = v可知，做圓周運(yùn)動(dòng)半徑大的物體，角速度一定小 rC.飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，輪上同一點(diǎn)的線速度也越大D.由公式r=可知，物體轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑與它的線速度大小成正比 co答案：C4.下列關(guān)

2、于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是（）A.速度不變的運(yùn)動(dòng)B.角速度不變的運(yùn)動(dòng)C.角速度不斷變化的運(yùn)動(dòng)D.相對(duì)圓心位移不變的運(yùn)動(dòng)答案：B10分鐘訓(xùn)練（強(qiáng)化類訓(xùn)練，可用于課中）1.關(guān)于角速度、線速度和周期，下面的說(shuō)法中正確的是（）A.半徑一定，角速度與線速度成反比B.半徑一定，角速度與線速度成正比C.線速度一定，角速度與半徑成正比D.不論半徑等于多少，角速度與周期始終成反比答案：BD.靜止在地球上的物體都要隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.它們的運(yùn)動(dòng)周期都是相同的B.它們的線速度都是相同的C.它們的線速度大小都是相同的D.它們的角速度是不同的解析：如圖所示，地球繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所有地球上各點(diǎn)的周

3、期及角速度都是相同的.地球表面物體做圓周運(yùn)動(dòng)的平面是物體所在緯度線平面，其圓心分布在整條自轉(zhuǎn)軸上，不同緯度處物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是不同的，只有同一緯度處的物體轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相等，線速度的大小才相等，但即使物體的線速度大小相同，方向也各不相同答案：A.一臺(tái)準(zhǔn)確走時(shí)的鐘表上的時(shí)針、分針和秒針上的角速度之比3 1： 3 2： 33=如果三針長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)i、L2、L3且Li ： L2 ： L3=1 ： 1.5 ： 1.5 ,那么三針尖端的線速度之比Vl : V 2 ： V 3=.解析：鐘表上三針的轉(zhuǎn)動(dòng)情況是，時(shí)針轉(zhuǎn)一圈用時(shí)12 h,即它的周期為T(mén)i=12 h.分針轉(zhuǎn)1 一 , 圈用時(shí)1 h ,即它的周期為

4、T2=1 h.秒針轉(zhuǎn)一圈用時(shí)1 min ,即它的周期為 T3=h.因?yàn)?02 二3 =, 所 以 3 1 ： 3 2 ： 3 3=1 ： 12 ： 720； 又因?yàn)?V= 3 L , 則T31 : 32： 3 3=1 : 12： 720,V 1 ： V 2 ： v 3=1 ： 18 ： 1 080.答案：1 ： 12 ： 720 1 ： 18 ： 1 080.如圖6-5-1所示的傳動(dòng)裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B兩輪用皮帶傳動(dòng)，三輪的半徑關(guān)系是 ra=rc=2r b.若皮帶不打滑，求 A、B、C輪邊緣的a、b、c三點(diǎn)的角速度之比和線速度之比分別為 和圖 6-5-1解析：A、B

5、兩輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，皮帶不打滑，則A、B兩輪邊緣的線速度大小相等即Va=Vb 由 V= CO r 得 CO c - GJ b=r b - a a=1 - 2B C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則B、C兩輪的角速度相同，即3b=coc由 v= r 得 Vb ： v c=r b ： r c=1 : 2.由得 CO a - CO b - CO c=1 -2-2.由得 Va ： Vb ： V c=1 ： 1 ： 2.答案：1 ： 2 ： 2 1 ： 1 ： 2.如圖6-5-2所示為測(cè)定子彈速度的裝置，兩個(gè)薄圓盤(pán)分別裝在一個(gè)迅速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上，兩盤(pán)平行.若圓盤(pán)以3 600 r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，子彈沿垂直圓盤(pán)方

6、向射來(lái)，先打穿第一個(gè)圓盤(pán)，再打穿第二個(gè)圓盤(pán)，測(cè)得兩盤(pán)相距1 m兩盤(pán)上被子彈穿過(guò)的半徑夾角為15。，則子彈的速度大小為 m/s.圖 6-5-2解析：子彈兩次穿過(guò)圓盤(pán)經(jīng)過(guò)的時(shí)間t= L ,在這段時(shí)間內(nèi)圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的角度 4+2kTt =cot(k=0 , 1 2, 3,)把（）=x 15 代入計(jì)算得 v= I4,。 m/s , （k=0 , 1, 2, 3,）. TOC o 1-5 h z 1801 24k1440答案：（k=0 , 1, 2, 3,）1 24k30分鐘訓(xùn)練（鞏固類訓(xùn)練，可用于課后）1.關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下面的說(shuō)法正確的是（）A.相等的時(shí)間里通過(guò)的路程相等B.相等的時(shí)間里通過(guò)的

7、弧長(zhǎng)相等C.相等的時(shí)間里發(fā)生的位移相等D.相等的時(shí)間里轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等答案：ABD2.甲、乙、丙三個(gè)物體，甲放在廣州、乙放在上海、丙放在北京，當(dāng)它們與地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則（）A.甲的角速度最大，乙的線速度最小B.丙的角速度最小，甲的線速度最大C.三個(gè)物體的角速度、周期和線速度都相等D.三個(gè)物體的角速度、周期一樣，丙的線速度最小答案：D3.如圖6-5-3所示，電風(fēng)扇在閃光燈下運(yùn)轉(zhuǎn)，閃光燈每秒閃30次，風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸 O上裝有3個(gè)扇葉，它們互成120角.當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觀察者感覺(jué)扇葉不動(dòng)，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速可能是（）圖 6-5-3A.600 r/min B.900 r/min C.1 200 r/min D.3 00

8、0 r/min解析：風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觀察者感覺(jué)扇葉不動(dòng)，說(shuō)明在每相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔T燈內(nèi)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)過(guò)的角度是120的整數(shù)倍，即 1圈的整數(shù)倍.T燈=2s. 3301-r風(fēng)扇的最小轉(zhuǎn)速 nmin= =10 r/s=600 r/min1 s 30故滿足題意的可能轉(zhuǎn)速n=knmin（k=1 , 2, 3,）.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種周期性的運(yùn)動(dòng)，分析此類問(wèn)題，關(guān)鍵是抓住周期性這一特點(diǎn)，得出可能的多解通式答案：ACD4.如圖6-5-4所示，當(dāng)屏幕上出現(xiàn)一輛勻速奔跑的汽車時(shí)，觀眾如果注意車輛的輻條，往往會(huì)產(chǎn)生奇怪的感覺(jué).設(shè)車輪上有八根對(duì)稱分布的完全相同的輻條，電視畫(huà)面每隔s更換30一幀，則下列說(shuō)法正確的是（圖

9、6-5-4A.若在s內(nèi)，每根輻條恰好轉(zhuǎn)過(guò)30B.若在工s內(nèi)，每根輻條恰好轉(zhuǎn)過(guò)30C.若在1 s內(nèi)，每根輻條恰好轉(zhuǎn)過(guò)30D.若在工s內(nèi)，每根輻條恰好轉(zhuǎn)過(guò)3045。，則觀眾覺(jué)得車輪是不動(dòng)的360。，則觀眾覺(jué)得車輪是不動(dòng)的365。，則觀眾覺(jué)得車輪是倒轉(zhuǎn)的355。，則觀眾覺(jué)得車輪是倒轉(zhuǎn)的一一 4 1 解析：若 s內(nèi)輻條正好轉(zhuǎn)過(guò) 45角，則輻條轉(zhuǎn)到與它相鄰的那根輻條位置，因而這時(shí)30若更換一幀，則會(huì)使觀眾看到好像車輪不動(dòng)一樣，因?yàn)槊扛棗l相同，觀眾區(qū)分不開(kāi)輻條的變化；同理，在2s內(nèi)，若輻條轉(zhuǎn)360 ,觀眾也會(huì)認(rèn)為車輪不動(dòng)，因而A、B正確.若工 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l book

10、mark11 o Current Document 3030s內(nèi)，輻條轉(zhuǎn)過(guò)365。，則每根輻條在下一幀時(shí)出現(xiàn)在它轉(zhuǎn)動(dòng)方向前5。的位置，因而這時(shí)觀眾會(huì)認(rèn)為在這 1s內(nèi)，輻條向前轉(zhuǎn)過(guò)5。，所以觀眾會(huì)覺(jué)得車輪向前轉(zhuǎn)動(dòng)；若 1s內(nèi)，3030輻條轉(zhuǎn)過(guò)355。時(shí)，則每根輻條在下一幀時(shí)，出現(xiàn)在與它轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的離它原位置的5處，因此，觀眾會(huì)覺(jué)得車輪在倒轉(zhuǎn)，所以 C錯(cuò)誤，D正確，故選A、B D.對(duì)于這類與生活相 關(guān)聯(lián)的題目，我們應(yīng)該認(rèn)真體會(huì).另外，錯(cuò)覺(jué)方面的知識(shí)（即視覺(jué)就近原則），是解決本題的關(guān)鍵.因而對(duì)于研究性題目，應(yīng)開(kāi)放式聯(lián)想，充分應(yīng)用各種知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從而解決問(wèn)題.答案：ABD 5.為了使拖拉機(jī)在農(nóng)田中較

11、好地工作，中型拖拉機(jī)的后輪（主動(dòng)輪）直徑比前輪直徑（從動(dòng)輪）要大，某中型拖拉機(jī)前后輪直徑之比為2 : 5.設(shè)它在水平地面上勻速行駛時(shí)，前后輪都不打滑，則它行駛時(shí)前后輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為 . 答案：56.半徑為10 cm的轉(zhuǎn)輪，每秒轉(zhuǎn) 5圈，則該轉(zhuǎn)輪的周期 T為,在轉(zhuǎn)輪的邊沿某 點(diǎn) A的角速度為 ,線速度為 .解析：根據(jù)題意，轉(zhuǎn)輪每秒鐘轉(zhuǎn)5圈，則轉(zhuǎn)一圈需要的時(shí)間為 1 s=0.2 s ;據(jù)公式可知，52 二2 二轉(zhuǎn)輪的角速度為：3=10兀rad/s ,也即轉(zhuǎn)輪上某點(diǎn) A的角速度，A點(diǎn)的線速度T 0.2的大小為：va=co r=10 兀 x0.1 m/s=兀 m/s=3.14 m/s.答案：0.2

12、 s 10 兀 rad/s 3.14 m/s.（經(jīng)典回放）如圖6-5-5所示為一實(shí)驗(yàn)中利用光脈沖測(cè)量車速和行程的裝置示意圖，A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與C同軸相連的齒輪. 車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示.若實(shí)驗(yàn)單位時(shí)間內(nèi)顯示的脈沖數(shù)為n,累計(jì)脈沖數(shù)為N,則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)量的物理量或數(shù)據(jù)是 ;車速度的表達(dá)式 v= ;行程的表達(dá)式 s=.I)圖 6-5-5解析：因?yàn)锽在單位時(shí)間內(nèi)接到的脈沖數(shù)為n,每個(gè)間隙轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間 t=1,設(shè)一周有P個(gè)n齒，則有P個(gè)間隙,周期T=

13、Pt=-,據(jù)v=2LR ,可得v=2效，所以要求車速必須測(cè)量出車n TP輪的半徑 R和齒輪數(shù) P.當(dāng)脈沖總數(shù)為 N時(shí)，則經(jīng)過(guò)的時(shí)間 t總=Nt= ,所以行程s=vt總2 二 RNn.本題是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律在實(shí)際生活中的應(yīng)用，根據(jù)脈沖信號(hào)的次數(shù)確定車輪的周期是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.根據(jù)要求的結(jié)論確定還要測(cè)定的其他物理量，實(shí)際上也是開(kāi)放思 維的體現(xiàn)，也是本題能力考查的方面.答案：車輪的半徑R和齒輪數(shù)P2 二 RnP2 RN.如圖6-5-6所示，直徑為d的紙制圓筒，使它以角速度 繞其中心軸O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，然后 使子彈沿直徑穿過(guò)圓筒.若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí)在圓筒上留下a、b兩個(gè)彈孔，已知aO bO夾角為(

14、),求子彈的速度為多大?解析：由圖可知子彈穿過(guò)紙圓筒的時(shí)間內(nèi)，紙圓筒轉(zhuǎn)過(guò)的角度。=兀-。，則子彈穿過(guò)圓筒的時(shí)間t=;由于子彈在這段時(shí)間內(nèi)的位移大小等于圓筒的直徑d,所以子彈的速度 , d大小v= t答案:v=.觀察自行車的主要傳動(dòng)部件，了解自行車是怎樣用鏈條傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)后輪前進(jìn)的，如圖6-5-7所示，其中右下圖是鏈條傳動(dòng)的示意圖，兩個(gè)齒輪俗稱“牙盤(pán)”.試分析并討論:圖 6-5-7(1)同一齒輪上各點(diǎn)的線速度、角速度是否相同？(2)兩個(gè)齒輪相比較，其邊緣的線速度是否相同？角速度是否相同？轉(zhuǎn)速是否相同？(3)兩個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速與齒輪的直徑有什么關(guān)系？你能推導(dǎo)出兩齒輪的轉(zhuǎn)速ni、n2與齒輪的直徑di、d2

15、的關(guān)系嗎？解析：(1)同一齒輪上各點(diǎn)繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因而各點(diǎn)的角速度相同；但同一齒輪上各點(diǎn)，因 到轉(zhuǎn)軸的距離不相同，由 v= cor知，其線速度不同.(2)自行車前進(jìn)時(shí)，鏈條不會(huì)脫離齒輪打滑，因而兩個(gè)齒輪邊緣的線速度相同，角速度與半徑成反比.角速度和轉(zhuǎn)速n存在關(guān)系：3=2 Tin,兩齒輪角速度不同， 轉(zhuǎn)速當(dāng)然也不同.(3)因兩齒輪邊緣線速度相同，而線速度和角速度的關(guān)系是：v=cor, co =2 % n ,故2兀niri=2兀n2r 2,即nidi=n2d2,轉(zhuǎn)速與直徑成反比.答案：(1)角速度相同，線速度不同；(2)線速度相同，角速度與轉(zhuǎn)速不同；(3)成反比.如圖6-5-8所示，在男女雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中，男運(yùn)動(dòng)員以自己為轉(zhuǎn)動(dòng)軸拉著女運(yùn)動(dòng)員 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若男運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)速為30 r/min ,女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋的線速度為4.7 m/s ,求：圖 6-5-8(1)女運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度；(2)女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑解析：根據(jù)男運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)速為30 r/min可知，女運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)速也是30 r/min ,換算成角速度為：30 r/min=0.5 r/s= 兀rad/s ;在女運(yùn)動(dòng)員繞著男運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，根據(jù) 公式v=r,可以得到：vr=4.7m/ s二 rad / s=1.5 m.答案：(1)兀 rad