高中物理人教版第五章曲線運動圓周運動 第四節(jié)（綜）

第4節(jié)圓周運動（滿分100分，60分鐘完成）班級_______姓名_______目的要求：1．了解線速度、角速度和周期是描述勻速圓周運動快慢的物理量；2．知道勻速圓周運動是變加速運動。第Ⅰ卷(選擇題共48分)一、選擇題：本大題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項正確，選對的得6分，對而不全得3分。選錯或不選的得0分。1．汽車在公路上行駛一般不打滑，輪子轉(zhuǎn)一周，汽車向前行駛的距離等于車輪的周長，某國產(chǎn)轎車的車輪半徑為30cm，當(dāng)該型號轎車在高速公路上行駛時，駕駛員面前的速率計的指針指在“120km/h”上，可估算出該車車輪的轉(zhuǎn)速約為 （） A．1000r/s B．1000r/min C．1000r/h D．2000r/h2．如圖1所示，紙質(zhì)圓筒以角速度ω繞豎直軸高速轉(zhuǎn)動，一顆子彈沿直徑穿過圓筒，若子彈在圓筒轉(zhuǎn)動不到半周過程中在圓筒上留下兩個彈孔a、b，已知Oa與Ob間的夾角為θ，圓筒的直徑為d，則子彈的速度為 （）0abv0abvθω圖1B． C． D．3．關(guān)于勻速圓周運動，下列說法正確的是（） A．角速度一定與半徑成反比 B．線速度一定與半徑成正比 C．角速度一定與轉(zhuǎn)速成正比 D．做圓周運動的質(zhì)點轉(zhuǎn)動半徑越大，周期越大4．用繩子拴著一個物體，使物體在光滑的水平桌面上做勻速圓周運動，繩子斷了以后，物體將 （） A．仍維持圓周運動 B．沿切線方向做直線運動 C．沿半徑方向接近圓心 D．沿半徑方向遠離圓心5．某一個質(zhì)點沿著半徑為R的圓周運動，周期為2s，那么3s內(nèi)質(zhì)點的路程和位移大小分別為 （） A．2R，2R B．3πR，3πR C．2R，3πR D．3πR，2R6．如圖2所示，為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動過程中，皮帶不打滑，則 （） A．a(chǎn)點與b點的線速度大小相等 B．a(chǎn)點與b點的角速度大小相等 C．a(chǎn)點與c點的線速度大小相等 D．a(chǎn)點與d點的向心加速度大小相等圖27．機械手表的時針、分針、秒針的角速度之比為 （） A．1∶60∶360B．1∶12∶360 C．1∶12∶720D．1∶60∶72008．有一在水平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動的圓臺，半徑為R，如圖3所示，圓臺邊緣A處坐著一個人，此人舉槍想擊中圓心O處的目標(biāo)，如果子彈射出速度為v，則（）ORAω圖3 A．槍身與OA的夾角θ＝ORAω圖3 B．槍身與OA的夾角θ＝arcsin，瞄向O點左側(cè) C．槍身與OA的夾角θ＝arctan，瞄向O點右側(cè) D．應(yīng)對準(zhǔn)O點瞄準(zhǔn)第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）二、填空、實驗題：本大題共5小題，每小題5分，共25分。把正確答案填寫在題中橫線上或按要求作答。9．做勻速圓周運動的物體，10s內(nèi)沿半徑是20m的圓周運動了100m，則其線速度大小是________m/s，周期是________s，角速度是________rad/s.10．汽車輪的直徑是1.2m，行駛的速率是43.2km/h，在行駛中車輪的角速度是______rad/s。11．一個質(zhì)點沿著半徑為R的圓周運動，周期為2s，那么3s內(nèi)質(zhì)點的路程為，位移大小為。12．A、B二質(zhì)點分別做勻速圓周運動，若在相等時間內(nèi)，它們通過的弧長之比sA∶sB＝2∶3，而轉(zhuǎn)過的圓心角之比φA∶φB＝3∶2，則它們的周期之比為TA∶TB＝______，角速度之比ωA∶ωB＝______，線速度之比vA∶vB＝______。13．如圖4所示，為一皮帶傳動裝置，大輪與小輪固定在同一根軸上，小輪與另一中等大小的輪子間用皮帶相連，它們的半徑之比是1∶2∶3，A、B、C分別為輪子邊沿上的三點，那么三點線速度之比vA∶vB∶vC＝________；角速度之比ωA∶ωB∶ωC＝________；轉(zhuǎn)動周期之比TA∶TB∶TC＝________。圖4三、計算題：本大題共2小題，計27分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。RrO圖514．（12分）雨傘邊緣半徑為r，且高出水平地面的距離為h，如圖5所示，若雨傘以角速度RrO圖515．（16分）地球的半徑約為R＝6400km，試計算： (1)赤道上的物體由于地球的自轉(zhuǎn)而做勻速圓周運動的角速度和線速度各是多大？ (2)在緯度為φ＝60o的地方，地面上的物體做勻速圓周運動的角速度和線速度各是多大？參考答案一、選擇題：1．【答案】B【點撥】由v＝2πfr，解得：f＝1000r/min，B正確。2．【答案】D【點撥】子彈從a穿入到從b穿出圓筒時，圓筒轉(zhuǎn)過的角度為，則子彈穿過圓筒的時間為，在這段時間內(nèi)子彈的位移為d，則子彈的速度為，D正確。3．【答案】C【點撥】由于，角速度只有在線速度不變時與半徑成反比，線速度只有在角速度一定時才與半徑成正比，而角速度與轉(zhuǎn)速成正比，C正確，而周期只有線速度一定時才與半徑成正比。4．【答案】B【點撥】由于慣性，物體沿斷繩時的速度方向運動。5．【答案】D【點撥】3s內(nèi)運動了一周半，路程為一周半，即3πR，而終點離始點的距離恰好等于直徑，即2R。6．【答案】C【點撥】同一輪子上的角速度相等，同一皮帶上線速度大小相等，故C正確。7．【答案】C【點撥】時針轉(zhuǎn)一周的時間T1＝12h＝43200s；分針轉(zhuǎn)一周的時間T2＝60min＝3600s；秒針轉(zhuǎn)一周的時間T3＝60s；根據(jù)角速度的定義，它們的角速度分別為ω1＝，ω2＝，ω3＝，它們的角速度之比為：＝1∶12∶720。C正確。8．【答案】A【點撥】要擊中目標(biāo)，合速度方向指向O點，如圖所示：槍身與OA的夾角sinθ＝，θ＝arcsin，瞄向O點右側(cè)。二、填空、實驗題：9．【答案】10；；【點撥】線速度v＝＝10m/s。周期T＝＝s，角速度ω＝＝rad/s。10．【答案】20【點撥】v＝12m/s，rad/s。11．【答案】3πR；2R【點撥】3s內(nèi)質(zhì)點運動一周半的路程，即路程為3πR，而終點離始點的距離恰好等于直徑，即2R。12．【答案】2∶3；3∶2；2∶3【點撥】；，；。13．【答案】1∶1∶3；2∶1∶2；1∶2∶1【點撥】因為rA∶rB∶rC＝1∶2∶3，vA∶vB＝1∶1，ωA＝ωC，由v＝ωr可得vA∶vC＝1∶3，所以vA∶vB∶vC＝1∶1∶3，又ωA∶ωB＝2∶1，可得ωA∶ωB∶ωC＝2∶1∶2，所以TA∶TB∶TC＝1∶2∶1。三、計算題：14．【答案】圓周半徑為：r【解析】作出雨滴運動的俯視圖，如下圖所示，俯視雨滴做平拋運動的軌跡在地面上的投影為直線。雨滴飛出的速度大小為v＝ωr，因為雨滴做平拋運動，在豎直方向上有：h＝gt2在水平方向上有：s＝vt又由幾何關(guān)系可知：R＝聯(lián)立以上各式可解得R＝r即為雨滴在地面形成的大圓圈的半徑。15．【答案】(1)×10－5rad/s，×102m/s；(2)×10－5rad/s，【解析】地球自轉(zhuǎn)的周期為：T＝24h＝86400s，自轉(zhuǎn)的角速度為：ω＝2π/T＝×10－5rad/s。由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上的每一點均繞地軸做勻速圓周運動，其周期及轉(zhuǎn)過的角速度都相同，都等于地球自轉(zhuǎn)的周期T和自轉(zhuǎn)角速度ω，故地球上每點（包括赤道