高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动课时练习

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1　圆周运动选择题(第1~3题为单选题，第4~6题为多选题)1.无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的挡位变速器，很多种高档汽车都应用了无级变速。右图是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮之间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动。当位于主动轮和从动轮之间的滚轮从左向右移动时，从动轮转速降低；滚轮从右向左移动时，从动轮转速增加。当滚轮位于主动轮直径为D1、从动轮直径为D2的位置时，主动轮转速n1、从动轮转速n2的关系是(　　)A. B.C. D.答案：B解析：因为主动轮、滚轮、从动轮之间靠摩擦力带动，所以传动中三轮边缘的线速度大小相等，由v=2πnr，得n1D1=n2D2，所以，选项B正确。2.如图所示，O1为皮带的主动轮的轴心，轮半径为r1，O2为从动轮的轴心，轮半径为r2，r3为固定在从动轮上的小轮半径。已知r2=2r1，r3=1.5r1。A、B和C分别是3个轮边缘上的点，质点A、B、C的角速度之比是(　　)A.2∶1∶1 B.1∶2∶3C.3∶6∶2 D.2∶4∶3答案：A解析：对于A和B，由于皮带不打滑，线速度大小相等，即vA=vB，由v=ωr得ωA∶ωB=r2∶r1=2∶1，对于B与C，绕同一转轴转动，角速度相等，即ωB=ωC，则ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶1。3.转笔深受广大学生喜爱，如图所示，长为l的笔绕笔杆上的O点做圆周运动，当笔尖的速度为v1时，笔尾的速度为v2，则转轴O到笔尾的距离为(　　)A. B.C. D.答案：D解析：设笔尖的转动半径为r1，笔尾的转动半径为r2，则有r2=l-r1，v1=ωr1，v2=ω(l-r1)，联立解得r2=l，选项D正确。4.图甲是某自行车采用的无链传动系统，利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车“掉链子”的问题。图乙是圆锥齿轮90°轴交示意图，其中A是圆锥齿轮转轴上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿轮中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC(rA≠rB≠rC)。下列说法正确的是(　　)A.ωB=ωC B.vC=vAC.ωB=ωA D.vA=vC答案：BC解析：由圆锥齿轮的特点，得vB=vC，根据v=ωr可知ωB≠ωC，选项A错误；A、B同轴转动，角速度相同，选项C正确；由vC=vB，vB=ωBrB，ωB=ωA=，知vC=vA，则vA=vC，且rB≠rC，选项B正确，D错误。5.如图所示，一个匀速转动的半径为r的水平圆盘上放着两个木块M和N，木块M放在圆盘的边缘处，木块N放在离圆心r的地方，它们都随圆盘一起运动。比较两木块的线速度和角速度，下列说法正确的是(　　)A.两木块的线速度大小相等B.两木块的角速度相等C.木块M的线速度大小是木块N的线速度大小的3倍D.木块M的角速度大小是木块N的角速度大小的3倍答案：BC解析：由转动装置特点知，M、N两木块有相同的角速度，又由v=ωr知，因rN=r，rM=r，故木块M的线速度大小是木块N的线速度大小的3倍，选项B、C正确。6.如图所示，竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为R，上部侧面A处开有小口，在小口A的正下方h处亦开有与A大小相同的小口B，小球从小口A沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，要使小球从B口处飞出，小球进入A口的速度v0可能为(　　)A.πR B.πRC.4πR D.4πR答案：BCD解析：小球在竖直方向做自由落体运动，所以小球在桶内的运动时间为t=，在水平方向，以圆周运动的规律来研究，则得t=n·(n=1，2，3…)，所以v0==2πnR(n=1，2，3…)，当n=1时，取最小值，所以最小速率为v0=πR；当n=2时，v0=4πR；当n=3时，v0=3πR；当n=4时，v0=4πR，故选项B、C、D正确。挑战创新如图所示，半径为R的圆轮在竖直面内绕O轴匀速转动，轮上a、b两点与O的连线相互垂直。a、b两点均粘有一个小物体，当a点转至最低位置时，a、b两点处的小物体同时脱落，经过相同时间落到水平地面上。(1)试判断圆轮的转动方向(说明判断理由)。(2)求圆轮转动的角速度大小。答案：(1)逆时针转动，理由见解析(2)解析：(1)由题意知，a点物体做平抛运动，若与b点物体下落的时间相同，则b点物体必须做竖直下抛运动，故圆轮转动方向为逆时针。(2)a平抛，R=gt2①b竖直下抛，2R=v0t+gt2②由①②得v0=③又因ω=④由③④解得ω=。