【暑假衔接】人教版新高二物理 暑假衔接讲义 第09讲 复习专题八 圆周运动中的传动问题（教师版+学生版）

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知识点1：圆周运动中的三种传动模式
处理传动问题的关键是确定相同量，即线速度或者角速度。
同轴传动问题
一、单选题
1．如图所示，在风力发电机的叶片上有A、B、C三点，其中A、C在叶片的端点，B在叶片的中点。当叶片转动时，这三点（ ）
A．线速度大小都相等B．线速度方向都相同
C．角速度大小都相等D．周期不相等
2．如图所示，某同学在回家开门时，对门上的A、B、C三个点的分析正确的是（ ）
A．A点的加速度最大
B．B点的线速度最大
C．C点的角速度最大
D．若在A、B、C三点上各有一个质量相等的质点，则三点的向心力大小相等
3．如图所示，是一种叫“指尖陀螺”的玩具，当将陀螺绕位于中心A的转轴旋转时，陀螺上B、C两点的周期、角速度及线速度的关系正确的是（ ）
A．B．
C．D．
4．如图所示，纸风车上有A、B两点，A点离轴心较远，当风车被风吹着绕中心转动时，A、B两点的角速度分别为ω和ω，线速度大小分别为v和v，则（ ）
A．ω=ω，v>vB．ω=ω，vC．ω<ω，v=vD．ω>ω，v=v
皮带传动问题
5．如图，为皮带传动装置，大轮半径是小轮半径的两倍，A、B分别为小轮和大轮边缘上的点，C为大轮半径的中点，在传动时皮带不打滑，则有（ ）

A．B点的角速度是A点角速度的2倍
B．B点的线速度是A点线速度的2倍
C．A点的线速度是C点线速度的2倍
D．A点的角速度与C点的角速度相等
6．如图为某一皮带传动装置，主动轮M的半径为，从动轮N的半A径为，已知主动轮做顺时针转动，转速为，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是（ ）
A．从动轮做顺时针转动
B．从动轮的角速度大小为
C．从动轮边缘线速度大小为
D．从动轮的转速为
7．如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮的半径大小关系是。若皮带不打滑，a、b、c分别为A、B、C轮边缘的三点，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示为某一皮带传动装置，主动轮的半径为，从动轮的半径为，已知主动轮做顺时针转动，转速为，转动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（ ）
A．从动轮做顺时针转动B．从动轮的角速度为
C．从动轮的转速为D．从动轮的转速为
齿轮传动问题
9．如图甲所示，修正带是通过两个齿轮相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙中所示的模型。A、B是大、小齿轮边缘上的两点，C是大轮上的一点。若大轮半径是小轮半径的2倍，小轮中心到A点和大轮中心到C点的距离之比为2∶1，则A、B、C三点（ ）

A．线速度大小之比为4∶4∶1B．角速度之比为1∶1∶1
C．转速之比为2∶2∶1D．向心加速度大小之比为2∶1∶1
10．如图所示为《天工开物》一书中描绘的牛力齿轮翻车的场景，体现了我们祖先的劳动智慧。已知A、B、C三齿轮半径的大小关系为。下列判断正确的是（ ）
A．齿轮A、B、C边缘线速度之比为
B．齿轮A、B、C角速度之比为
C．齿轮A、B、C边缘向心加速度之比为
D．齿轮A、B、C转动频率之比为
11．如图甲所示是古代用牛车灌溉时的场景，其简化图如图乙所示，已知A、B、C三个圆的半径分别为，已知牛每分钟牵引中柱转动n圈，C的转速为（ ）
A．B．C．D．
12．在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为2：3：6。当齿轮转动的时候，关于小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点，下列说法正确的是（ ）
A．A点和B点的角速度之比为3：1B．A点和B点的角速度之比为1：1
C．A点和B点的线速度大小之比为3：1D．A点和B点的线速度大小之比为1：3
二、多选题
13．如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，左轮的半径为2r，a、b分别是两轮边缘上的点，c是左轮轮盘上的一点，它到左轮中心的距离为r。若在传动过程中，皮带不打滑，则（ ）
A．a点与b点的周期之比为1：1
B．a点与b点的角速度大小之比为2：1
C．a点与c点的线速度大小之比为1：2
D．b点与c点的周期之比为1：1
14．如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（ ）
A．c点与d点的角速度大小相等B．a点与b点的角速度大小相等
C．d点与b点的线速度大小相等D．a点与c点的线速度大小相等
15．如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。则下面说法正确的是（ ）
A．A点和C点的线速度大小相等
B．A点和B点的角速度之比为1∶2
C．B点和C点的线速度之比为1∶2
D．B点和C点的向心加速度之比为4∶1
16．明朝的《天工开物》记载了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，可转动的把手上a点到转轴的距离为2R，辘轳边缘b点到转轴的距离为R。人甲转动把手，把井底的人乙加速拉起来，则（ ）
A．a点的角速度大于b点的角速度B．a点的线速度大于b点的线速度
C．绳对乙拉力大于乙对绳的拉力D．人在上升过程中处于超重状态
17．两级皮带传动装置如图所示，中间两个轮子2、3是固定在一起的，转动时皮带均不打滑，轮1半径与轮2半径之比为2：3，轮3的半径和轮4的半径相同，轮1与轮3的半径比为2：1，则轮4边缘的c点和轮1边缘的a点相比，下列关系正确的是（ ）
A．线速度大小相等B．角速度之比为6：1
C．转速大小相等D．向心加速度之比为18：1
18．如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为、、．若甲轮的角速度为，则丙轮的角速度不可能为（ ）
A．B．C．D．
19．向心力演示器如图所示。转动手柄1，可使变速匀速转动。塔轮组A、B之间使用无滑动皮带连接，皮带有三挡连接方式可选（塔轮A、B半径关系如图所示）长槽4和短槽5分别固定在塔轮组A、B上随之一起转动，其上固定有竖直挡板用以提供小球做圆周运动时的向心力，长槽4上有两个挡板P1、P2，距转轴的水平距离分别为r和2r，短槽5上只有一个挡板Q1，距转轴水平距离为r。球对挡板的反作用力通过杠杆原理使弹簧测力套筒7下降，露出标尺8上绘制的红白相间等分格子，该格数表示球所受向心力的大小。现将小球分别放在边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与哪些因素有关，下列说法正确的是（ ）
A．选择一挡连接，质量相等的两个小球分别放在P2、Q1处，转动手柄，这是探究向心力与回转半径的关系
B．选择二挡连接，质量相等的两个小球分别放在P1、Q1处，A、B标尺上的格数之比应为4：1
C．选择三挡连接，质量相等的两个小球分别放在P2、Q1处，A、B标尺上的格数之比应为2：9
D．上述一挡、二挡和三挡连接方式中，塔轮A和塔轮B的角速度比分别是1：1，2：1和3：1
三、解答题
20．某同学以自行车的齿轮传动作为探究学习的课题，该同学通过观察发现，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，后轮与小齿轮绕共同的轴转动，如图所示，测得大齿轮的半径为r1、小齿轮的半径为r2、自行车后轮的半径为R，若测得在时间t内大齿轮转动的圈数为N，求：
（1）大齿轮转动角速度的大小ω；
（2）自行车后轮线速度的大小v。
21．一人骑自行车由静止开始上一长 L=202m ，斜坡坡度为0.05（沿斜坡前进100m，高度上升5m），自行车达到最大速度前做加速度 a=2m/s2 的匀加速直线运动，达到最大速度后脚蹬踏板使大齿轮以转/秒的转速匀角速转动，自行车匀速运动一段时间后，由于骑行者体能下降，自行车距离坡顶 50m 处开始做匀减速运动，已知最后 50m 的平均速度只有之前平均速度的 84%，自行车大齿轮直径 d1=20cm，小齿轮直径d2=6cm，车轮直径 d3=60cm。求：
（1）大齿轮 的最大角速度；
（2）运动过程中自行车的最大速度v。
（3）到达坡顶时的速度v。
方式
同轴传动
皮带传动
齿轮传动
装置
A、B两点在同轴的一个圆盘上，到圆心的距离不同。
两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘上的点。
两个齿轮轮齿啮合，A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点。
图例
特点
A、B两点角速度、周期相同
A、B两点线速度相同
A、B两点线速度相同
转动方向
相同
相同
相反
规律
线速度与半径成正比：
角速度与半径成反比：
，
周期与半径成正比：
角速度与半径成反比与齿轮齿数成反比∶
，
周期与半径成正比，与齿轮齿 数成正比：