高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动精品课时作业

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6.1 习题课：圆周运动的传动问题和周期性问题一、选择题1.静止在地球上的物体会随地球自转一起运动，即绕地轴做圆周运动。比较地球上不同位置的物体（两极除外）绕地轴的圆周运动，下列说法中正确的是（   ）            A. 角速度都不同               B. 线速度都相同              
 C. 周期都相同                 D. 向心加速度大小都相同【答案】 C   【解析】地球上不同位置的物体（两极除外）绕地轴做圆周运动的角速度和周期都相同，但是由于转动半径不同，根据v=ωr可知，线速度不同；根据a=ω2r可知，向心加速度不相同， C符合题意，ABD不符合题意。 故答案为：C。2.如图所示，一芭蕾舞演员保持图中的姿势，绕自身竖直轴线原地旋转，则她手臂上的A、B两点的角速度和线速度关系，正确的是（   ）  A. ωA=ωB,vA＞vB       B. ωA=ωB,vA＜vB       C. ωA＜ωB,vA=vB       D. ωA＞ωB,vA=vB【答案】 A   【解析】由于保持图中姿势不变，绕自身竖直轴转动，因此身体各部位的角速度相等，即ωA=ωB 又由于 A的转动半径大于B的转动半径，因此A的线速度大于B的线速度。故答案为：A。3.如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处的半径rA＞rB＝rC  ， 则以下有关各点线速度v、角速度ω的关系中正确的是（   ）  A. vA＝vB＞vC                   B. vC＞vA＞vB                   C. ωC＜ωA＜ωB               D. ωC＝ωB＞ωA【答案】 A   【解析】AB．图中A与B两点通过同一根皮带传动，线速度大小相等，即 ，A、C两点绕同一转轴转动，有 ，由于 ，因而有 ，得到 A符合题意，B不符合题意；CD．由于 因而有，    ， 又由于 ，所以 CD不符合题意。故答案为：A。4.如图所示，电风扇同一扇叶上的P、Q两点到转轴的距离分别为rP、rQ，且rP<rQ，电风扇正常转动时(　　)A．P点的线速度比Q点的线速度小B．P点的角速度比Q点的角速度小C．P点的线速度比Q点的线速度大D．P点的角速度比Q点的角速度大【答案】 A   【解析】P、Q两点同轴做匀速转动，角速度相等，设为ω，由图可知Q点转动的半径大，P点转动的半径小；由公式v＝rω，ω相等，则P、Q两点的线速度大小关系为vP<vQ；故A正确．5．如图所示的装置，M、N棒连接相同旋转速度的电机，在图中所示的时刻A点与B点位于同一竖直线上，对此下列说法正确的是（   ）A．A点与B点的线速度相同B．A点与B点的周期相同C．经过t = 2s，A点与B点的线速度相同D．A点的向心加速度大于B点的向心加速度【答案】B【解析】AB．由题知M、N棒连接相同旋转速度的电机，则说明M、N的角速度相同，则周期相同，根据角速度与线速度的关系可知v = ωr由图可知rB > rA则有vB > vAA错误、B正确；C．由AB选项可知无论经过多少时间A点与B点的线速度都不会相同，C错误；D．根据向心加速度的计算公式有a = ω2r由图可知rB > rA则有aB > aAD错误。故选B。6．如图所示，竖直薄壁圆筒内壁光滑，其半径为R，上部侧面A处开有小口，在A处小口的正下方B处亦开有与其大小相同的小口，小球从A处小口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处小口处飞出，小球进入A处小口的最小速率v0为（　　）A． B．C． D．【答案】B【解析】小球在竖直方向做自由落体运动，根据可得小球在桶内的运动时间为在水平方向，以圆周运动的规律来研究，运动的时间为联立可得当时，取最小值，所以最小速率B正确，ACD错误，故选B。7.子弹以初速度v0水平向右射出，沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒，在圆筒上只留下一个弹孔（从A位置射入，B位置射出，如图所示）。OA、OB之间的夹角θ=π/3，已知圆筒半径R=0.5 m，子弹始终以v0=60 m/s的速度沿水平方向运动（不考虑重力的作用），则圆筒的转速可能是（　　） A.20 r/s          B.60 r/s     C.100 r/s          D.140 r/s【答案】C【解析】根据几何关系可得A与B之间的距离等于R，在子弹飞行距离为R的时间内，圆筒转动的角度为π（n=1，2，3，…），由θ=ωt得（n=1，2，3，…）。设圆筒的转速为N，据ω=2πN得时间t=，由题意知R=v0t，即0.5 m=60 m/s×整理得N=20（6n-1）当n=1时，N=100 r/s当n=2时，N=220 r/s可以判定选项C正确。二、非选择题8.如图所示，在同一竖直平面内有A、B两物体，A物体从a点起以角速度ω沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动，同时B物体从圆心O自由下落，要使A、B两物体在d点相遇，求角速度ω必须满足的条件。【答案】ω=（n=0，1，2，…）【解析】B物体从圆心O到d点的运动是自由落体运动，B物体从O点到d点所用的时间t1满足R=，所以t1=。A物体做匀速圆周运动，从a点运动到d点转过的角度应满足θ=2πn+（n=0，1，2，…）所用时间为t2==（n=0，1，2，…）t1=t2，得=（n=0，1，2，…）解得ω=（n=0，1，2，…）。