沪科版 (2019)必修 第二册3.2 匀速圆周运动的规律课后练习题

这是一份沪科版 (2019)必修 第二册3.2 匀速圆周运动的规律课后练习题，共11页。试卷主要包含了如图所示的传动装置中，B等内容，欢迎下载使用。
【精选】3.2匀速圆周运动的速率-1同步练习一．填空题1．
（1） 如下图所示，3个质量相等的小球A．B．C固定在轻质硬杆上，而且OA=AB=BC，现将该装置放在光滑水平桌面上，使杆绕过O的竖直轴匀速转动，设OA．AB．BC上的拉力分别为F1．F2．F3，则F1：F2：F3=_______。（2）飞机在2 km的高空以100 m/s的速度水平匀速飞行，相隔1 s，先后从飞机上掉下A．B两物体，不计空气阻力，物体A飞行时间为_______s两物体在空中的最大距离是________（g＝10 m/s2）2．
图中圆弧轨道AB是在竖直平面内的1/4圆周，半径为R，在B点轨道的切线是水平的，一质点自A点从静止开始下滑，不计滑块与轨道间的摩擦和空气阻力，则在质点刚要到达B点时的加速度大小为______，刚滑过B点时的加速度大小为______。3．
写出线速度和角速度的几个常用表达式v=＝__________＝__________＝__________，ω=＝__________＝__________＝__________4．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，三个轮的半径关系是rA＝rC＝2rB。若皮带不打滑，求A．B．C三轮边缘上a．b．c三点的角速度之比为：________；向心加速度之比为：___________．5．
在光滑水平面上，一根原长为l的轻质弹簧的一端与竖直轴O连接，另一端与质量为m的小球连接，如图所示．当小球以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v1时，弹簧的长度为1.5l；当它以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v2 时，弹簧的长度为2l。则：两次做匀速圆周运动时的向心力之比为F1∶F2= ________，线速度大小之比为v1∶v2= ________ 。6．某物体做匀速圆周运动，周期为2s，半径为5m，则其角速度__________，线速度_______，向心加速度_________．7．
在“天宫一号”的太空授课中，航天员王亚平做了一个有趣实验，如图所示，在T形支架上用带小圆环的细绳拴着一颗小钢球，小球质量为m，细绳长度为L，王亚平用手指沿细绳的垂直方向轻推小球，小球在细绳拉力作用下绕T形支架做匀速圆周运动，测得小球运动的周期为T，由此可知此时小球的线速度为______________，细绳对小球中的拉力为_________________。8．
如图，在皮带轮传动装置中，已知大轮的半径是小轮半径的3倍，A和B两点分别在两轮的边缘上，C点离大轮轴距离等于小轮半径，若皮带不打滑，则它们的线速度之比vA：vB：vc=_______________。9．如图所示，两轮的半径分别为2R和R，两轮通过皮带相连，转动中皮带与轮之间没有打滑现象，A．B分别为两轮子边缘上一点，则A．B两点线速度大小比为_______，角速度之比为_____.C点到圆心距离为该轮半径的，则B．C两点向心加速度之比为______.  10．
如图所示，是自行车传动结构的示意图。假设脚踏板连接的大齿轮t秒内转n圈。已知大齿轮的半径为r1，小齿轮的半径为r2，后轮的半径为r3，请根据已知的物理量推导出自行车前进速度V的表达式为:V=____________11．
如图所示的传动装置中，B．C两轮固定在一起绕同一转轴转动，A．B两轮用皮带传动，三轮半径关系为rA＝rC＝2rB.若皮带不打滑，则A．B．C轮边缘的a．b．c三点的角速度之比为 _________；线速度之比为 _______．加速度之比_____________ 。12．
甲．乙两物体都做匀速圆周运动，其转动半径之比为1∶2，在相等的时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们的角速度之比为________，线速度之比为________，周期之比为________．13．
如图所示为一皮带传动装置，在传动过程中皮带不打滑。a．b分别是小齿轮和大齿轮边缘上的点，c是大齿轮上某条半径上的中点，已知大齿轮的半径是小齿轮半径的2倍。若a点的线速度大小为v，则b点的线速度大小为________，c点的线速度大小为________。14．如下图为一圆环，其圆心为O，若以它的直径AB为轴做匀速转动，如图所示，则圆环上Q．P两点的线速度大小之比是____。若圆环的半径是20cm，绕AB轴转动的周期是0.2s，则环上Q点的向心加速度大小是_____m/s2。15．如图所示是上海锦江乐园中的“摩天轮”，它高108m，直径为98m，每次可乘坐378人，每转一圈25min。摩天轮转动时，某一轿厢内坐有一位游客，则该游客随轮一起匀速转动的周期为_____s，向心加速度大小为________________m/s2。16．
汽车的速度是72km/h，过凸桥最高点时，对桥的压力是车重的一半，将凸桥看成圆弧。则该桥的半径为______m。当车速为_______m/s，车对该桥面最高点的压力恰好为零(g=10m/s2)．17．物体做匀速圆周运动，描述物体与圆心的连线转动快慢的物理量叫做_____，描述其速度变化快慢的物理量叫做__________。18．
如图，当圆筒高速匀速旋转时，滑块能在圆筒内壁上和接触点保持相对静止，设圆筒的半径为r，滑块与筒壁间的动摩擦因数为μ，要使滑块恰好不掉下，ω的最小值为_______.
参考答案与试题解析1．【答案】  6:5:3    20  195  【解析】（1）设OA=AB=BC=r，小球运动的角速度为ω，杆BC段．AB段．OA段对球的拉力分别为F3．F2．F1根据牛顿第二定律得：对C球：F3=mω2 3r ；对B球：F2-F3=mω2？2r ；对A球：F1-F2=mω2r ；解得，F1：F2：F3=6:5:3（2）两物体在空中处于同一条竖直线上，在竖直方向上做自由落体运动，两者的距离随着时间的增大逐渐增大．当A着地时，两者在空中的距离最大．根据h=gt2得，．
则两者的最大距离△h＝h？g(t？1)2＝2000？×10×192m=195m．
2．【答案】2g；g【解析】【分析】质点刚要到达B点时，受重力和支持力，两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出加速度大小。【详解】质点刚要到达B点时，有： 根据动能定理得： 解得：；滑过B点时只受重力，加速度为：a2=g。【点睛】解决本题的关键知道质点刚要到达B点时，受重力和支持力，两个力的合力提供向心力．刚滑过B点时所受的合力为mg。
3．【答案】            【解析】 故本题答案是：(1).      (2).      (3).      (4).      (5).      (6).
4．【答案】1：2：2    1：2：4    【解析】【来源】宁夏青铜峡市高级中学2020-2021学年高一（下）期中物理试题 [1][2]A．B两轮用皮带传动，则，根据得据得B．C两轮固定在一起绕同一转轴转动，则，据得综上 ，5．【答案】  1:2;  ;【解析】原长为l的轻质弹簧,当弹簧的长度为1.5l，此时弹簧的形变量是0.5l，弹簧的长度为2l，弹簧的形变量是l，弹簧的弹力提供了向心力根据 ，所以两次做匀速圆周运动时的向心力之比为 ；根据向心力公式 则两次圆周运动的线速度之比为 故本题答案是：(1). 1:2;    (2).
6．【答案】            【解析】【来源】高中物理学业水平合格性考试复习测试卷四（匀速圆周运动) 【详解】[1]．角速度[2]．线速度[3]．向心加速度．7．【答案】    【解析】小球在竖直面内做匀速圆周运动，小球的线速度为；细绳对小球中的拉力为
8．【答案】3:3:1【解析】【详解】对于A．B两点，皮带不打滑，A和B两点线速度大小相等，故：vA：vB=1：1；对于B．C两点，B．C在同一轮上，角速度ω相同，由公式v=ωr得到线速度之比：vB：vC=rB：rC=3：1；综上得到：vA：vB：vC=3：3：1.【点睛】本题是圆周运动中典型问题，关键抓住相等量：皮带不打滑时，两轮边缘上各点的线速度大小相等；同一轮上各点的角速度相同．
9．【答案】1：1    1：2    4：1.    【解析】靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，故A．B两点的线速度相等，即：vA：vB=1：1；A的半径是B的半径的2倍，根据v=rω，知ωA：ωB=1：2.点A．C共轴转动，角速度相等，即ωA：ωC=1：1.所以ωA：ωB：ωC=1：2：1；B．C具有相同的半径，根据a=rω2，知aB：aC=4：1点睛：解决本题的关键知道靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，共轴转动的点具有相同的角速度.掌握线速度与角速度的关系，以及线速度．角速度与向心加速度的关系.10．【答案】【解析】脚踏板的角速度，则大齿轮的角速度为，因为大小齿轮的线速度相等，则有：，小齿轮和后轮的角速度相等，则线速度为【点睛】通过大小齿轮的线速度相等求出小齿轮的角速度，根据小齿轮的角速度与后轮的速度相等求出自行车的线速度。
11．【答案】  1∶2∶2  1∶1∶2  1∶2∶4【解析】A．B两轮用皮带传动，则； ，据得；据得。B．C两轮固定在一起绕同一转轴转动，则； ，据得；据得。综上， ， 点睛：同轴传动：被动轮和主动轮的中心在同一根转轴上，主动轮转动使轴转动进而带动从动轮转动，两轮等转速及角速度。皮带传动：两转轮在同一平面上，皮带绷紧与两轮相切，主动轮转动使皮带动进而使从动轮转动，两轮边缘线速度相等。
12．【答案】  4∶3  2∶3  3∶4【解析】由角速度定义式，知角速度之比等于相等时间内的角度之比，；由线速度的公式可知；由周期公式可得.【点睛】本题考查角速度．线速度．向心加速度．周期．频率和转速的关系，要求学生熟练掌握相关公式．
13．【答案】  v    v【解析】a．b两点同一皮带，所以具有相同的线速度，故b点的线速度大小也为v，b．c两点具有相同的角速度，根据 ，解得 ，所以c点的线速度大小为v故本题答案是：(1). v      (2). v点睛：切记同皮带线速度相等，同转轴角速度相等。
14．【答案】1∶    10π2    【解析】(1)[1]P．Q两点以它的直径AB为轴匀速转动，它们的角速度相同，都为ω，如下图所示，由图可知，Q点的转动半径P点的转动半径由v=ωr得(2)[2]由，代入数据解得Q点的向心加速度大小是15．【答案】1500        【解析】[1] 游客随轮一起匀速转动，每转一圈25min，即1500s，故其周期为1500s。[2] 向心加速度为16．【答案】80【解析】车在桥顶时，受到重力和桥面对车的支持力，根据重力和支持力的合力提供向心力得 又因为： 联立两式代入数据解得R=80m当压力为零时，靠重力提供向心力，则有： 解得：。点晴：汽车在桥顶，靠竖直方向上的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出圆弧形桥面的半径．当压力为零时，靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出车速的大小。
17．【答案】角速度    向心加速度    【解析】[1] 物体做匀速圆周运动时，物体与圆心的连线转过的角度与所用时间的比值叫角速度，是描述物体与圆心的连线转动快慢的物理量；[2]向心加速度是描述匀速圆周运动线速度变化快慢的物理量。18．【答案】【解析】物体恰好不沿筒壁下滑，，，，解得．