高中物理沪科版 (2019)必修 第二册3.2 匀速圆周运动的规律复习练习题

这是一份高中物理沪科版 (2019)必修 第二册3.2 匀速圆周运动的规律复习练习题，共9页。
【优选】3.2匀速圆周运动的速率-1优选练习一．填空题1．
下图中每一个轮子都有大小两轮子叠合而成，共有n个这样的轮子，用皮带逐一联系起来，当第一个轮子外缘线速度为v1时，第n个轮子的小轮边缘线速度vn′＝_________.2．如图所示皮带转动轮，大轮直径是小轮直径的2 倍，A是大轮边缘上一点，B是小轮边缘上一点， C是大轮上一点，C到圆心O1的距离等于小轮半径。 转动时皮带不打滑，则A．B两点的角速度之比ωA：ωB＝__________；B．C两点向心加速度大小之比：＝___。3．
圆周运动是_______运动，______运动必有加速度，匀速圆周运动的加速度指向________。4．
如下图所示，O1和O2是摩擦传动的两个轮子，O1是主动轮，O2是从动轮.若两轮不打滑，则对于两轮上a．b．c三点(半径比为1：2：1)，其向心加速度的比为_________5．
两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所示，AB两点的半径之比为2 : 1，CD两点的半径之比也为2 : 1，则ABCD四点的向心加速度之比为__________。6．长度1m的细绳，一端固定于光滑水平桌面上，另一端拴接一个质量为2kg的小球，若小球以4m/s的速度在桌面上做匀速圆周运动，则小球的向心加速度大小为a向＝__________m/s2，所需向心力大小为__________N．7．
自行车的大齿轮．小齿轮．后轮三个轮子的半径不一样,它们的边缘有三个点.如果把自行车后轮架离地面,沿逆时针方向转动脚蹬, 三点分别做半径为的圆周运动时,向心加速之比_______________.8．
如图所示，一个水平匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴匀速转动，角速度是4rad/s，盘面上离转轴距离0.1m处有一质量为0.1kg的小物体能随盘一起转动．则小物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小为_____N．若小物体与盘面间的动摩擦因数为0.64（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），要使小物体与圆盘始终保持相对静止．则转盘转动的角速度ω的最大值是_____rad/s（g取10m/s2）9．
一物体做匀速圆周运动，半径为50 cm，角速度为10 rad/s，则物体运动的线速度大小为________ m/s，向心加速度大小为________ m/s2.10．
如图所示，A．B用皮带传动，皮带不打滑，A．B轮的半径之比为1：2，A．B轮边缘上的点线速度之比________;A．B轮边缘上的点角速度之比___________。11．
如图，长为1m的轻杆OA可绕O处铰链在竖直平面内转动，质量均为1kg的小球固定在A．B两处，B为杆的中点。若杆在水平位置由静止起开始自由转动，不计阻力，转动30°角时B球的速度为______m/s，此过程中杆对A球做的功为______J。12．判断下列说法的正误。（1）做匀速圆周运动的物体的加速度一定不为0；（____）（2）做匀速圆周运动的物体加速度始终不变；（____）（3）匀速圆周运动是匀变速运动；（____）（4）匀速圆周运动的向心加速度的方向时刻指向圆心，大小不变；（____）（5）根据知向心加速度an与半径r成反比；（____）（6）根据an=ω2r知向心加速度an与半径r成正比。（____） 13．
如图所示。一个圆环以竖直直径AB为轴匀速转动，则环上M．N两点的角速度之比ωM∶ωN＝__________  。周期之比TM∶TN＝________，线速度之比vM∶vN＝____  . 14．
质量为m的飞机，以速度v在水平面上做半径为R的匀速圆周运动，空气对飞机的作用力的大小等于 ______  15．
一物体在水平面内沿半径 R = 20cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v = 0.2m/s ，那么，它的角速度______rad/s，它的频率___HZ，它的周期为______s，它的转速为_____r/s，它的向心加速度为______m/s2。16．
如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为，是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径是，小轮的半径为．点在小轮上，到小轮中心的距离为．点和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．．三点的角速度之比为__________，向心加速度之比为__________．17．
如图所示，一部机器由电动机带动，机器上皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍，皮带与两轮之间不发生滑动，已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为。（1）电动机皮带轮与机器皮带轮的转速比=__________；（2）A点位于机器皮带轮半径的中点，A点的向心加速度是_________。18．
甲．乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为1：2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为 ________
参考答案与试题解析1．【答案】【解析】【详解】同轴转动装置各点的角速度相等，；没有打滑的皮带传动装置，轮子边缘上各点线速度大小相等，；根据线速度公式，当角速度一定时，线速度与半径成正比，，以此类推可得出．【点睛】本题要掌握没有打滑的皮带传动，两轮轮缘上各点的线速度大小相等；同轴转动的各点的角速度相等．这两点是解决传动问题的重要依据．
2．【答案】    (1). 1:2;    (2). 4:1【解析】A．B两点的线速度相等，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． 3．【答案】  变速  变速  圆心【解析】圆周运动的速度方向时刻在改变，故圆周运动是变速运动，由于速度时刻发生变化，即变速运动必有加速度，匀速圆周运动的加速度指向圆心。点睛：本题考查圆周运动的相关知识，在学习的过程中加强记忆理解。
4．【答案】4：2：1【解析】【详解】b．c共轴转动，角速度相等，a．b两点靠传送带传动，线速度大小相等；根据an=rω2，b．b的向心加速度之比为：ab：ac=2：1；根据an=v2/r，a．b的向心加速度之比为：aa：ab=2：1；则三点的向心加速度之比为4：2：1【点睛】解决本题的知道共轴转动的点，角速度相等，靠传送带传动轮子边缘上的点，线速度相等．
5．【答案】2：1：8：4【解析】皮带不打滑，A和D两点线速度大小相等，由公式v=ωr，得到：ωA：ωD：=rD：rA=1：2．
A．B；C．D在同一轮上，角速度相同，所以ωA：ωB：ωC：ωD=1：1：2：2；所以线速度之比为：vA：vB：vC：vD=2：1：4：2；根据an=vω得：向心加速度之比为aA：aB：aC：aD=2：1：8：4．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．
6．【答案】    (1). 16    (2). 32【解析】已知圆周运动的半径r=1m，线速度v=4m/s，则小球的加速度大小为：，根据牛顿第二定律，所需向心力大小为得：Fn=man=2×16=32N。 7．【答案】 ;【解析】设A点的线速度为v，则；B点的线速度等于A点线速度，则；C点的线速度为，则；则 点睛；此题的关键是知道同缘转动中线速度相同，同轴转动中角速度相同；知道向心加速度的表达式即可解答.
8．【答案】  0.16N  8 【解析】小物体所受的向心力为：根据最大静摩擦力提供向心力有：μmg=mrωm2解得：。
9．【答案】  5  50【解析】根据线速度 和角速度的关系式，可得；而据向心加速度.【点睛】本题关键是记住两个公式：线速度与角速度关系公式v=ωR；向心加速度的定义公式．
10．【答案】  1:1  2:1【解析】点A和点B靠皮带传动，具有相同的线速度大小，根据v=rω，知A的角速度是B的2倍，A．B两点的角速度之比为2：1；点睛：解决本题的关键掌握靠摩擦或皮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，基础题目．
11．【答案】，1【解析】试题分析：A．B及轻杆组成的系统机械能守恒，有,可得,；对A应用动能定理得：,解得：。考点：动能定理．机械能守恒定律．线速度与角速度的关系。
12．【答案】对    错    错    对    错    错    【解析】略13．【答案】  1:1  1:1  【解析】圆环匀速转动时，圆环上M．N两点角速度和周期都是相同的，所以角速度之比为1：1，周期之比也是1：1根据 可知线速度 故答案为：1：1 ；  1：1 ； 点睛：熟练掌握匀速圆周运动的线速度．角速度．周期．转速．向心加速度之间的关系是解本题的关键，正确求出M．N两点的半径，即即可求解本题
14．【答案】【解析】【详解】根据牛顿第二定律有：F合＝m 
根据平行四边形定则，如图。空气对飞机的作用力．
15．【答案】1；；2；；0.2【解析】【分析】根据线速度与角速度的关系式v=rω求出角速度的大小，根据求出周期的大小。【详解】由角速度与线速度的关系式得：；由公式得：；由公式；由频率与转速的物理意义相同，所以转速为；由公式。【点睛】对于圆周运动的物理量，需掌握线速度与角速度．周期．向心加速度之间的关系，并能灵活运用。
16．【答案】  ，   ．【解析】由图可知，a．c两点的线速度相等，va=vc；b．c．d三点角速度相等，根据，大轮半径为，小轮半径为．所以vd=2vc；vb=vc/2；va：vb：vd=2:1:4；由图可知，由得：aa：ab：ad=．
17．【答案】    0.05【解析】两轮边缘上的点线速度相等，则r1ω1=r2ω2，即r1n1=r2n2，从而；n1：n2=3：1；机器皮带轮边缘上各点的角速度相等，根据a=ω2r可知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为：a1=r2ω2，aA=ω2，则a1：aA=2：1，故aA=0.05m/s2
点睛：本题要紧扣隐含条件：共轴的角速度是相同的；同一传动装置接触边缘的线速度大小是相等的．以此作为突破口；同时能掌握线速度．角速度与半径之间的关系.
18．【答案】4：9【解析】【详解】相同时间里甲转过60°角，乙转过45°角，根据角速度定义可知：ω1：ω2=4：3；由题意：r1：r2=1：2；m1：m2=1：2；
根据公式式F向=mω2r
F1：F2=m1ω12r1：m2ω22r2=4：9