沪科版 (2019)3.2 匀速圆周运动的规律复习练习题

这是一份沪科版 (2019)3.2 匀速圆周运动的规律复习练习题，共11页。
【基础】3.2匀速圆周运动的速率-1优质练习一．填空题1．
在长的细绳的一端系一小球，绳的另一端固定在水平桌面上，使小球以的速度在桌面上做匀速圆周运动，则小球运动的向心加速度__________，角速度__________．2．
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_______________.3．
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)．4．
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）5．
中国高铁的技术代表当今世界最先进的技术，最高时速可达500km/h．有一高速列车在水平面内行驶，以360km/h的速度拐弯，拐弯的半径为1km，则质量为假设50kg的乘客在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力的大小为 ________N（g取10m/s2）。6．如图所示的皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2的半径为2r，A．B．C分别为轮子边缘上的三点，设皮带不打滑，求：(1)A．B．C三点的角速度之比=_____；(2)A．B．C三点的速度大小之比vA∶vB∶vC=_____；(3)A．B．C三点的向心速度大小之比aA∶aB∶aC=_____；7．
皮带轮的结构如图，两轮的半径之比为，则两点的线速度之比为__________，这两点的角速度之比为__________．8．
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＝____  . 9．
如图所示为探究质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化关系实验时得到的图象，其中A为双曲线的一个分支．该实验使用了________法，得到A图线是控制________大小不变，研究向心加速度a与半径r的关系．得到B图线是控制_________不变，研究向心加速度a与半径r的关系．10．如图所示的皮带传动装置，左边是主动轮，右边是一个轮轴，RA：RC=1：2，RA：RB=2：3。假设在传动过程中皮带不打滑，则皮带轮边缘上的A．B．C三点的线速度之比是______；向心加速度之比是______。
 11．
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 ________12．
如图所示，一皮带传动装置，皮带与轮不打滑，左边为主动轮， 在传动中A．B．C点的线速度之比 ____________，角度之比 ________，加速度之比 ________。13．
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 ______  14．
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= ________ 。15．
人类将来要离开地球到宇宙中去生活，可以设计成如图11所示的宇宙村，它是一个圆桶形的建筑，人们生活在圆桶的内壁上．为了使人们在其中生活不致有失重感，可以让它旋转．设这个建筑的直径为200 m，那么，当它绕其中心轴转动的角速度为________时，人类感觉像生活在地球上一样(承受10 m/s2的加速度)，如果角速度超过了上述值，人们将有________(填“超重”或“矢重”)的感觉．16．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：___________．17．
如图所示地球绕地轴匀速转动，在地面上有两个点P．Q，P在赤道上，Q 的纬度是600，则它们的线速度之比为____________，加速度之比为__________。18．
如图所示，O1．O2为两皮带轮，大轮O1的半径是小轮O2的两倍，A．B分别是O1．O2轮缘上的点，当皮带轮匀速转动且皮带不打滑时，A．B两点的线速度大小之比为_____，向心加速度大小之比为_____．
参考答案与试题解析1．【答案】  8m/s  3rad/s【解析】 ①， ②，由①②得：．结合线速度公式③，得．【点睛】本题主要考查了匀速圆周运动向心力公式及线速度和角速度关系式的直接应用，
2．【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.
3．【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。
4．【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：。
5．【答案】500； 【解析】乘客随着火车做匀速圆周运动，受重力．弹力，根据牛顿第二定律，有：
Ny=mg=50×10=500N     
Nx=m=500N     
故火车给乘客的作用力的大小为：
6．【答案】2：2：1    3：1：1    6：2：1    【解析】【来源】内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗第一中学2019-2020学年高一（下)第一次月考物理试题 【分析】【详解】(1)[1] A．B共轴转动，角速度相等，B．C两点传送带传动，则线速度大小相等，根据知，，所以。(2)[2] A．B共轴转动，角速度相等，B．C两点传送带传动，则线速度大小相等。(3)[3] 向心加速度：，所以。7．【答案】  1:1  1:2【解析】两轮通过皮带相连，线速度相同，所以． ①    ②，由①②得．【点睛】解决本题的关键掌握通过传送带传动，轮子上的点具有相同的线速度大小，共轴的点，具有相同的角速度．
8．【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
9．【答案】  控制变量；   线速度；  角速度【解析】在研究两个物理量之间关系时，要控制其他的量保持不变，这是物理上常用的方法，叫控制变量法．A为双曲线的一个分支，知A的向心加速度与半径成反比，根据根据a=v2/r知，A的线速度不变．B为过原点的倾斜直线，知B的向心加速度与半径成正比，根据a=rω2知，B的角速度不变．点睛：根据a=v2/r知，线速度不变时，向心加速度与r成反比；角速度不变时，向心加速度与r成正比．
10．【答案】1:1:2    3:2:6    【解析】【来源】北京市顺义区第二中学2020-2021学年高一（下）期中物理试题 [1][2]由图知，AC角速度相同，AB线速度相同，根据半径RA：RC=1：2RA：RB=2：3线速度为向心加速度半径之比为所以，线速度之比为向心加速度之比为11．【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
12．【答案】1:1:2；3:2;3；3:2：6；【解析】【分析】A．B两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，B．C两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同。【详解】由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故有：vA=vB，所以：vA：vB=1：1，由角速度和线速度的关系式v=ωR可得：ωA：ωB=RB：RA=3：2；由于A轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，即：ωA=ωC，故有：ωA：ωC=1：1，所以ωA：ωB：ωC=3：2：3；由角速度和线速度的关系式v=ωR可得：vA：vC=RA：RC=1：2，所以：vA：vB：vC=1：1：2；根据an=vω；则有：aA：aB：aC=（3×1）：（2×1）：（3×2）=3：2：6。【点睛】解决传动类问题要分清是摩擦传动（包括皮带传动，链传动，齿轮传动，线速度大小相同）还是轴传动（角速度相同）。
13．【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．
14．【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).
15．【答案】  rad/s  超重【解析】【详解】要让人类感觉到像生活在地球上一样，圆环形建筑的内壁对人的支持力应相当于地面对人的支持力，即：N=mg；
设该建筑绕其中心轴转动的角速度为ω，则由牛顿定律有：N=mω2R 其中R=d/2联立解得得：
当角速度超过上述值，会出现超重状态．
【点睛】解决本题的关键能够正确地建立物理模型，知道圆环形建筑的内壁对人的支持力应相当于地面对人的支持力，结合牛顿第二定律进行求解．
16．【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 ，17．【答案】  1：2  1：2【解析】点P和点Q绕地球中心地轴匀速转动，角速度相等， P点的转动半径为R， Q两点的转动半径，根据 ，它们的线速度之比为，根据，加速度之比为【点睛】同轴传动角速度相等,然后根据判断线速度之比，根据判断加速度之比。
18．【答案】  1：1；  1：2；【解析】在皮带轮问题中要注意：同一皮带上线速度相等，同一转盘上角速度相等．在该题中，A．B两点的线速度相等，即有：vA=vB，所以A．B两点的线速度大小之比为1：1；根据a=v2/r，所以向心加速度大小之比为1：2；
点睛：本题关键抓住同缘传动边缘上的点线速度相等．同轴传动角速度相同以及线速度与向心加速度关系公式a=v2/r列式求解．