2019-2020年高中物理第4章勻速圓周運動第1節(jié)勻速圓周運動快慢的描述課下作業(yè)含解析魯科版必修.doc

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2019-2020年高中物理第4章勻速圓周運動第1節(jié)勻速圓周運動快慢的描述課下作業(yè)含解析魯科版必修 1．物體做勻速圓周運動時，下列說法錯誤的是(　　) A．線速度不變　　　　 B．角速度不變 C．周期不變 D．轉(zhuǎn)速不變 解析：勻速圓周運動指相等時間內(nèi)走過的弧長和轉(zhuǎn)的角度都不變，即線速度大小角速度大小都不變。T＝，ω＝2πn，線速度的方向時刻變化。 答案：A 2．做勻速圓周運動的物體(　　) A．因相等時間內(nèi)通過的弧長相等，所以線速度恒定 B．如果物體在0.1 s轉(zhuǎn)過30，則角速度為300 rad/s C．若半徑r一定，則線速度與角速度成反比 D．若半徑為r，周期為T，則線速度v＝ 解析：(1)線速度v＝，反映質(zhì)點沿圓弧運動的快慢程度，是矢量，大小恒定，方向沿圓弧切線方向在不斷地改變，故不能說v恒定。 (2)角速度ω＝，反映質(zhì)點與圓心連線轉(zhuǎn)動的快慢，國際單位為rad/s，B中ω＝ rad/s＝ rad/s。 (3)線速度與角速度的關(guān)系為v＝ωr。由該式可知，r一定時，v∝ω；v一定時，ω∝；ω一定時，v∝r。 (4)物體轉(zhuǎn)動一周的時間為T，由線速度與角速度的定義，在特殊情況下(轉(zhuǎn)一周)的線速度與角速度的表達式分別為：v＝，ω＝，也可得到v＝ωr。 答案：D 3．靜止在地球上的物體都要隨地球一起轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是(　　) A．它們的運動周期都是相同的 B．它們的線速度都是相同的 C．它們的線速度大小都是相同的 D．它們的角速度是不同的 解析： 如圖所示，地球繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，地球上所有點的周期及角速度都是相同的(除極點外)。地球表面物體做圓周運動的平面是物體所在緯度線平面，其圓心分布在整條自轉(zhuǎn)軸上，不同緯度處的物體做圓周運動的半徑是不同的，只有同一緯度上的物體轉(zhuǎn)動半徑相等，線速度的大小相等。但即使物體的線速度大小相同，方向也各不相同。 答案：A 4.為了測定子彈的飛行速度，在一根水平放置的軸桿上固定兩個薄圓盤A、B，盤A、B平行且相距2 m，軸桿的轉(zhuǎn)速為3 600 r/min，子彈穿過兩盤留下兩彈孔a、b，測得兩彈孔所在半徑的夾角θ＝30，如圖1所示。則該子彈的速度可能是(　　) A．360 m/s B．720 m/s 圖1 C．1 440 m/s D．108 m/s 解析：子彈從A盤到B盤的過程中，B盤轉(zhuǎn)過的角度θ＝2πn＋(n＝0,1,2，…)，B盤轉(zhuǎn)動的角速度ω＝＝2πf＝2πn＝2π rad/s＝120π rad/s，子彈在A、B盤間運動的時間等于B盤轉(zhuǎn)動的時間，即＝，所以v＝＝ m/s(n＝0,1,2，…)，n＝0時，v＝1 400 m/s； n＝1時，v≈110.77 m/s；n＝2時，v＝57.6 m/s；……故C正確。 答案：C 5.如圖2所示的齒輪傳動裝置中，主動輪的齒數(shù)z1＝24，從動輪的齒數(shù)z2＝8，當主動輪以角速度ω順時針轉(zhuǎn)動時，從動輪的運動情況是(　　) A．順時針轉(zhuǎn)動，周期為2π/3ω B．逆時針轉(zhuǎn)動，周期為2π/3ω C．順時針轉(zhuǎn)動，周期為6π/ω 圖2 D．逆時針轉(zhuǎn)動，周期為6π/ω 解析：主動輪順時針轉(zhuǎn)動，從動輪逆時針轉(zhuǎn)動，兩輪邊緣的線速度相等，由齒數(shù)關(guān)系知主動輪轉(zhuǎn)一周時，從動輪轉(zhuǎn)三周，故T從＝，B正確。 答案：B 6.如圖3所示，如果把鐘表上的時針、分針、秒針的運動看成勻速圓周運動，那么，從它的分針與秒針第一次重合至第二次重合，中間經(jīng)歷的時間為(　　) A. min　　　　　 B．1 min C. min D. min 圖3 解析：分針與秒針的角速度分別為ω分＝ rad/s，ω秒＝ rad/s。設(shè)兩次重合的時間間隔為Δt，因φ分＝ω分Δt，φ秒＝ω秒Δt，φ秒－φ分＝2π，得Δt＝＝ s＝ s＝ min，故C正確。 答案：C 7．某品牌電動自行車的銘牌如下： 車型：20英寸(車輪直徑：508 mm) 電池規(guī)格：36 V12 Ah(蓄電池) 整車質(zhì)量：40 kg 額定轉(zhuǎn)速：210 r/min 外形尺寸：L 1800 mmW 650 mmH 1100 mm 充電時間：2 h～8 h 電機：后輪驅(qū)動、直流永磁式電機 額定工作電壓/電流：36 V/5 A 根據(jù)此銘牌中的有關(guān)數(shù)據(jù)，可知該車的額定時速約為(　　) A．15 km/h　　　　　　　　 B．18 km/h C．20 km/h D．25 km/h 解析：v＝2πRn＝23.1450810－3 m/s≈20 km/h。 答案：C 8.兩個小球固定在一根長L的桿的兩端，繞桿的O點做圓周運動，如圖4所示。當小球1的速度為v1時，小球2的速度為v2，則轉(zhuǎn)軸O到小球2的距離是(　　) A. B. 圖4 C. D. 解析：設(shè)轉(zhuǎn)軸O到小球2的距離是L2，根據(jù)ω1＝ω2可得＝，推導可得L2＝，故B選項正確。 答案：B 9．小明同學在學習了圓周運動的知識后，設(shè)計了一個課題，名稱為：快速測量自行車的騎行速度。如圖5所示，他的設(shè)想是：通過計算腳踏板轉(zhuǎn)動的角速度，推算自行車的騎行速度。 圖5 經(jīng)過測量，他得到如下的數(shù)據(jù)： 在時間t內(nèi)腳踏板轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為N，那么腳踏板轉(zhuǎn)動的角速度是多少？要推算自行車的騎行速度，還需要測量的物理量有哪些？自行車騎行速度的計算公式？ 解析：腳踏板轉(zhuǎn)速n＝。 由轉(zhuǎn)速與角速度關(guān)系得：ω＝2πn＝2π 牙盤與腳踏板是共軸轉(zhuǎn)動，角速度相同。 牙盤與飛輪通過鏈條轉(zhuǎn)動，線速度大小相等。 飛輪與后輪共軸轉(zhuǎn)動，角速度相同。 所以為計算后輪邊緣的線速度還需測量：牙盤半徑r1、飛輪半徑r2，自行車后輪半徑R。 則有：r1ω＝r2ω飛 v＝Rω飛 代入得：v＝2πR。 答案：2π　牙盤半徑r1、飛輪半徑r2、自行車后輪半徑R　v＝2πR 10.如圖6所示，半徑為R的圓盤繞垂直于盤面的中心軸勻速轉(zhuǎn)動，在其正上方h處沿半徑OB方向水平拋出一小球，要使小球與圓盤只碰一次，且落點恰好為圓盤邊緣上的B點，求： (1)小球的初速度v的大小。 (2)圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω的大小。 解析：(1)小球做平拋運動，豎直方向有h＝gt2 圖6 則運動時間t＝ 又因為其水平方向的位移為R 所以小球的初速度v＝＝R。 (2)設(shè)在時間t內(nèi)，圓盤轉(zhuǎn)過了n周，則轉(zhuǎn)過的角度θ＝n2π，又因為θ＝ωt 故圓盤轉(zhuǎn)動的角速度 ω＝＝2nπ (n＝1,2,3，…) 答案：(1)R　(2)2nπ(n＝1,2,3，…)