2019-2020年高中物理 5.4圓周運動（探究導學課型）課時提升作業(yè) 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 5.4圓周運動（探究導學課型）課時提升作業(yè) 新人教版必修2 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標出) 1.(多選)(xx南昌高一檢測)做勻速圓周運動的物體,下列物理量中不變的 是(　　) A.速度　　　B.速率　　　C.角速度　　　D.轉(zhuǎn)速 【解析】選B、C、D。速度是矢量,勻速圓周運動的速度方向不斷改變;速率、轉(zhuǎn)速都是標量,勻速圓周運動的速率、轉(zhuǎn)速不變;角速度是矢量,在中學階段不討論角速度的方向,角速度方向不變。綜上,B、C、D正確。 【總結(jié)提升】勻速圓周運動的特點 (1)“變”與“不變”:描述勻速圓周運動的四個物理量中,角速度、周期和轉(zhuǎn)速恒定不變,線速度是變化的。 (2)性質(zhì):勻速圓周運動中的“勻速”不同于勻速直線運動中的“勻速”,這里的“勻速”是“勻速率”的意思,勻速圓周運動是變速運動。 2.(多選)(xx徐州高一檢測)2013年12月27日,北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)一周年。假設(shè)北斗導航衛(wèi)星做勻速圓周運動,共運行了n周,起始時刻為t1,結(jié)束時刻為t2,運行速度為v,半徑為r,則計算其運行周期可用(　　) A.T= B.T= C.T= D.T= 【解析】選A、C。周期為轉(zhuǎn)一圈所用的時間,等于轉(zhuǎn)一圈的弧長與線速度的比值,也等于轉(zhuǎn)一圈的角度與角速度的比值。 3.(xx汕頭高一檢測)如圖所示,兩個小球a和b用輕桿連接,并一起在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,下列說法中正確的是(　　) A.a球的線速度比b球的線速度小 B.a球的角速度比b球的角速度小 C.a球的周期比b球的周期小 D.a球的轉(zhuǎn)速比b球的轉(zhuǎn)速大 【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點: (1)桿上各點的角速度相等,即ω1=ω2。 (2)根據(jù)公式v=ωr,T=,n=分析v、T、n。 【解析】選A。兩個小球一起轉(zhuǎn)動,周期相同,所以它們的轉(zhuǎn)速、角速度都相等,B、C、D錯誤。而由v=ωr可知,b的線速度大于a的線速度,所以A正確。 4.(多選)如圖所示,一個勻速轉(zhuǎn)動的半徑為r的水平圓盤上放著兩個木塊M和N,木塊M放在圓盤的邊緣處,木塊N放在離圓心r的地方,它們都隨圓盤一起運動。比較兩木塊的線速度和角速度,下列說法中正確的是(　　) A.兩木塊的線速度相等 B.兩木塊的角速度相等 C.M的線速度是N的線速度的3倍 D.M的角速度是N的角速度的3倍 【解析】選B、C。由傳動裝置特點知,M、N兩木塊有相同的角速度,又由v=ωr知,因rN=r,rM=r,故木塊M的線速度是木塊N線速度的3倍,選項B、C正確。 5.(xx成都高一檢測)變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度。如圖是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)示意圖,圖中A輪有48齒,B輪有42齒,C輪有18齒,D輪有12齒,則(　　) A.該車可變換兩種不同擋位 B.該車可變換五種不同擋位 C.當A輪與D輪組合時,兩輪的角速度之比ωA∶ωD=1∶4 D.當A輪與D輪組合時,兩輪的角速度之比ωA∶ωD=4∶1 【解析】選C。由題意知,A輪通過鏈條分別與C、D連接,自行車可有兩種速度,B輪分別與C、D連接,又可有兩種速度,所以該車可變換四種擋位;當A與D組合時,兩輪邊緣線速度大小相等,A轉(zhuǎn)一圈,D轉(zhuǎn)4圈,即=,選項C對。 【變式訓練】如圖是自行車傳動結(jié)構(gòu)的示意圖,其中Ⅰ是半徑為r1的大齒輪,Ⅱ是半徑為r2的小齒輪,Ⅲ是半徑為r3的后輪,假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n,則自行車前進的速度為(　　) A. B. C. D. 【解析】選A。齒輪Ⅰ的角速度ω1=2nπ,由于齒輪Ⅰ、Ⅱ的線速度相等,故==,ω2=ω1=2nπ。而后輪與齒輪Ⅱ的角速度相等,故后輪邊緣的線速度v3=ω3r3=ω2r3=,該速度等于自行車前進的速度,A選項正確。 二、非選擇題(15分) 6.(xx廈門高一檢測)如圖所示,一雨傘邊緣的圓周半徑為r,距地面高為h,當雨傘在水平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,雨滴從傘邊緣甩出,這些雨滴在地面形成一個圓,則此圓的半徑R為多少? 【解析】甩出的雨滴沿傘邊緣飛出做平拋運動,其速度v0=ωr,平拋下落的時間為t=;水平位移x=v0t。由圖可知,甩出的雨滴落地形成的圓半徑為 R===r。 答案:r 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號后標出) 1.(多選)(xx綿陽高一檢測)對于物體做勻速圓周運動,下列說法中正確的 是(　　) A.其轉(zhuǎn)速與角速度成正比,其周期與角速度成反比 B.運動的快慢可用線速度描述,也可用角速度來描述 C.勻速圓周運動不是勻速運動,因為其軌跡是曲線 D.做勻速圓周運動的物體線速度的方向時刻都在改變,角速度的方向也時刻都在改變 【解析】選A、B、C。由公式ω==2πn可知,選項A正確。線速度和角速度都可以描述勻速圓周運動的快慢,所以選項B正確。勻速圓周運動的軌跡為曲線,所以速度方向時刻在改變,即為變速運動,但角速度的大小和方向都不變,所以選項C正確,選項D錯誤。 2.關(guān)于勻速圓周運動的線速度v、角速度ω和半徑r,下列說法正確的是(　　) A.若r一定,則v與ω成正比 B.若r一定,則v與ω成反比 C.若ω一定,則v與r成反比 D.若v一定,則ω與r成正比 【解析】選A。根據(jù)v=ωr知,若r一定,則v與ω成正比;若ω一定,則v與r成正比;若v一定,則ω與r成反比。故只有選項A正確。 3.某品牌電動自行車的銘牌如下: 車型:20英寸 電池規(guī)格:36V 車輪直徑:508mm 12Ah(蓄電池) 整車質(zhì)量:40kg 額定轉(zhuǎn)速:210r/min 外形尺寸: L1 800mmW650mm H1100mm 充電時間:2～8h 電機:后輪驅(qū)動、 直流永磁式電機 額定工作電壓/電流: 36V/5A 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】選C。由表中數(shù)據(jù)可知車輪半徑r=254mm=0.254m,車輪額定轉(zhuǎn)速n=210r/min=r/s,據(jù)ω=2πn,且v=ωr可得v=2πnr=5.58m/s=20.1 km/h。 【變式訓練】甲、乙兩物體都做勻速圓周運動,其質(zhì)量之比為1∶2,轉(zhuǎn)動半徑之比為1∶2,在相等時間里甲轉(zhuǎn)過60,乙轉(zhuǎn)過45,則它們的線速度之比 為(　　) A.1∶4　　　B.2∶3　　　C.4∶9　　　D.9∶16 【解析】選B。由題意知甲、乙兩物體的角速度之比ω1∶ω2=60∶45=4∶3,故兩物體的線速度之比v1∶v2=ω1r∶ω22r=2∶3,B項正確。 4.如圖所示,A、B是兩個摩擦傳動的靠背輪,A是主動輪,B是從動輪,它們的半徑RA=2RB,a和b兩點在輪的邊緣,c和d在各輪半徑的中點,下列判斷正確的是(　　) A.va=2vb　　B.ωb=2ωa　　C.vc=va　　D.ωb=ωc 【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點: (1)a、b兩點是輪子邊緣上的點,線速度大小相同。 (2)a、c兩點是同一輪子上的兩點,角速度相同。 【解析】選B。由于A、B兩輪之間通過摩擦傳動,故A、B兩輪的邊緣的線速度大小相同,故va=vb,故A錯誤。根據(jù)v=ωR可得ωaRA=ωbRB,ωa∶ωb=RB∶RA=1∶2,即ωb=2ωa,又由于a與c在同一個圓上,故ωa=ωc,則ωb=2ωc,由v=ωR得 va∶vc=2∶1,即va=2vc,故B正確,C、D錯誤。 【總結(jié)提升】求解傳動問題的方法 (1)分清傳動特點:傳動問題是圓周運動中一種常見題型,常見的傳動裝置有如下特點: ①皮帶傳動(輪子邊緣的線速度大小相等); ②同軸傳動(各點角速度相等); ③齒輪傳動(相接觸兩個輪子邊緣的線速度大小相等)。 (2)確定半徑關(guān)系:根據(jù)裝置中各點位置確定半徑關(guān)系或根據(jù)題意確定半徑關(guān)系。 (3)用“通式”表達比例關(guān)系。 ①繞同一軸轉(zhuǎn)動的各點角速度ω、轉(zhuǎn)速n和周期T相等,而各點的線速度v=ωr,即v∝r; ②在皮帶不打滑的情況下,傳動皮帶和皮帶連接的輪子邊緣各點線速度的大小相等,不打滑的摩擦傳動兩輪邊緣上各點線速度大小也相等,而角速度ω=,即ω∝; ③齒輪傳動與皮帶傳動具有相同的特點。 二、非選擇題(本題共2小題,共22分) 5.(10分)(xx濱州高一檢測)一汽車發(fā)動機的曲軸每分鐘轉(zhuǎn)2400周,求: (1)曲軸轉(zhuǎn)動的周期與角速度; (2)距轉(zhuǎn)軸r=0.2m點的線速度。 【解析】(1)由于曲軸每秒鐘轉(zhuǎn)=40(周),周期T=s;而每轉(zhuǎn)一周為2πrad,因此曲軸轉(zhuǎn)動的角速度ω=2π40rad/s=80πrad/s。 (2)已知r=0.2m,因此這一點的線速度v=ωr =80π0.2 m/s=16πm/s。 答案:(1)s　80πrad/s　(2)16πm/s 6.(12分)(xx成都高一檢測)在生產(chǎn)電纜的工廠里,生產(chǎn)好的電纜線要纏繞在滾輪上,如圖所示,已知其內(nèi)芯半徑r1=20cm,纏滿時半徑r2=80cm,且滾輪轉(zhuǎn)速不變,恒為n=30r/min,試分析: (1)滾輪的轉(zhuǎn)動方向如何? (2)電纜線纏繞的最大、最小速度是多大? (3)從開始纏繞到纏滿所用時間為t,則從開始纏繞到纏繞長度為纏滿時電纜長度的一半時,所用時間為嗎?為什么? 【解析】(1)從題圖可知滾輪的轉(zhuǎn)動方向為逆時針。 (2)開始纏繞時速度最小:v小=ωr1 其中ω=2πn=2πrad/s=πrad/s v小=ωr1=π0.2 m/s=0.2πm/s 纏滿時速度最大:v大=ωr2=π0.8 m/s=0.8πm/s (3)由于電纜線的纏繞速度逐漸增大,因此從開始纏繞到纏繞長度為電纜長度一半時所用時間要大于。 答案:(1)逆時針　(2)0.8πm/s　0.2πm/s　(3)見解析