1、第五章 曲线运动第四节 圆周运动A级抓基础1(多选)做匀速圆周运动的物体,下列物理量中不变的是()A速度 B速率 C周期 D转速解析:速度是矢量,匀速圆周运动的速度方向不断改变;速率、周期、转速都是标量,B、C、D正确答案:BCD2如图所示,两个小球a和b用轻杆连接,并一起在水平面内做匀速圆周运动,下列说法中正确的是()Aa球的线速度比b球的线速度小Ba球的角速度比b球的角速度小Ca球的周期比b球的周期小Da球的转速比b球的转速大解析:两个小球一起转动,周期相同,所以它们的转速、角速度都相等,B、C、D错误而由vr可知,b的线速度大于a的线速度,所以A正确答案:A3.如图所示是一个玩具陀螺A、
2、B和C是陀螺上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时,下列表述中正确的是()AA、B和C三点的线速度大小相等BA、B和C三点的角速度相等CA、B的角速度比C的大DC的线速度比A、B的大解析:A、B和C均是同一陀螺上的点,它们做圆周运动的角速度都为陀螺旋转的角速度,选项B对,选项C错;三点的运动半径关系rArBrC,据vr可知,三点的线速度关系vAvBvC,选项A、D错答案:B4.转笔是一项深受广大学生喜爱的休闲活动,如图所示,长为L的笔绕笔杆上的O点做圆周运动,当笔尖的速度为v1时,笔帽的速度为v2,则转轴O到笔帽的距离为()A. B.C. D.解析:设笔尖的转动半径为r1,笔帽的
3、转动半径为r2,则有r2Lr1,v1r1,v2(Lr1),联立解得r2L,选项D正确答案:D5.如图所示,甲、乙、丙三个齿轮的半径分别为r1、r2、r3.若甲齿轮的角速度为1,则丙齿轮的角速度为()A. B. C. D.解析:甲、乙、丙三个齿轮边缘上各点的线速度大小相等,即r11r22r33,所以3,故选项A正确答案:A6.理发店门口,常可以看到这样的标志:一个转动的圆筒,外表有彩色螺旋斜条纹我们感觉条纹在沿竖直方向运动,但实际上条纹柱在竖直方向并没有升降,这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉如图所示,假设筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带,相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离(螺距)为L,如
4、果我们观察到条纹以速度v向上运动,则圆筒的转动情况是(俯视)()A顺时针,转速nB顺时针,转速nC逆时针,转速nD逆时针,转速n解析:如果我们观察到条纹以速度v向上运动,则说明圆筒的转动从正面看是从右向左的,从上往下看应该是顺时针转动t时间内同一条纹上升高度为hvt,由题意可知vtntL,解得n,故B正确答案:B7.如图所示是自行车传动结构的示意图,其中A是半径为r1的大齿轮,B是半径为r2的小齿轮,C是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n r/s,则自行车前进的速度为()A. B.C. D.解析:前进速度即为后轮的线速度,由于同一个轮上的各点的角速度相等,同一条线上的各点的线速度相等,可得
5、1r12r2,32,又12n,v3r3,所以v.选项C正确答案:CB级提能力8如图所示, 如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速圆周运动,那么,从它的分针与秒针第一次重合至第二次重合,中间经历的时间为()A. min B1 minC. min D. min解析:分针与秒针的角速度分别为分 rad/s,秒 rad/s,设两次重合的时间间隔为t,因 分分t,秒秒t,秒分2,得t s s min,故C正确答案:C9.半径为R的大圆盘以角速度旋转,如图所示,有人站在盘边P点上随盘转动,他想用枪击中在圆盘中心的目标O,若子弹的速度为v0 ,则()A枪应瞄准目标O射去B枪应向PO的右方偏过角度射去,
6、而cos C枪应向PO的左方偏过角度射去,而tan D枪应向PO的左方偏过角度射去,而sin 解析:子弹同时参与两个运动:沿P点切线方向的速度R;沿枪口方向的匀速运动,合成的速度沿PO方向,如图所示,枪应向PO的左方偏过角度射去,且sin ,故D正确答案:D10(多选)为了测定子弹的飞行速度,在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B,A、B平行相距2 m,轴杆的转速为3 600 r/min,子弹穿过两盘留下两弹孔a、b,测得两弹孔半径的夹角是30,如图所示则该子弹的速度可能是()A360 m/s B57.6 m/sC1 440 m/s D108 m/s解析:子弹从A盘到B盘,盘转过的角度2n
7、(n0,1,2),盘转动的角速度2f2n2 rad/s120 rad/s.子弹在A、B间运动的时间等于圆盘转动的时间,即,所以v,v(n0,1,2),n0时,v1 440 m/s;n1时,v110.77 m/s;n2时,v57.6 m/s;答案:BC11如图是利用激光测转速的原理示意图,图中圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料当盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来(如图所示)(1)若图中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00102 s,则圆盘的转速为_r/s(保留三位有效数字)(
8、2)若测得圆盘直径为10.20 cm,则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为_cm(保留三位有效数字)解析:(1)由题图可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格,由题意知图中横坐标上每小格表示1.00102 s,所以圆盘转动的周期是0.22 s,则转速为4.55 r/s.(2)反光引起的电流图象在图中横坐标上每次一格,说明反光涂层的长度占圆盘周长的,所以涂层长度lD cm1.46 cm.答案:(1)4.55(2)1.4612.如图所示,小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动,当它运动到图中a点时,在圆形槽中心O点正上方h处,有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出,结果恰好在a点与A球相碰,求:(1)B球抛出时的水平初速度;(2)A球运动的线速度最小值解析:(1)小球B做平抛运动,其在水平方向上做匀速直线运动,则Rv0t.在竖直方向上做自由落体运动,则hgt2.由得v0R.(2)设相碰时,A球转了n圈,则A球的线速度vA2Rn.当n1时,其线速度有最小值,即vmin2R.答案:(1)R(2)2R