2020-2021物理第二冊課時6.1圓周運動含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年新教材物理人教版必修第二冊課時分層作業(yè)：6.1圓周運動含解析課時分層作業(yè)（四）圓周運動(建議用時：30分鐘)◎考點一描述圓周運動的物理量1．有一質(zhì)點做勻速圓周運動，在t時間內(nèi)轉(zhuǎn)動n周，已知該質(zhì)點的運動半徑為r，則該質(zhì)點線速度的大小為()A．eq\f（2πr,nt）B．eq\f(2πrn,t)C．eq\f(nt,2πr)D．eq\f（2πt，nr）B［由運動學(xué)公式可得v＝eq\f（Δs,Δt）＝eq\f（2πrn，t)，故B正確。]2．對于做勻速圓周運動的質(zhì)點，下列說法正確的（)A．根據(jù)公式v＝ωr,可知其線速度v與半徑r成反比B．根據(jù)公式v＝ωr,可知其線速度v與半徑r成正比C．根據(jù)公式ω＝eq\f(v，r），可知其角速度ω與半徑r成反比D．根據(jù)公式ω＝2πn，可知其角速度ω與轉(zhuǎn)速n成正比D［由v＝ωr可知，只有在角速度不變的情況下，線速度v與半徑r才成正比，故A、B錯誤；由ω＝eq\f(v，r）可知，只有在線速度不變的情況下，角速度ω與半徑r才成反比，故C錯誤；由ω＝2πn可知,角速度ω與轉(zhuǎn)速n成正比,故D正確.]3．轉(zhuǎn)筆是一項深受廣大學(xué)生喜愛的休閑活動，如圖所示，長為L的筆繞筆桿上的O點做圓周運動，當(dāng)筆尖的速度為v1時，筆帽的速度為v2，則轉(zhuǎn)軸O到筆帽的距離為（)A．eq\f（v1＋v2L，v2)B．eq\f（v1＋v2L，v1)C．eq\f（v1L,v1＋v2)D．eq\f(v2L，v1＋v2)D[設(shè)筆尖的轉(zhuǎn)動半徑為r1,筆帽的轉(zhuǎn)動半徑為r2,則有r2＝L－r1，v1＝ωr1，v2＝ω（L－r1），聯(lián)立解得r2＝eq\f（v2L,v1＋v2）,故D正確。］4．如圖所示，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．eq\f(59，60)minB．1minC．eq\f（60，59)minD．eq\f(61,60）minC[分針與秒針的角速度分別為ω分＝eq\f(2π,3600）rad/s，ω秒＝eq\f(2π,60)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，由φ秒－φ分＝2π，得Δt＝eq\f(2π，ω秒－ω分）＝eq\f(2π，\f（2π,60）－\f（2π,3600)）s＝eq\f(3600,59)s＝eq\f(60,59)min,故C正確。]◎考點二三種傳動方式5．如圖所示，當(dāng)用扳手?jǐn)Q螺母時,扳手上的P、Q兩點的角速度分別為ωP和ωQ，線速度大小分別為vP和vQ，則（)A．ωP＜ωQ,vP＜vQ B．ωP＝ωQ,vP＜vQC．ωP＜ωQ，vP＝vQ D．ωP＝ωQ，vP＞vQB[由于P、Q兩點屬于同軸轉(zhuǎn)動，所以P、Q兩點的角速度是相等的，即ωP＝ωQ；同時由圖可知,Q點到螺母的距離比較大,由v＝ωr可知，Q點的線速度大，即vP＜vQ。B正確.］6．如圖所示,一偏心輪繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動，a和b是輪邊緣上的兩個點,則偏心輪轉(zhuǎn)動過程中,a、b兩點（）A．角速度大小相同B．線速度大小相同C．周期大小不同D．轉(zhuǎn)速大小不同A[同軸轉(zhuǎn)動，角速度大小相等，周期、轉(zhuǎn)速都相等，選項A正確,C、D錯誤;角速度大小相等，但轉(zhuǎn)動半徑不同，根據(jù)v＝ωr可知，線速度大小不同，選項B錯誤。］7．（多選）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．該車可變換四種不同擋位C．當(dāng)A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D．當(dāng)A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1BC［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4種擋位，故A錯誤，B正確。當(dāng)A與D組合時，兩輪邊緣線速度大小相等，A輪轉(zhuǎn)一圈,D轉(zhuǎn)4圈，即eq\f（ωA，ωD）＝eq\f(1，4)，故C正確，D錯誤。］8．如圖所示的齒輪傳動裝置中，主動輪和從動輪的齒大小相同，主動輪的齒數(shù)z1＝24，從動輪的齒數(shù)z2＝8，當(dāng)主動輪以角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時，從動輪的轉(zhuǎn)動情況是（）A．順時針轉(zhuǎn)動，周期為eq\f（2π,3ω) B．逆時針轉(zhuǎn)動，周期為eq\f(2π，3ω）C．順時針轉(zhuǎn)動，周期為eq\f（6π,ω） D．逆時針轉(zhuǎn)動，周期為eq\f(6π，ω）A［齒輪不打滑，說明接觸點線速度相等,主動輪逆時針轉(zhuǎn)動,故從動輪順時針轉(zhuǎn)動.因為齒的大小相等,主動輪的齒數(shù)z1＝24，從動輪的齒數(shù)z2＝8，故主動輪與從動輪的角速度之比eq\f（ω1,ω2)＝eq\f（z2,z1）＝eq\f（1,3)，解得從動輪的角速度ω2＝3ω1＝3ω.由ω＝eq\f（2π，T)得從動輪的周期T＝eq\f(2π,ω2）＝eq\f(2π，3ω），故A正確。]◎考點三圓周運動的周期性和多解問題9．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2m，軸桿的轉(zhuǎn)速為3600r/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°，如圖所示。則該子彈的速度可能是（）A．360m/s B．720m/sC．1440m/s D．108m/sC[子彈從A盤到B盤，B盤轉(zhuǎn)過的角度θ＝2πn＋eq\f（π，6）(n＝0，1，2,…），B盤轉(zhuǎn)動的角速度ω＝eq\f(2π，T)＝2πf＝2πn＝2π×eq\f(3600,60）rad/s＝120πrad/s，子彈在A、B盤間運動的時間等于B盤轉(zhuǎn)動的時間，即eq\f(2,v）＝eq\f(θ,ω)，所以v＝eq\f（2ω,θ）＝eq\f(1440，12n＋1）m/s(n＝0,1，2，…)，n＝0時，v＝1440m/s；n＝1時，v≈110。77m/s；n＝2時，v＝57.6m/s，C正確。］10．如圖所示,B物體放在光滑的水平地面上，在水平力F的作用下由靜止開始運動，B物體的質(zhì)量為m，同時A物體在豎直面內(nèi)由M點開始做半徑為r、角速度為ω的勻速圓周運動。求滿足使A、B速度相同的力F的取值.［解析］速度相同即大小、方向相同，B為水平向右,A一定要在最低點才能保證速度水平向右。由題意可知：當(dāng)A從M點運動到最低點時t＝nT＋eq\f（3,4)T（n＝0，1，2…)，線速度v＝ωr對于B（初速度為0）:v＝at＝eq\f(F,m)eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(nT＋\f(3,4)T））＝eq\f（F,m)eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（n＋\f（3，4）)）eq\f（2π,ω)解得：F＝