高中物理-21《怎样描述圆周运动》同步精练精析-沪科版必修2.doc

2.1怎样描述圆周运动
【学业达标训练】
1.关于匀速圆周运动的说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动是速度不变的运动
B.匀速圆周运动是变速运动
C.匀速圆周运动的线速度不变
D.匀速圆周运动的角速度不变
【解析】选B、D.匀速圆周运动速度的方向时刻改变，是一种变速运动，A错，B正确，C错.匀速圆周运动中角速度不变，D正确.
2.(2010·厦门高一检测)光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道,俯视如图2-1-6所示.一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道,小球从进入轨道直到到达螺旋形中央区的时间内,关于小球运动的角速度和线速度大小变化的说法正确的是( )

A.增大减小 B.不变不变
C.增大不变 D.减小减小

3.对于做匀速圆周运动的物体，下列说法错误的是（ ）
A.相等的时间里通过的路程相等
B.相等的时间里通过的弧长相等
C.相等的时间里发生的位移相同
D.相等的时间里转过的角度相等
【解析】选C.匀速圆周运动是在相等的时间内通过的弧长相等的圆周运动，弧长即路程，但不等于位移.弧长相等，所对应的角度也相等.故A、B、D正确，C错误.
4.静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法正确的是( )
A.它们的运动周期都是相同的
B.它们的线速度都是相同的
C.它们的运动周期都是不同的
D.它们的角速度都是不同的
【解析】选A.地球自转是以地轴为转轴的圆周运动，所以地球上各点的周期、角速度都是相同的.A对，C、D错.由于各点做圆周运动的半径不同，根据v=rω,所以各点线速度大小不一定相等，并且速度是矢量，各点速度方向也不一定相同.B错.
5.关于角速度、线速度和周期，下面说法中正确的是
( )
A.半径一定时，角速度与线速度成反比
B.半径一定时，角速度与线速度成正比
C.线速度一定时，角速度与半径成正比
D.不论半径等于多少，角速度与周期始终成反比

6.做匀速圆周运动的物体,10 s内沿半径为20 m的圆周运动100 m的路程，试求物体做匀速圆周运动的
(1)线速度的大小；（2）角速度的大小；（3）周期的大小.

【素能综合检测】
一、选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分，每小题至少一个选项正确）
1.对于做匀速圆周运动的物体,下列说法中正确的是( )
A.其转速与角速度成正比,其周期与角速度成反比
B.运动的快慢可用线速度描述,也可用角速度来描述
C.匀速圆周运动不是匀速运动,因为其轨迹是曲线
D.做匀速圆周运动的物体线速度的方向时刻在改变,角速度的方向也时刻在改变
【解析】选A、B、C.做匀速圆周运动的物体,其运动不是匀速运动而是曲线运动,速度方向时刻在改变,其运动的快慢用线速度和角速度描述转速与角速度的关系是ω=2πn,即成正比,而ω= ,即角速度与周期成反比,故A、B、C正确,匀速圆周运动的角速度大小、方向均不变,故D错.
2.电脑中用的光盘驱动器采用恒定角速度驱动光盘，光盘上凹凸不平的小坑是存贮数据的.请问激光头在何处时，电脑读取数据速度较快（ ）
A.内圈 B.外圈
C.中间位置 D.与位置无关
【解析】选B.光盘做匀速圆周运动，光盘上某点的线速度为v=ωr，ω恒定，则r越大时，v就越大，因此激光头在光盘外圈时，电脑读取数据速度比较快.
3.做匀速圆周运动的质点处于（ ）
A.平衡状态
B.不平衡状态
C速度不变的状态
D.周期不变的状态
【解析】选B、D.在匀速圆周运动中,线速度大小不变、方向时刻改变,即其加速度必不为零,故A、C均错,B正确,匀速圆周运动周期恒定不变,故D项正确.
4.由于地球的自转,则关于地球上物体的角速度、线速度的大小,以下说法正确的是( )
A.在赤道上的物体线速度最大
B.在两极上的物体线速度最大
C.赤道上物体的角速度最大
D.北京和南京的角速度大小相等
【解析】选A、D.地球在自转,地球上所有物体转动的角速度都相等.由v=ωR可知,赤道上的物体线速度最大.故A、D正确.
5.如图1所示,A、B是两个相同的齿轮,A被固定不能转动.若B齿轮绕A齿轮运动半周,到达图中的C位置,则此时B齿轮上所标出的竖直方向的箭头所指的方向是( )

A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右
【解析】选A.当B转到A的正上方时,箭头竖直向下,如图所示,此时转过了90 °,再转过90 °,此时箭头应竖直向上.

二、非选择题(本题包括3小题,共30分,要有必要的文字叙述)
6.(思维拓展题)(9分)如图2所示,直径为d的纸制圆筒,使它以角速度ω绕轴O匀速转动,然后使子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时,就在圆筒上先后留下a、b两个弹孔,已知aO、bO的夹角为 ,求子弹的速度.

7.(2010·唐山高一检测)(10分)感应测速仪将机械运动中的转动或平动的物理量转化成方波脉冲电信号.如图3所示为感应测速仪的轮轴齿轮、感应齿轮测速原理示意图,轮轴齿轮上通过n1=5个齿与感应齿轮上的n2=20个齿相咬合,每当感应齿轮的一个齿转到右侧传感器时,通过齿轮齿条的运动,对齿底和齿顶的交替运动检测,传感器输出相应的高低电平变化的方波信号，就在传感器上显示一个完整方形波信号,通过计数器测出方形波的个数为N=3 000,测得方形波频率f0=300/π Hz,若已知车轮半径R=0.5 m，且车轮转一圈,车轴的轮轴齿轮也转一圈.试求:
(1)速度计示数v;
(2)里程表显示的里程L.
解析】(1)感应齿轮的转动频率f2=f0/n2=15/π Hz
轮轴齿轮的转动频率f1=f2n2/n1=f0/n1=60/π Hz
轮轴齿轮的角速度ω1=2πf1=2πf0/n1=120

【解析】(1)感应齿轮的转动频率f2=f0/n2=15/π Hz
轮轴齿轮的转动频率f1=f2n2/n1=f0/n1=60/π Hz
轮轴齿轮的角速度
ω1=2πf1=2πf0/n1=120 rad/s
车轮的转动角速度ω3=ω1=120 rad/s
车轮的边缘线速度
v=ω3R=2πf0R/n1=60 m/s=216 km/h即速度计示数为
216 km/h.

［探究·创新］
8.(11分)图4我国物理学家葛正权于1934年测定了铋蒸汽分子的速率,实验装置的主要部分如图4所示,Q是蒸汽源,E是一个可绕中心轴(垂直于图平面)转动的空心圆筒,S1、S2、S3是平行的窄缝,整个装置放在真空中,若E不动,分子落在圆筒P处,当圆筒以角速度ω转动时,分子落在圆筒P′处,量得PP′弧长等于x,E的直径为D,已知分子从Q飞到P′所需时间比圆筒转动周期小,则这部分分子的速率是多少?

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用心 爱心 专心