高中物理人教版第五章曲線運(yùn)動圓周運(yùn)動 第四節(jié)（高）

第4節(jié)圓周運(yùn)動（滿分100分，60分鐘完成）班級_______姓名______目的要求：1．理解線速度是物體做勻速圓周運(yùn)動的瞬時(shí)速度，理解角速度和周期的概念；2．理解勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動，會用有關(guān)公式求解簡單的線速度、角速度的大小。第Ⅰ卷(選擇題共48分)一、選擇題：本大題共6小題，每小題8分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對的得8分，對而不全得4分。選錯(cuò)或不選的得0分。1．兩個(gè)小球固定在一根長為L的桿的兩端，繞桿上的O點(diǎn)做圓周運(yùn)動，如圖1所示，當(dāng)小球1的速度為v1時(shí)，小球2的速度為v2，則轉(zhuǎn)軸O到小球1的距離是（）圖1 A． B． C． D．2．一般的轉(zhuǎn)動機(jī)械上都標(biāo)有“轉(zhuǎn)速×××r/min”，該數(shù)值是轉(zhuǎn)動機(jī)械正常工作時(shí)的轉(zhuǎn)速，不同的轉(zhuǎn)動機(jī)械上標(biāo)有的轉(zhuǎn)速一般是不同的，下列有關(guān)轉(zhuǎn)速的說法正確的是（） A．轉(zhuǎn)速越大，說明該轉(zhuǎn)動機(jī)械正常工作時(shí)轉(zhuǎn)動的頻率越小 B．轉(zhuǎn)速越大，說明該機(jī)械正常工作時(shí)轉(zhuǎn)動的線速度一定越大 C．轉(zhuǎn)速越大，說明該機(jī)械正常工作時(shí)轉(zhuǎn)動的角速度一定越大 D．轉(zhuǎn)速越大，說明該機(jī)械正常工作時(shí)轉(zhuǎn)動的周期一定越大3．如圖2所示，電視畫面每隔s更迭一幀，當(dāng)屏幕上出現(xiàn)一輛車勻速奔馳的情景時(shí)，觀眾如果注視車輛的輻條，往往會產(chǎn)生奇怪的感覺，設(shè)車上有八根對稱分布的完全相同的輻條，下列說法正確的是（）圖2 A．若在s內(nèi)，每根輻條恰好轉(zhuǎn)過360°，則觀眾覺得車輪是不動的 B．若在s內(nèi)，每根輻條恰好轉(zhuǎn)過45°，則觀眾覺得車輪是倒轉(zhuǎn)的 C．若在s內(nèi)，每根輻條恰好轉(zhuǎn)過45°，則觀眾覺得車輪是順轉(zhuǎn)的 D．若在s內(nèi)，每根輻條恰好轉(zhuǎn)過365°，則觀眾覺得車輪是倒轉(zhuǎn)的OOˊABθω圖34．如圖OOˊABθω圖3 ①A、B兩點(diǎn)的角速度相等 ②A、B兩點(diǎn)的線速度相等 ③若θ＝30o，則vA∶vB＝∶2 ④以上答案都不對 A．①③ B．①② C．①②③ D．④5．關(guān)于正常走時(shí)的手表，以下說法中正確的是() ①秒針角速度是分針角速度的60倍 ②分針角速度是時(shí)針角速度的60倍 ③秒針的周期是時(shí)針周期的1/3600 ④分針的周期是時(shí)針周期的1/12 A．①② B．③④ C．①④ D．②③6．甲、乙、丙三個(gè)物體，甲放在廣州，乙放在上海，丙放在北京，當(dāng)它們與地球一起轉(zhuǎn)動時(shí)，則下列說法中正確的是() A．ω甲最大，v乙最小 B．ω丙最小，v甲最大 C．三物的ω、T和v都相等 D．三物的ω、T一樣，v丙最小第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）OAωRCD圖4Oˊ二、填空、OAωRCD圖4Oˊ7． 如圖4所示，半徑為R的半球形光滑的碗內(nèi)，有一個(gè)質(zhì)量為m的物體A，當(dāng)碗繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，物體A在離碗底高度為h處緊貼著碗隨碗一起勻速轉(zhuǎn)動而不發(fā)生相對滑動，則碗轉(zhuǎn)動的角速度為。8．如圖5所示，電風(fēng)扇有三片均勻分布的葉片，在頻閃周期為T＝s的閃光燈照射下勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)看來三個(gè)葉片靜止不動時(shí)，葉片的轉(zhuǎn)速為r/min；當(dāng)看來有六個(gè)均勻分布的葉片時(shí)，轉(zhuǎn)速為r/min。(轉(zhuǎn)速不超過1500r/min)圖59．半徑為r和R的圓柱體靠摩擦傳動，已知R＝2r，A、B分別在小圓柱與大圓柱的邊緣上，O2C＝r，如圖6，若兩圓柱之間沒有打滑現(xiàn)象，則vA∶vB∶vC＝_____，ωA∶ωB∶ωC＝_____圖6三、計(jì)算題：本大題共2小題，計(jì)28分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。10．（12分）如圖5所示，半徑為R的水平圓板繞豎直軸做勻速圓周運(yùn)動，當(dāng)半徑OB轉(zhuǎn)到某一方向時(shí)，在圓板中心正上方h處以平行于OB方向水平拋出一小球，小球拋出時(shí)的速度及圓板轉(zhuǎn)動的角速度為多大時(shí)，小球與圓板只碰一次，且落地點(diǎn)為B?圖511．（16分）在同一水平面上有A、B兩物體，它們的質(zhì)量分別為m、M，A物體從如圖6所示的位置開始以角速度ω繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動，其軌道半徑為R.同時(shí)B物體在恒力F作用下，由靜止開始在光滑水平面上沿x軸正方向做直線運(yùn)動，如圖所示，試問：圖3（1）A物體運(yùn)動到什么位置時(shí)，它的速度可能與B物體的速度相同？（2）要使兩物體速度相同，作用在B物體上的力F應(yīng)多大？（3）當(dāng)物體速度相同時(shí)，B物體的最小位移是多少？參考答案一、選擇題：1．【答案】A【點(diǎn)撥】兩球角速度相同，所以，又因?yàn)閞1+r2＝L，兩式聯(lián)立可得r1＝。2．【答案】C【點(diǎn)撥】轉(zhuǎn)動的頻率與轉(zhuǎn)速成正比，A錯(cuò)誤；線速度，由于r不知，故B錯(cuò)誤；而，則成正比，C正確；而周期與轉(zhuǎn)速成反比，故D錯(cuò)誤。3．【答案】A【點(diǎn)撥】由于電視畫面每隔s更迭一幀，則在s內(nèi)，每根輻條恰好轉(zhuǎn)過45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°時(shí)，正好與原圖片重疊，則觀眾覺得車輪是不動的，故A正確，BC說法是錯(cuò)誤的。若在s內(nèi)每根輻條恰好轉(zhuǎn)過365°，超過一周，則給觀眾覺得車輪是順轉(zhuǎn)的，D錯(cuò)誤。4．【答案】A【點(diǎn)撥】A與B具有共同的角速度，由v＝ωR得：vB＝ωR，vA＝ωRcos30o，所以＝。5．【答案】C【點(diǎn)撥】T時(shí)＝12h，T分＝1h，T秒＝60s，所以＝，，，由ω＝得：＝＝，＝＝。6．【答案】D【點(diǎn)撥】甲、乙、丙隨地球一起自轉(zhuǎn)時(shí)，ω和T相同，因?yàn)棣豏＝v，故v丙最小，則D正確。二、填空、實(shí)驗(yàn)題：7．【答案】【點(diǎn)撥】物體A在離碗底高度為h處緊貼著碗隨碗一起勻速轉(zhuǎn)動而不發(fā)生相對滑動，故物體做勻速圓周運(yùn)動的角速度等于碗轉(zhuǎn)動的角速度，物體A做勻速圓周運(yùn)動所需向心力方向指D，則由牛頓第二定律得：，又，。8．【答案】600或1200；300或900或1500【點(diǎn)撥】由于頻閃周期為T＝s，當(dāng)看到三個(gè)葉片靜止不動時(shí)，葉片應(yīng)轉(zhuǎn)過120°、240°或360°，則其轉(zhuǎn)速為，則；當(dāng)看來有六個(gè)均勻分布的葉片時(shí)，葉片的轉(zhuǎn)過60°、180°，300°，則其轉(zhuǎn)速為，則。9．【答案】2∶2∶1；2∶1∶1【點(diǎn)撥】依題意知vA＝vB,ωB＝ωC，則根據(jù)公式有：vB∶vC＝ωB·R∶ωC·r＝2∶1，則：vA∶vB∶vC＝2∶2∶1；ωA∶ωB＝∶∶＝2∶1，則：ωA∶ωB∶ωC＝2∶1∶1。三、計(jì)算題：10．【答案】R；n【解析】球做平拋運(yùn)動的時(shí)間為t＝球落到B點(diǎn)時(shí)水平位移為R，則球拋出時(shí)的速度為v＝＝R要保證球落到B點(diǎn)，需在球做平拋運(yùn)動的時(shí)間內(nèi)使圓板轉(zhuǎn)動n圈，則圓板轉(zhuǎn)動的角速度為t＝n解得：＝（n＝1，2，……）。11．【答案】(1)A必須運(yùn)動到圓周最高點(diǎn)；(2)(n＝0，1，2……)；(3)【解析】（1）要使A、B兩物體的速度相同，A物體必須運(yùn)動到圓周最高點(diǎn)，此時(shí)兩者的速度方向都向右。（2）當(dāng)物體A第一次到達(dá)圓周最高點(diǎn)時(shí)：t1＝＝，當(dāng)物體A第二次到達(dá)圓周最高點(diǎn)時(shí)：t2＝(+1)T＝(+1)，