第21講圓周運(yùn)動(dòng)之傳動(dòng)模型（原卷版）

第21講圓周運(yùn)動(dòng)之傳動(dòng)模型1．（上海高考）以A、B為軸的圓盤，A以線速度v轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)B轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)則（）A．A、B轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，周期不同B．A、B轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同，周期不同C．A、B轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，周期相同D．A、B轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同，周期相同知識(shí)回顧1．常見(jiàn)的三種傳動(dòng)方式及特點(diǎn)(1)皮帶傳動(dòng)：如圖甲、乙所示，皮帶與兩輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB。(2)摩擦(齒輪)傳動(dòng)：如圖丙所示，兩輪邊緣接觸，接觸點(diǎn)無(wú)打滑現(xiàn)象時(shí)，兩輪邊緣線速度大小相等，即vA＝vB。(3)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)：如圖丁所示，兩輪固定在一起繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小相等，即ωA＝ωB。2.解決傳動(dòng)問(wèn)題的關(guān)鍵(1)確定屬于哪類傳動(dòng)方式，抓住傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)。①同軸轉(zhuǎn)動(dòng)：固定在一起共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上各點(diǎn)角速度相同；②皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)：齒輪傳動(dòng)和不打滑的摩擦(皮帶)傳動(dòng)的兩輪邊緣上各點(diǎn)線速度大小相等。(2)結(jié)合公式v＝ωr，v一定時(shí)ω與r成反比，ω一定時(shí)v與r成正比，判定各點(diǎn)v、ω的比例關(guān)系。若判定向心加速度an的比例關(guān)系，可巧用an＝ωv這一規(guī)律。二、例題精析例1．如圖所示，拖拉機(jī)后輪的半徑是前輪半徑的兩倍，A和B是前輪和后輪邊緣上的點(diǎn)，若拖拉機(jī)行進(jìn)時(shí)車輪沒(méi)有打滑，則（）A．兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的周期相等B．兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速相等C．A點(diǎn)和B點(diǎn)的線速度大小之比為1：2D．A點(diǎn)和B點(diǎn)的向心加速度大小之比為2：1例2．如圖所示，某齒輪傳動(dòng)機(jī)械中的三個(gè)齒輪的半徑之比為3：5：9，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，小齒輪邊緣的P點(diǎn)和大齒輪邊緣的Q點(diǎn)的線速度大小之比和周期之比分別為（）A．3：1；1：3B．3：1；3：1C．1：1；1：3D．1：1；3：1例3．在如圖所示的裝置中，甲、乙屬于同軸傳動(dòng)，乙、丙屬于皮帶傳動(dòng)（皮帶與輪不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)），A、B、C分別是三個(gè)輪邊緣上的點(diǎn)，設(shè)甲、乙、丙三輪的半徑分別是R甲、R乙和R丙，且R甲＝2R乙＝R丙，如果三點(diǎn)的線速度分別為vA，vB，vC三點(diǎn)的周期分別為TA，TB，TC，向心加速度分別為aA，aB，aC，則下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)A：aB＝1：2B．a(chǎn)A：aB＝1：4C．vA：vC＝1：4D．TA：TC＝1：2例4．如圖所示是利用兩個(gè)大小不同的齒輪來(lái)達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖。已知大齒輪的齒數(shù)為48個(gè)，小齒輪的齒數(shù)為16個(gè)，后輪直徑約為小齒輪直徑的10倍．假設(shè)腳踏板在1s內(nèi)轉(zhuǎn)1圈，下列說(shuō)法正確的是（）A．小齒輪在1s內(nèi)也轉(zhuǎn)1圈B．大齒輪邊緣與小齒輪邊緣的線速度之比為3：1C．后輪與小齒輪的角速度之比為10：1D．后輪邊緣與大齒輪邊緣的線速度之比為10：1三、舉一反三，鞏固提高如圖為某一皮帶傳動(dòng)裝置。主動(dòng)輪M的半徑為r1，從動(dòng)輪N的半徑為r2。已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n1，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑。下列說(shuō)法正確的是（）A．從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B．從動(dòng)輪的角速度大小為2πC．從動(dòng)輪邊緣線速度大小為rD．從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為r曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其功用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)汽車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，活塞可沿水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，曲軸可繞固定的O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿兩端分別連接曲軸上的A點(diǎn)和活塞上的B點(diǎn)，若曲軸繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A．活塞做水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)OA與AB垂直時(shí)，A點(diǎn)與B點(diǎn)的速度大小相等C．當(dāng)OA與AB共線時(shí)，A點(diǎn)與B點(diǎn)的速度大小相等D．當(dāng)OA與OB垂直時(shí)，A點(diǎn)與B點(diǎn)的速度大小相等甲圖為深圳“灣區(qū)之光”大轉(zhuǎn)輪全景圖，已知“灣區(qū)之光”摩天輪是一種轎廂自轉(zhuǎn)式摩天輪，轎廂廂體通過(guò)轎廂圓環(huán)固定在大轉(zhuǎn)輪外側(cè)，如圖乙所示，在大轉(zhuǎn)輪繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轎廂廂體也在轎廂圓環(huán)內(nèi)自轉(zhuǎn)，使得游客始終處于轎廂的最低處，與站在地面上的感覺(jué)一樣。如果大轉(zhuǎn)輪繞轉(zhuǎn)軸O順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，則轎廂廂體（）A．轎廂廂體自轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駼．轎廂廂體邊沿各點(diǎn)的線速度與大轉(zhuǎn)輪邊沿各點(diǎn)的線速度相等C．轎廂廂體自轉(zhuǎn)的周期與大轉(zhuǎn)輪的周期一樣D．丙圖中A、B兩轎廂中的觀光者受到的向心力均相同如圖為“行星傳動(dòng)示意圖”，中心“太陽(yáng)輪”的轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定，其半徑為R1，周圍四個(gè)“行星輪”的轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定，其半徑均為R2，“齒圈”的半徑為R3，其中R1＝1.5R2，A、B、C分別是“太陽(yáng)輪”、“行星輪”和“齒圈”邊緣上的點(diǎn)，齒輪傳動(dòng)過(guò)程不打滑，則A點(diǎn)與C點(diǎn)的線速度之比為，B點(diǎn)與C點(diǎn)的轉(zhuǎn)速之比為。如圖為某種混凝土攪拌機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，A輪的齒數(shù)為N1，B輪的齒數(shù)為N2。當(dāng)A輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將帶動(dòng)B輪沿方向轉(zhuǎn)動(dòng)，A輪和B輪的角速度之比為。（多選）如圖所示，為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪半徑為r，a為它邊緣上一點(diǎn)；左側(cè)是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上。若傳動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑，則（）A．a(chǎn)點(diǎn)和c點(diǎn)的線速度大小相等B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的角速度大小相等C．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的線速度大小相等D．a(chǎn)點(diǎn)和d點(diǎn)的向心加速度大小相等（多選）如圖為車牌自動(dòng)識(shí)別的直桿道閘裝置。當(dāng)汽車前端到達(dá)自動(dòng)識(shí)別線ab時(shí)，長(zhǎng)3m的直桿道閘OM開(kāi)始繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車則以a＝2m/s2的加速度勻減速剎車，車前端到達(dá)直桿處的a′b'恰好停住，用時(shí)2s，此時(shí)直桿轉(zhuǎn)過(guò)了60°。下列說(shuō)法正確的是（）A．直桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω=B．M點(diǎn)的線速度大小為v=C．汽車前端剛到達(dá)ab線時(shí)，車速大小為v0＝4m/sD．a(chǎn)b線與a′b′線間距為4m（多選）如圖所示，一輪軸可繞軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，其輪半徑R＝15cm、軸半徑r＝10cm，用輕質(zhì)繩纏繞在輪和軸上，分別在繩的下端吊起質(zhì)量m＝0.5kg、M＝2kg的物塊，將兩物塊由靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)，已知釋放后兩物塊均做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。不計(jì)輪軸的質(zhì)量和一切摩擦，取g＝10m/s2在M下降、m上升的過(guò)程中以下說(shuō)法正確的是（）A．M減少的重力勢(shì)能等于m增加的重力勢(shì)能B．M下降2.4m時(shí)的速度大小為6m/sC．M所受繩子的拉力大小為8ND．輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω與時(shí)間t的關(guān)系為ω＝50t（多選）經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”。“雙星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成，每個(gè)恒星的線度遠(yuǎn)小于兩個(gè)星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體。如圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬(wàn)有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得兩顆星之間的距離為L(zhǎng)，質(zhì)量之比為m1：m2＝3：2．則可知（）A．m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為3：2B．m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力之比為1：1C．m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為3：2D．m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度