2024-2025學年新教材高中物理課時分層作業(yè)四圓周運動新人教版必修第二冊

課時分層作業(yè)(四)圓周運動A級必備學問基礎練1.如圖所示，一勻速轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)盤上有兩物體A、B隨轉(zhuǎn)盤一起運動(無相對滑動)．則下列推斷正確的是()A．它們的線速度vA>vBB．它們的線速度vA＝vBC．它們的角速度ωA＝ωBD．它們的角速度ωA>ωB2．[2024·北京西城區(qū)高一期末]在如圖所示的齒輪傳動中，兩個齒輪的半徑之比為3∶5，當齒輪轉(zhuǎn)動的時候，比較小齒輪邊緣的A點和大齒輪邊緣的B點，下列說法中正確的是()A．角速度大小之比為1∶1B．角速度大小之比為5∶3C．線速度大小之比為5∶3D．線速度大小之比為3∶53．一中學生沿400米圓形跑道，跑了全長的四分之三，用時一分鐘．中學生運動的角速度大小為()A．5rad/sB．53C．π40rad/sD．π4.[2024·河南南陽六校高一下聯(lián)考](多選)如圖所示是中國古代玩具飲水鳥的示意圖，它的奇妙之處是，在鳥的面前放上一杯水，鳥就會俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口水后，鳥將圍著O點不停搖擺，一會兒它又會俯下身去，再“喝”一口水．P、Q是飲水鳥上兩點，且rPO>rQO，則在搖擺過程中()A．P點的線速度小于Q點的線速度B．P、Q兩點的角速度大小相等C．相同時間內(nèi)P、Q兩點通過的弧長相等D．P、Q兩點的線速度方向相反5.[2024·山東聊城高一下期末]如圖所示，自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣，小齒輪和后輪同軸轉(zhuǎn)動，小齒輪與大齒輪通過鏈條傳動．架起后輪，使大齒輪勻速轉(zhuǎn)動，關于圖中A、B、C三點的運動狀況，下列說法中正確的是()A．A、B、C三點的線速度大小vA>vB>vCB．A、B、C三點的線速度大小vA<vB<vCC．A、B、C三點的角速度大小ωC＝ωB>ωAD．A、B、C三點的角速度大小ωC>ωB＝ωA6．如圖所示，一般輪椅一般由輪椅架、車輪、剎車裝置等組成．車輪有大車輪和小車輪，大車輪上固定有手輪圈，手輪圈由患者干脆推動．已知大車輪、手輪圈、小車輪的半徑之比為9∶8∶1，假設輪椅在地面上做直線運動，手和手輪圈之間、車輪和地面之間都不打滑，當手推手輪圈的角速度為ω時，小車輪的角速度為()A．ωB．18C．98ωD．97.如圖所示，兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運動，在相同的時間內(nèi)，它們通過的路程之比是4∶3，運動方向變更的角度之比是3∶2，則它們()A．線速度之比為4∶3B．角速度之比為3∶4C．圓周運動的半徑之比為2∶1D．周期之比為1∶28．[2024·江蘇如皋高一期末]如圖所示，旋轉(zhuǎn)脫水拖把桿內(nèi)有一段長度為25cm的螺桿通過拖把桿下段與拖把頭接在一起，螺桿的螺距(相鄰螺紋之間的距離)d＝5cm，拖把頭的半徑為10cm，拖把桿上段相對螺桿向下運動時拖把頭就會旋轉(zhuǎn)，把拖把頭上的水甩出去．某次脫水時，拖把桿上段1s內(nèi)勻速下壓了25cm，該過程中拖把頭勻速轉(zhuǎn)動，則()A．拖把桿上段向下運動的速度為0.1πm/sB．拖把頭邊緣的線速度大小為πm/sC．拖把頭轉(zhuǎn)動的角速度為5πrad/sD．拖把頭的轉(zhuǎn)速為1r/sB級關鍵實力提升練9.[2024·重慶市高一聯(lián)考](多選)如圖所示，一位同學玩飛鏢嬉戲，圓盤最上端有一P點，飛鏢拋出時與P等高，且到P點距離為L.當飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準P點拋出的同時，圓盤繞經(jīng)過盤心O點的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動．忽視空氣阻力，重力加速度為g，若飛鏢恰好擊中P點，則()A．飛鏢擊中P點所需的時間為LB．圓盤的半徑為gC．圓盤轉(zhuǎn)動角速度的最小值為2πD．P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度可能為5πgL10.子彈以初速度v0水平向右射出，沿水平直線穿過一個正在沿逆時針方向轉(zhuǎn)動的薄壁圓筒，在圓筒上只留下一個彈孔(從A位置射入，B位置射出，如圖所示)．OA、OB之間的夾角θ＝π3，已知圓筒半徑R＝0.5m，子彈始終以v0＝60m/s的速度沿水平方向運動(不考慮重力的作用)，則圓筒的轉(zhuǎn)速可能是(A．20r/sB．60r/sC．100r/sD．140r/s11.如圖所示，小球A在半徑為R的圓形槽內(nèi)做勻速圓周運動，當它運動到圖中a點時，在圓形槽中心O點正上方h處，有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平拋出，結果恰好在a點與A球相碰，求：(1)B球拋出時的水平初速度的大?。?2)A球線速度的最小值．課時分層作業(yè)(四)圓周運動1．解析：物體在同一個轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運動時，具有相同的角速度．由v＝ωr，ωA＝ωB，RB>RA，可知：vA<vB.答案：C2．解析：齒輪傳動中兩齒輪邊緣上的點的線速度大小相等，所以A點和B點的線速度大小之比為vA∶vB＝1∶1，由v＝ωr可知ω＝eq\f(v,r)，則有ωA＝eq\f(vA,rA)，ωB＝eq\f(vB,rB)，即有eq\f(ωA,ωB)＝eq\f(vArB,vBrA)＝eq\f(rB,rA)＝eq\f(5,3)，選項B正確．答案：B3．解析：依據(jù)題意可知勻速圓周運動的弧長為s＝300m，是全長的四分之三，可知轉(zhuǎn)過的圓心角為θ＝eq\f(3,4)×2πrad＝eq\f(3,2)πrad，時間為t＝60s，由角速度的定義式ω＝eq\f(θ,t)＝eq\f(1,40)πrad/s，故A、B、D錯誤，C正確．答案：C4．解析：鳥將圍著O點不停搖擺，P、Q是飲水鳥上兩點，屬于同軸轉(zhuǎn)動，P點離O點更遠，繞O點轉(zhuǎn)動的半徑大．依據(jù)同軸轉(zhuǎn)動角速度大小相等知，P、Q兩點的角速度大小相等，故B正確；P、Q兩點的角速度大小相等，P點繞O點轉(zhuǎn)動的半徑大，依據(jù)v＝ωr知，P點的線速度較大，故A錯誤；P、Q兩點的線速度大小不同，故相同時間內(nèi)通過的弧長不相等，故C錯誤；P、Q在O點兩端，兩點的線速度方向均與桿垂直，故兩點的線速度方向相反，選項D正確．答案：BD5．解析：由題意可知大、小齒輪通過鏈條傳動，則A、B兩點線速度大小相等，即vA＝vB，小齒輪與后輪同軸轉(zhuǎn)動，B、C兩點角速度大小相等，即ωB＝ωC，又因為rB<rC，依據(jù)v＝ωr可知vB<vC，所以vA＝vB<vC，選項A、B錯誤；由于rB<rA，依據(jù)ω＝eq\f(v,r)可知ωA<ωB，所以ωA<ωB＝ωC，選項C正確，D錯誤．答案：C6．解析：手輪圈和大車輪的轉(zhuǎn)動角速度相等，都等于ω，大車輪、小車輪和地面之間不打滑，則大車輪與小車輪的線速度相等，若小車輪的半徑是r，則有v＝ω·9r＝ω′·r，小車輪的角速度為ω′＝9ω，選項D正確．答案：D7．解析：A、B在相同時間內(nèi)通過的路程之比為4∶3，依據(jù)v＝eq\f(l,t)，可得線速度之比為4∶3，故A正確；角速度ω＝eq\f(θ,t)，運動方向變更的角度等于圓周運動轉(zhuǎn)過的角度，時間相等，則角速度之比為3∶2，故B錯誤；依據(jù)v＝ωr得，圓周運動的半徑r＝eq\f(v,ω)，線速度之比為4∶3，角速度之比為3∶2，則圓周運動的半徑之比為8∶9，故C錯誤；依據(jù)T＝eq\f(2π,ω)，且角速度之比為3∶2，故周期之比為2∶3，D錯誤．答案：A8．解析：拖把桿上段向下運動的速度v桿＝eq\f(l,t)＝0.25m/s，故A錯誤；拖把桿上段1s內(nèi)勻速下壓了25cm，則轉(zhuǎn)動5圈，即拖把頭的轉(zhuǎn)速n＝5r/s，則拖把頭轉(zhuǎn)動的角速度ω＝2πn＝10πrad/s，拖把頭邊緣的線速度v＝ωR＝πm/s，故B正確，C、D錯誤．答案：B9．解析：飛鏢做平拋運動，在水平方向做勻速直線運動，則飛鏢擊中P點所需的時間為eq\f(L,v0)，選項A正確；當飛鏢擊中P點時，P點應當在圓盤的最低點，則圓盤的半徑為R＝eq\f(1,2)h＝eq\f(1,2)×eq\f(1,2)eq\f(gL2,veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)))＝eq\f(gL2,4veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)))，選項B錯誤；圓盤轉(zhuǎn)動的角速度滿意ωt＝2πn＋π(n＝0，1，2，…)，當n＝0時角速度最小，則最小值為eq\f(πv0,L)，選項C錯誤；P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度為v＝ωR＝eq\f(（2πn＋π）v0,L)·eq\f(gL2,4veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)))＝eq\f(（2πn＋π）gL,4v0)(n＝0，1，2，…)，當n＝2時，v＝eq\f(5πgL,4v0)，選項D正確．答案：AD10．解析：OA、OB之間的夾角θ＝eq\f(π,3)，所以A與B之間的距離等于R，在子彈飛行的時間內(nèi)，圓筒轉(zhuǎn)動的角度為(2n－eq\f(1,3))π(n＝1，2，3，…)，則時間t＝eq\f(（2n－\f(1,3)）π,ω)(n＝1，2，3，…)，所以子彈的速度v0＝eq\f(\x\to(AB),t)＝eq\f(R,t)＝eq\f(0.5,\f(（2n－\f(1,3)）π,ω))＝eq\f(ω,2（2n－\f(1,3)）π)(n＝1，2，3，…)，解得ω＝2(2n－eq\f(1,3))π·v0(n＝1，2，3，…)，則轉(zhuǎn)速N＝eq\f(ω,2π)＝(2n－eq\f(1,3))v0(n＝1，2，3，…).當n＝1時，N＝eq\f(5,3)×60r/s＝100r/s；當n＝2時，N＝eq\f(11,3)×60r/s＝220r/s，C選項與結論相符，選項C正確．答案：C11．解析：(1)小球B做平拋運動，其在水平方向上做勻速直線運動，則R＝v0t，在豎直方向上做自由落體運動，則h＝eq\f(1