新教材2024高中物理第六章圓周運(yùn)動(dòng)6.1圓周運(yùn)動(dòng)同步測(cè)試新人教版必修第二冊(cè)

第六章圓周運(yùn)動(dòng)1圓周運(yùn)動(dòng)【基礎(chǔ)鞏固】1.質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是 ()A.線速度越大,周期肯定越小B.角速度越大,周期肯定越大C.轉(zhuǎn)速越大,周期肯定越小D.圓周半徑越小,周期肯定越小答案:C2.如圖所示,轉(zhuǎn)動(dòng)的蹺蹺板上A、B兩點(diǎn)線速度大小分別為vA和vB,角速度大小分別為ωA和ωB,則 ()A.vA=vB,ωA=ωBB.vA=vB,ωA≠ωBC.vA≠vB,ωA=ωBD.vA≠vB,ωA≠ωB答案:C3.如圖所示,A、B兩點(diǎn)分別位于大、小輪的邊緣上,大輪的半徑是小輪的2倍,它們之間靠摩擦傳動(dòng),接觸面上沒有相對(duì)滑動(dòng).A、B兩點(diǎn)的線速度之比和角速度之比為 ()A.1∶11∶2 B.1∶21∶1C.1∶12∶1 D.1∶11∶1解析:A、B屬于摩擦傳動(dòng),具有相同大小的線速度,所以A、B兩點(diǎn)的線速度之比為1∶1;依據(jù)v=rω可知,線速度相等,角速度和半徑成反比,A、B兩點(diǎn)的半徑之比為2∶1,則角速度之比為1∶2,故選項(xiàng)A正確.答案:A4.如圖所示,地球可以看作一個(gè)球體,O點(diǎn)為地球球心,位于長(zhǎng)沙的物體A和位于赤道上的物體B,都隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則()A.物體的周期TA=TBB.物體的周期TA>TBC.物體的線速度大小vA>vBD.物體的角速度大小ωA<ωB答案:A5.計(jì)算機(jī)上的硬磁盤的磁道如圖所示,O點(diǎn)為磁道的圓心,同一半徑上的A、B兩點(diǎn)位于不同的磁道上,硬磁盤繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A、B兩點(diǎn) ()A.角速度大小始終不相等B.周期大小始終不相等C.線速度大小始終相等,方向始終相同D.線速度大小始終不相等,方向始終相同解析:A、B兩點(diǎn)是同軸傳動(dòng),角速度相同,依據(jù)ω=2πT可知,周期相同,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;依據(jù)v=rω知A點(diǎn)的線速度小于B答案:D6.甲、乙兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在相等時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過(guò)60°,乙轉(zhuǎn)過(guò)45°,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1∶3,則甲、乙兩快艇的線速度大小之比為()A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16解析:當(dāng)甲轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí),乙在這段時(shí)間里正好轉(zhuǎn)過(guò)45°,由角速度的定義式ω=ΔθΔt,有ω1ω2=43.轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1∶3,依據(jù)線速度與角速度的關(guān)系式v=rω可得答案:C7.一汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸每分鐘轉(zhuǎn)2400周,求:(1)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與角速度;(2)距轉(zhuǎn)軸r=0.2m的點(diǎn)的線速度.解析:(1)由于曲軸每分鐘轉(zhuǎn)2400周,周期為轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間,所以周期T=602400s=140s;依據(jù)T=2πω,可得曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω(2)已知r=0.2m,因此該點(diǎn)的線速度v=ωr=251×0.2m/s=50.2m/s.答案:(1)140s251rad/s(2)50.【拓展提高】8.老師在黑板上畫圓,圓規(guī)兩腳之間的距離是25cm,保持這個(gè)距離不變,讓粉筆在黑板上勻速畫了一個(gè)圓,粉筆的線速度是2.5m/s.關(guān)于粉筆的運(yùn)動(dòng),有下列說(shuō)法:①角速度是0.1rad/s;②角速度是10rad/s;③周期是10s;④周期是0.628s;⑤轉(zhuǎn)速是10r/s;⑥轉(zhuǎn)速是1.59r/s.下列哪個(gè)選項(xiàng)中的結(jié)果是全部正確的 ()A.①③⑤ B.②④⑥C.②④⑤ D.①③⑥解析:由題意知半徑為r=0.25m,線速度為v=2.5m/s,依據(jù)v=rω,所以角速度為ω=10rad/s,②正確;依據(jù)ω=2πT可知,周期為T=0.628s,④正確;依據(jù)n=1T,轉(zhuǎn)速為n=1.59r/s,⑥正確答案:B9.某機(jī)器的齒輪系統(tǒng)如圖所示,中間的輪叫作太陽(yáng)輪,它是主動(dòng)輪,從動(dòng)輪稱為行星輪.太陽(yáng)輪、行星輪與最外面的大輪彼此親密嚙合在一起,假如太陽(yáng)輪一周的齒數(shù)為n1,行星輪一周的齒數(shù)為n2,當(dāng)太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω時(shí),最外面的大輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 ()A.n1n1+2n2ω B.n2解析:太陽(yáng)輪、行星輪與大輪分別用A、B、C表示,由題圖可知,A與B為齒輪傳動(dòng),所以線速度大小相等,B與C也是齒輪傳動(dòng),線速度大小也相等,所以A、B、C的線速度大小是相等的.已知太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω,則行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ωB=ωn1n2,由v=ωr得ωRA=ωBRB,RARB=n1n2,由題圖可知RC=2RB+RA,A、B、C的線速度大小相同,ωRA=ωC答案:A10.(2024·廣東廣州)如圖所示為一種古老的舂米機(jī).舂米時(shí),稻谷放在石臼A中,橫梁可以繞O轉(zhuǎn)動(dòng),在橫梁前端B點(diǎn)固定一舂米錘,腳踏在橫梁另一端C點(diǎn)往下壓時(shí),舂米錘便向上抬起.然后提起腳,舂米錘就向下運(yùn)動(dòng),擊打A中的稻谷,使稻谷的殼脫落,稻谷變?yōu)榇竺?已知lOB>lOC,則在橫梁繞O轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中()A.B、C兩點(diǎn)的角速度關(guān)系滿意ωB>ωCB.B、C兩點(diǎn)的角速度關(guān)系滿意ωB<ωCC.B、C兩點(diǎn)的線速度關(guān)系滿意vB>vCD.舂米錘擊打稻谷時(shí)對(duì)稻谷的作用力大于稻谷對(duì)舂米錘的作用力解析:由題圖可知,B點(diǎn)與C點(diǎn)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng),它們的角速度相等,即ωB=ωC,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由于lOC<lOB,由v=ωr可知,B點(diǎn)的線速度大于C點(diǎn)的線速度,選項(xiàng)C正確;舂米錘對(duì)稻谷的作用力與稻谷對(duì)舂米錘的作用力是一對(duì)作用力與反作用力,二者大小相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:C11.半徑為R的水平圓盤繞過(guò)圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),A為圓盤邊緣上一點(diǎn).在O的正上方有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以初速度v水平拋出時(shí),半徑OA方向恰好與v的方向相同,如圖所示.若小球與圓盤只碰一次,且落在A點(diǎn),重力加速度為g,求小球拋出時(shí)距O的高度h以及圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小ω.解析:小球做平拋運(yùn)動(dòng)落到A點(diǎn),可知平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移大小等于圓盤半徑,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知R=vt,h=12gt2,聯(lián)立解得h=gR22v2,由題意可知t=nT=n2πω(n∈N+),解得ω=答案:gR22v22n【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.下圖是多級(jí)減速裝置的示意圖,每一級(jí)減速裝置都是由固定在同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上、繞同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的大、小兩個(gè)輪子組成,各級(jí)之間用皮帶相連.假如每級(jí)減速裝置中大輪的半徑為R=1m、小輪的半徑為r=0.5m,則當(dāng)?shù)?級(jí)的大輪外緣線速度大小為v1=80m/s時(shí),第5級(jí)的大輪外緣線速度大小是 ()A.40m/s B.20m/sC.10m/s D.5m/s解析:依據(jù)同軸傳動(dòng)角速度相等知,第一級(jí)大輪和小輪角速度相等.依據(jù)v=rω知,第一級(jí)小輪邊緣的線速度大小為v1'=12v1=40m/s;所以其次級(jí)大輪邊