《圓周運動》拔高練習1

學而優(yōu)·教有方學而優(yōu)·教有方PAGE6PAGE76.1圓周運動培優(yōu)練習（含答案）一、單選題1．時鐘上分針的端點到轉(zhuǎn)軸的距離是時針端點到轉(zhuǎn)軸的距離的1.5倍，則（）A．分針的角速度是時針角速度的1.5倍B．分針的角速度是時針角速度的60倍C．分針端點的線速度是時針端點的線速度的18倍D．分針端點的線速度是時針端點的線速度的90倍2．關(guān)于曲線運動的規(guī)律，下列說法中正確的是（）A．勻速圓周運動是勻變速曲線運動 B．物體做曲線運動，其合力一定是變力C．物體在恒力作用下不可能做曲線運動 D．做圓周運動的物體加速度不一定總指向圓心3．某物理老師用圓規(guī)在黑板上畫圓，已知圓規(guī)腳之間的距離是25cm，該老師使圓規(guī)腳之間保持這個距離不變，用粉筆在黑板上勻速率地畫了一個圓，粉筆的線速度是2.5m/s。關(guān)于粉筆的運動，有下列說法：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)速小于2r/s；⑥轉(zhuǎn)速大于2r/s。下列選項中的結(jié)果全部正確的是（）A．①③⑤ B．②④⑥ C．②④⑤ D．①③⑥4．如圖所示，一個圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，盤面上有一個小物體隨圓盤一起做勻速圓周運動。若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為，小物體距圓盤中心距離為0.10m，則（）A．小物體的運動周期為2sB．小物體的運動周期為0.5sC．小物體的線速度大小為D．小物體的線速度大小為5．如圖裝置是自行車的傳動原理簡化圖，a、b、c分別為輪邊緣上的三點。已知。則在傳動過程中，a、b、c三個點的線速度、角速度、周期大小關(guān)系正確的是（）A．a(chǎn)、b兩點的角速度相等B．c點的線速度是a點的2倍C．b點的周期是c點的2倍D．a(chǎn)、b、c三點的線速度大小之比為1∶2∶36．如圖所示，甲、乙、丙三個齒輪的半徑分別為r1、r2、r3，并且r1＜r2＜r3。若甲齒輪的角速度為ω1，則丙齒輪的角速度為（）A． B． C． D．7．A、B分別是地球上的兩個物體，A在北緯某城市，B在赤道上某地，如圖所示。當它們隨地球自轉(zhuǎn)時，它們的角速度分別是A、B，它們的線速度大小分別是vA和vB，下列說法正確的是（）A．A=B，vA<vB B．A=B，vA>vBC．A<B，vA=vB D．A>B，vA=vB8．如圖所示，園林工人正在把一顆枯死的小樹苗掰折，已知樹苗的長度為L，該工人的兩手與樹苗的接觸位置（樹苗被掰折的過程手與樹苗接觸位置始終不變）距地面高為h，樹苗與地面的夾角為α時，該工人手水平向右的速度恰好為v，則樹苗轉(zhuǎn)動的角速度為（）A． B．C． D．9．如圖所示為某公園水輪機的示意圖，水平管中流出的水流直接沖擊到水輪機圓盤邊緣上的某小擋板時，其速度方向剛好沿圓盤邊緣切線方向，水輪機穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時的角速度為ω，圓盤的半徑為R，沖擊擋板時水流的速度是該擋板線速度的2倍，該擋板和圓盤圓心連線與水平方向夾角為30°，不計空氣阻力，則水從管口流出速度的大小為（）A． B．ωR C．2ωR D．4ωR10．如圖所示，球在水平面內(nèi)做半徑為的勻速圓周運動，為圓周運動的直徑，豎直平臺與球運動軌跡相切于點且高度為。當球運動到切點時，將球從切點正上方的A點水平拋出，重力加速度大小為，從球水平拋出開始計時，為使球在運動一周的時間內(nèi)與球相遇（球與水平面接觸后不反彈），則下列說法正確的是（）A．球在點與球相遇時，球的運動時間最短B．球在點與球相遇時，球的初始速度最小C．若球在點與球相遇，則球拋出時的速率為D．若球在點與球相遇，則球做勻速圓周運動的周期為11．家用臺式計算機上的硬磁盤的磁道和區(qū)如圖所示，某臺計算機上的硬磁盤共有9216個磁道（即9216個不同半徑的同心圓），每個磁道分8192個扇區(qū)（每扇區(qū)為圓周），每個扇區(qū)可以記錄512個字節(jié)，電動機使磁盤以7200r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，磁頭在讀、寫數(shù)據(jù)時是不動的，磁盤每轉(zhuǎn)一圈，磁頭沿半徑方向跳動一個磁道，下列選項正確的是（）A．每個字節(jié)在磁道上所占用的磁道長度都相同B．磁盤轉(zhuǎn)動的角速度是240rad/sC．一個扇區(qū)通過磁頭所用的時間為1.7×10-3sD．不計磁頭轉(zhuǎn)移磁道的時間，1s內(nèi)最多可以從一個硬盤面上讀取5.0×108個字節(jié)12．如圖，當汽車通過拱橋頂點的速度為時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐模绻蛊囋跇蛎嫘旭傊翗蝽敃r，對橋面的壓力為零，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢獮椋ǎ〢．15m/s B．20m/s C．25m/s D．30m/s二、解答題13．如圖甲所小。小強手持傘柄使雨傘繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，雨傘邊緣的雨滴被“甩出”后落到地面上，圖乙是從雨傘正上方觀察到的情形。已知雨傘半徑（雨傘邊緣到傘柄的垂直距離），雨傘邊緣離地面的高度，落到地面|的雨滴形成的圓半徑，不計空氣阻力。求該雨傘轉(zhuǎn)動的角速度約為多少？（取，，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）14．如圖為簡易水輪機截面示意圖，水管水平放置，水從管口A流出后在D處沖擊輪子邊緣的擋水板，可使輪子連續(xù)轉(zhuǎn)動，穩(wěn)定時輪子邊緣線速度與水流沖擊速度大小近似相等。已知AD豎直高度差h=0.8m，輪子邊緣的線速度v=5m/s，輪子半徑R=0.5m。不計擋水板的大小，忽略空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2，求：（1）輪子轉(zhuǎn)動角速度；（2）AD水平距離。15．如圖所示是一把濕雨傘示意圖，當雨傘繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)，雨滴跟隨雨傘做圓周運動，逐漸增大角速度，當達到一定的角速度時，傘邊緣的雨滴就會沿邊緣切線方向甩出去做平拋運動，雨傘邊緣距地面高度為H，設雨滴的質(zhì)量為m的，雨傘投影半徑為R，雨滴落地時距離中心傘柄的距離為r，不計空氣阻力，重力加速度為g，求∶（1）雨滴甩出后在空中飛行時間為多少？（2）雨滴甩出時的初速度v為多少？（3）雨滴甩出時雨傘的角速度為多少？16．如圖所示，小球P用長L=1m的細繩系著，在水平面內(nèi)繞O點做勻速圓周運動，其角速度ω=2π（rad/s）。另一質(zhì)量m=1kg的小球Q放在高出水平面h=0.8m的光滑水平槽上，槽與繩平行，槽口A點在O點正上方當小球Q受到水平恒力F作用開始運動時，小球P恰好運動到如圖所示位置，Q運動到A時，力F自然取消。（g取10m/s2），不計空氣阻力。求∶（1）若兩小球相碰，恒力F的表達式∶（用m、L、ω、h、g表示）（2）在滿足（1）條件的前提下，求Q運動到槽口的最短時間和相應的Q在槽上滑行的距離。三、填空題17．如圖所示，轉(zhuǎn)筆深受廣大中學生的喜愛．某一時刻，筆繞手指上的某一點O做勻速轉(zhuǎn)動，OA∶OB＝1∶2，設A、B線速度大小分別為vA和vB，角速度大小分別為ωA和ωB，則vA∶vB＝________，ωA∶ωB＝________。18．一人騎自行車來探究線速度與角速度的關(guān)系，他由靜止開始達到最大速度后，腳蹬踏板使大齒輪以的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，已知大齒輪直徑，小齒輪直徑，車輪直徑。運動過程中小齒輪的角速度為______，自行車的最大速度為______。19．如圖所示是某種變速自行車齒輪傳動結(jié)構(gòu)示意圖，它靠變換齒輪組合來改變行駛速度檔。圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，那么該車可變換________種不同檔位，當A與D輪組合時，兩輪的角速度之比________。20．某同學要測定物塊m與轉(zhuǎn)盤A間的動摩擦因數(shù)。他組建了如圖所示的裝置，左側(cè)轉(zhuǎn)軸過轉(zhuǎn)盤C的中心，兩者固定，右側(cè)轉(zhuǎn)軸穿過轉(zhuǎn)盤A、B的中心，三者固定，轉(zhuǎn)盤B與C間通過一根皮帶連接，皮帶與轉(zhuǎn)盤間不打滑，在轉(zhuǎn)盤A的邊緣放上物塊，不計物塊的大小，他測出轉(zhuǎn)盤B、C的半徑之比為2：1．于是他轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸上的手柄P，整個裝置轉(zhuǎn)動起來．逐漸增加手柄轉(zhuǎn)速的同時觀察物塊，發(fā)現(xiàn)當手柄P轉(zhuǎn)速達到n時，物塊恰好沿轉(zhuǎn)盤A的邊沿切線飛出．另一同學幫他測出轉(zhuǎn)盤A的半徑為R，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g。根據(jù)上面的信息，請你幫他完成下面的問題：（1）手柄P的轉(zhuǎn)速為n時，轉(zhuǎn)盤C的邊緣某點的角速度是_______；（2）手柄P的轉(zhuǎn)速為n時，物塊的角速度是_______；（3）物塊m與轉(zhuǎn)盤A間的動摩擦因數(shù)__________。學而優(yōu)·教有方學而優(yōu)·教有方PAGE14PAGE15參考答案1．C【詳解】AB．時針周期是分針周期的12倍，根據(jù)可得分針的角速度是時針角速度的12，故AB錯誤；CD．由可得故C正確，D錯誤。故選C。2．D【詳解】A．勻速圓周運動的加速度方向時刻變化，所以不是勻變速曲線運動，A錯誤；BC．物體做曲線運動，其合力不一定是變力，如平拋運動，其合力是恒力，BC錯誤；D．做勻速圓周運動的物體加速度一定總指向圓心，如果速率變化的圓周運動，其加速度不一定總指向圓心，D正確。故選D。3．C【詳解】由題意可得周期為轉(zhuǎn)速綜上可得C正確，ABD錯誤。故選C。4．C【詳解】AB．小物體的運動周期AB錯誤；CD．小物體的線速度大小C正確，D錯誤。故選C。5．C【詳解】A．a(chǎn)點與b點同線，故其線速度相等，根據(jù)由于半徑不相等，可知角速度不相等，A錯誤；B．a(chǎn)點與c點同軸，故其角速度相等，根據(jù)因為則c點的線速度是a點的3倍，B錯誤；C．a(chǎn)點與c點同軸，故其周期相等，即a點與b點同線，故其線速度相等，根據(jù)因為則b點的周期是c點的2倍，C正確；D．a(chǎn)點與b點同線，故其線速度相等，即a點與c點同軸，故其角速度相等，根據(jù)因為則則a、b、c三點的線速度大小之比為1∶1∶3，D錯誤。故選C。6．B【詳解】靠近齒輪接觸，兩輪邊緣上各點線速度大小相等，可知甲、丙兩輪邊緣上各點線速度大小相等，由丙齒輪的角速度為故選B。7．A【詳解】A與B均繞地軸做勻速圓周運動，在相同的時間轉(zhuǎn)過的角度相等，A、B角速度相等，即由角速度與線速度關(guān)系公式B的轉(zhuǎn)動半徑較大，故B的線速度較大，即故選A。8．D【詳解】把人手速度分解為垂直于樹干的速度和沿樹干的速度此時手握樹干的位置到О點距離為根據(jù)圓周運動解得故選D。9．B【詳解】沖擊擋板時水流速度為水從管口流出速度的大小為解得故選B。10．C【詳解】A．平拋時間只取決于豎直高度，高度R不變，時間均為故A錯誤；BC．平拋的初速度為時間相等，在C點相遇時，水平位移最大則初始速度最大為故B錯誤；C正確；D．在C點相遇時，b球運動半個周期，故b球做勻速圓周運動的周期為故D錯誤；故選C。11．D【詳解】A．每個磁道扇區(qū)數(shù)相同，每個扇區(qū)可記錄字節(jié)數(shù)相同，即每個磁道上可記錄字節(jié)數(shù)相同，但半徑不同，所以不同磁道上每個字節(jié)所占用的長度不同，故A錯誤；B．電動機使磁盤以7200r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，磁盤轉(zhuǎn)動的角速度是故B錯誤；C．經(jīng)過一個扇區(qū)轉(zhuǎn)過的圓心角為：，故經(jīng)過一個扇區(qū)用時為：故C錯誤；D．轉(zhuǎn)速為n=7200r/min=120r/s，則計算機在1s內(nèi)從磁盤面上讀取的字節(jié)數(shù)N=120×8192×512=5.0×108（字節(jié)）故D正確。故選D。12．B【詳解】當汽車通過拱橋頂點的速度為10m/s時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，根?jù)牛頓第二定律可得當汽車通過拱橋頂點對橋面的壓力為零時，根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立兩式可得v2=2v1=20m/s故選B。13．【詳解】雨滴被“甩出”后做平拋運動，設水平位移為，豎直方向所以幾何關(guān)系所以水平方向所以雨傘轉(zhuǎn)動的角速度14．（1）；（2）【詳解】（1）輪子邊緣的線速度為v=5m/s根據(jù)可得輪子轉(zhuǎn)動角速度（2）根據(jù)平拋運動規(guī)律又整理可得15．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）平拋運動豎直方向有則，（2）平拋運動水平方向有且則（3）雨滴甩出時雨傘的角速度為16．（1）；（2），【詳解】（1）為了保證兩球相碰，球Q從A點飛出水平射程為L，設飛出時的速度為v，則有，A在水平面上有，要使兩球相碰應有聯(lián)立解得（2）由（1）可知，k=0，Q運動到槽口的時間最短，則有最小拉力為Q在槽上滑行的距離為x，則有代入數(shù)據(jù)解得17．1：21：118．206【詳解】[1]大齒輪與小齒輪邊緣處線速度相等，有即有又因為聯(lián)立代入已知數(shù)據(jù)求得，運動過程中小齒輪的角速度為[2]自行車的最大速度即為車輪邊緣的線速度，因為車輪與小齒輪角速度相等，所以自行