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课时作业(5) 圆周运动
1.(多选)对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是( )
A.根据T=,线速度越大,则周期越小
B.根据T=,角速度越大,则周期越小
C.角速度越大,速度的方向变化越快
D.线速度越大,速度的方向变化越快
B [根据T=,当轨道半径一定时,才有线速度越大,周期越小,选项A错误;角速度越大,周期越小,选项B正确;根据an=ω2r,当轨道半径一定时,才有单位时间内质点与圆心的连线(圆半径)转过的角度越大,速度的方向变化越快,选项C、D错误.]
2.如图所示,翘翘板的支点位于板的中点,A、B两小孩距离支点一远一近.在翘动的某一时刻,A、B两小孩重心的线速度大小分别为vA、vB,角速度大小分别为ωA、ωB,则( )
A.vA≠vB,ωA=ωB
B.vA=vB,ωA≠ωB
C.vA=vB,ωA=ωB
D.vA≠vB,ωA≠ωB
A [因为两小孩绕同一点转动,故角速度相同,即ωA=ωB;由于两人的转动半径不等,根据v=ωr,可知vA≠vB,选项A正确.]
3.如图所示,汽车在公路上行驶一般不打滑,轮子转一周,汽车向前行驶的距离等于车轮的周长.某国产汽车的车轮半径约为30 cm,当该型号的汽车在高速公路上行驶时,驾驶员面前速度计的指针指在“120 km/h”上,可估算出该车轮的转速约为( )
A.1 000 r/s
B.1 000 r/min
C.1 000 r/h
D.2 000 r/s
B [汽车匀速行驶,t时间内行驶的路程x=vt,车轮t时间内转过的圈数N=nt,车轮上某点转动的路程x′=N·2πR,汽车在公路上行驶不打滑,故x=x′,联立解得vt=nt·2πR,有n= r/s≈17.7 r/s≈1 000 r/min,故选项B正确.]=
4.汽车转弯时,可认为前轮和后轮都做圆周运动,但它们的转弯半径不同,如图所示,若汽车外侧前轮的转弯半径为5 m,内侧后轮的转弯半径为2.7 m,外侧前轮转弯时线速度为10 m/s,则此时内侧后轮的线速度是多少?
解析 汽车转弯时,四轮有相同的角速度,根据v=ωr,可得,代入数据可得v后=5.4 m/s.=
答案 5.4 m/s
5.一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周,求:
(1)曲轴转动的周期与角速度;
(2)距转轴r=0.2 m的点的线速度的大小.
解析 (1)由于曲轴每秒钟转 s;而每转一周为2π rad,因此曲轴转动的角速度ω=2πn=2π×40 rad/s=80π rad/s.
==40(周)即n=40 r/s,则周期T=
(2)已知r=0.2 m,因此这一点的线速度大小为v=ωr=80π×0.2 m/s=16π m/s.
答案 (1) s 80π rad/s (2)16π m/s
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