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2021《好题》快递5 圆周运动
考点一 描述圆周运动的物理量及相互关系
1.机械鼠标的正反面如图所示,鼠标中定位球的直径是2.0 cm,如果将鼠标沿直线匀速拖移12 cm需要1 s,则定位球的角速度为( )
A.eq \f(π,6) rad/s
B.eq \f(π,12) rad/s
C.12 rad/s
D.6 rad/s
【答案】C
【解析】
v=eq \f(Δs,Δt)=eq \f(0.12,1) m/s=0.12 m/s
r=1.0 cm=0.01 m
ω=eq \f(v,r)=12 rad/s.
2.一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4 m/s,转动周期为2 s,下列说法中不正确的是( )
A.角速度为0.5 rad/s
B.转速为0.5 r/s
C.运动轨迹的半径约为1.27 m
D.频率为0.5 Hz
【答案】A
【解析】
由题意知v=4 m/s,T=2 s,根据角速度与周期的关系可知ω=eq \f(2π,T)=π rad/s≈3.14 rad/s.由线速度与角速度的关系v=ωr得r=eq \f(v,ω)=eq \f(4,π) m≈1.27 m.由v=2πnr得转速n=eq \f(v,2πr)=eq \f(4,2π·\f(4,π)) r/s=0.5 r/s.又由频率与周期的关系得f=eq \f(1,T)=0.5 Hz.故A错误,符合题意.
3.家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和区如图所示,某台计算机上的硬磁盘共有9216个磁道(即9216个不同半径的同心圆),每个磁道分8192个扇区(每扇区为
圆周),每个扇区可以记录512个字节,电动机使磁盘以7200r/min的转速匀速转动,磁头在读、写数据时是不动的,磁盘每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道,下列选项正确的是( )
A.每个字节在磁道上所占用的磁道长度都相同
B.磁盘转动的角速度是240rad/s
C.一个扇区通过磁头所用的时间为1.7×10-3s
D.不计磁头转移磁道的时间,1s内最多可以从一个硬盘面上读取5.0×108个字节
【答案】D
【解析】
A.每个磁道扇区数相同,每个扇区可记录字节数相同,即每个磁道上可记录字节数相同,但半径不同,所以不同磁道上每个字节所占用的长度不同,故A错误;
B.电动机使磁盘以7200r/min的转速匀速转动,磁盘转动的角速度是
故B错误;
C.经过一个扇区转过的圆心角为:
,故经过一个扇区用时为:
故C错误;
D.转速为n=7200r/min=120r/s,则计算机在1s内从磁盘面上读取的字节数
N=120×8192×512=5.0×108(字节)
故D正确。
故选D。
4.类比是一种常用的研究方法。对于直线运动,教科书中讲解了由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法,如图所示,下列对于图线和横轴围成面积的说法,其中不正确的说法是( )
A.a-t(加速度-时间)图像面积反映速度变化量Δv
B.v-t(速度-时间)图像面积反映位移大小x
C.F-x(力-位移)图像面积反映力的功W
D.ω-r(角速度-半径)图像面积反映线速度v
【答案】D
【解析】
A.a-t(加速度-时间)图线和横轴围成的面积表示
即表示速度的改变量,故A正确;
B.v-t(速度-时间) 图线和横轴围成的面积表示
即表示位移,故B正确;
C.F-x图线和横轴围成的面积表示
即面积表示对应位移内力所做的功力F的总功,故C正确;
D.ω-r图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于ωr,即线速度;故图象与横轴围成的面积不一定等于ωr,即不一定等于线速度,故D错误。
本题选不正确的,故选D。
考点二 传动问题
5.某新型自行车,采用如图甲所示的无链传动系统,利用圆锥齿轮90°轴交,将动力传至后轴,驱动后轮转动,杜绝了传统自行车“掉链子”问题.如图乙所示是圆锥齿轮90°轴交示意图,其中A是圆锥齿轮转轴上的点,B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点,两个圆锥齿轮中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC(rA≠rB≠rC).下列有关物理量大小关系正确的是( )
A.B点与C点的角速度:ωB=ωC
B.C点与A点的线速度:vC=eq \f(rB,rA)vA
C.B点与A点的线速度:vB=eq \f(rA,rB)vA
D.A点和C点的线速度:vA=eq \f(rA,rC)vC
【答案】B
【解析】
B点与C点的线速度相等,由于rB≠rC,所以ωB≠ωC,故A错误;B点的角速度与A点的角速度相等,所以eq \f(vB,rB)=eq \f(vA,rA),即vB=eq \f(rB,rA)vA,而vC=vB,故B正确,C错误;对A、B两点由v=ωr得:eq \f(vA,vB)=eq \f(rA,rB),所以vA=eq \f(rA,rB)vB