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课后提升练(五) 圆周运动
[对应学生用书P135]
1.(多选)对于做匀速圆周运动的物体,下面说法正确的是( )
A.相等的时间里通过的路程相等
B.相等的时间里速度变化量相等
C.相等的时间里发生的位移相同
D.相等的时间里转过的角度相等
AD 解析:匀速圆周运动在相等时间内通过的弧长相等,路程相等,相等的弧长对应角度相等,A、D正确;匀速圆周运动的速率不变,但速度方向改变,所以相等的时间里速度变化量不相等,B错误;相等的弧长对应相等的弦长,所以相等的时间内位移的大小相等,但方向不同,所以相等时间内发生的位移不同,C错误。
2.(2021·江苏沭阳修远中学高一下月考)如图所示,在圆规匀速转动画圆的过程中( )
A.笔尖的速率不变
B.笔尖做的是匀速运动
C.笔尖在任意相等时间内通过的位移相等
D.笔尖在相同时间内转过的角度不同
A 解析:匀速圆周运动的速度大小不变,也就是速率不变,但速度的方向时刻改变,故A正确,B错误;做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弦长相等,但位移还要考虑方向,C错误;做匀速圆周运动的物体相同时间内转过角度相同,D错误。
3.有一棵大树将要被伐倒的时候,有经验的伐木工人就会双眼紧盯树梢,根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝哪个方向倒下,从而避免被倒下的大树砸伤。从物理知识的角度来解释,以下说法正确的是( )
A.树木开始倒下时,树梢的角速度最大,易于判断
B.树木开始倒下时,树梢的线速度最大,易于判断
C.树木开始倒下时,树梢的周期较大,易于判断
D.伐木工人的经验缺乏科学依据
B 解析:树木倒下时,各点角速度相同,树梢的运动半径最大,根据v=rω,可知树梢的线速度最大,最容易判断,B正确,A、C、D错误。
4.(2021·广东广州三校联考)如图所示是一种叫“指尖陀螺”的玩具。当陀螺绕位于中心A的转轴旋转时,陀螺上的B、C两点的周期(TB和TC)、角速度(ωB和ωC)、线速度(vB和vC)的关系正确的是( )
A.TB=TC,vB>vC B.TB=TC,vB<vC
C.ωB=ωC,vB=vC D.ωB<ωC,vB<vC
B 解析:由于是共轴转动,所以B、C两点的角速度相等,有ωB=ωC,则转动周期相等,即TB=TC,由于C的运动半径大于B的半径,由v=rω,可知C的线速度大于B的线速度,即vB<vC,故A、C、D错误,B正确。
5.(多选)电视画面上每隔 s更迭一帧,当屏幕上出现一辆车匀速奔驰的情境时,观众如果注视车辆的辐条,如图所示,往往会产生奇怪的感觉,设车上有八根对称分布的完全相同的辐条,以下说法正确的是( )
A.若在 s内,辐条转过45°,则观众觉得车轮不动
B.若在 s内,辐条转过315°,则观众觉得车轮不动
C.若在 s内,辐条转过365°,则观众觉得车轮倒转
D.若在 s内,辐条转过355°,则观众觉得车轮倒转
ABD 解析:由于车轮相隔辐条间的夹角为45°,故在 s内车轮若恰好转过45°的整数倍,即每根辐条转过的角度θ=×k(k=1,2,3,…)时,由于人的视觉暂留现象,造成人对第一幅图像与第二幅图像分辨不出来,故认为两幅图像为一幅图像(即第二幅图像刚好和第一幅图像重合),此时观众觉得车轮是不动的,所以A、B正确;当每根辐条在s内转过的角度比θ略小时,观众就会觉得车轮是倒转的,所以C错误,D正确。
6.共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点等公共服务区提供自行车的单车共享服务,是一种新型、便捷的公共交通方式。如图甲所示是某共享单车采用的无链传动系统,利用圆锥齿轮90°轴交,将动力传至后轴,驱动后轮转动。解决了传统自行车“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)。下列说法正确的是( )
A.B点与C点的角速度,ωB=ωC
B.C点与A点的线速度,vC=vA
C.B点与A点的角速度,ωB=ωA
D.A点和C点的线速度,vA=vC
B 解析:B点与C点属于齿轮传动,两点的线速度相等,即vB=vC,由于rB≠rC,所以ωB≠ωC,故A错误;A点和B点属于同轴转动,B点的角速度与A点的角速度相等,有ωB=ωA,则vC=vB=vA,B正确,C、D错误。
7.在我国南方山区有一种简易水轮机,如下图所示,从悬崖上流出的水可看作连续做平抛运动的物体,水流轨迹与下边放置的轮子边沿相切,水冲击轮子边缘上安装的挡水板,可使轮子连续转动,输出动力。当该系统工作稳定时,可近似认为水的末速度与轮子边缘的线速度相同。设水的流出点比轮轴高h=5.6 m,轮子半径R=1 m。调整轮轴O的位置,使水流与轮边缘切点相对应的