(普查练习)第8课 圆周运动-【提分宝典】2024版新高考物理一轮全考点普查随堂课后练

第8课 圆周运动 普查与练习8 圆周运动 1．圆周运动的描述、理解匀速圆周运动 a．实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 (1)(2024汇编题，8分)在探究向心力的大小与半径、质量、角速度关系的实验中，用到的向心力演示器如图所示。 变速塔轮2和3通过皮带相连，两塔轮均有上中下三层，按自上到下的顺序一一对应，两侧各层半径之比分别为1∶1、2∶1、3∶1。匀速转动手柄1可以使带刻度的长臂4和短臂5随之匀速转动，臂上的槽内小球也随着做匀速圆周运动。小球做匀速圆周运动所需的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，长臂的两个挡板下端由金属丝相连。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。已知测力套筒的弹簧相同，根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力大小的比值。 ①现将小球分别放在两臂的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，下列做法正确的是____________。 A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验 B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验 C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验 D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验 ②在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是____________。 ③若将皮带连在左右塔轮的中间一层，将质量相等的两球分别置于短臂外端和长臂的中间位置，匀速转动手柄1，则通过计算得出左右标尺8上露出的红白标记数之比约为____________。 ④若将皮带连在左右塔轮的最上层，将质量相等的两球分别置于短臂外端和长臂外端，这是为了探究向心力大小与________的关系。 答案：①A(2分)　②控制变量法(2分) ③1∶4(2分)　④半径(2分) 解析：①要探究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和运动半径不变，故A项正确，B项、C项、D项均错误。 ②探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，需要采用控制变量法。 ③设皮带连接的左右塔轮半径分别为r1和r2，左右塔轮的角速度分别为ω1和ω2，已知左右塔轮边缘的线速度大小相等，将皮带连在左右塔轮的中间一层，塔轮半径之比为2∶1，根据v＝ωr可得，ω1∶ω2＝1∶2；已知m、r相等，根据F＝mω2r可得F1∶F2＝ω∶ω＝1∶4。 ④小球的质量相同，角速度相同，运动半径不同，可以探究向心力大小与半径的关系。 b．根据v、ω、T和a之间的关系求解圆周运动的各物理量 (2)(多选)(2024改编题，4分)如图所示为“行星减速机”的工作原理图。“行星架”为固定件，中心“太阳轮”为从动件，其半径为RA，周围四个“行星轮”的半径为RB，“齿圈”为主动件，其中RA＝2RB。A、B、C分别是“太阳轮”“行星轮”“齿圈”边缘上的点。则齿圈匀速转动时(　　) A．A点与B点的角速度相同 B．A点与C点的线速度大小相同 C．A点与B点的周期之比为2∶1 D．A点与C点的转速之比为2∶1 答案：BCD 解析：由题意可知，A、B、C三点的线速度大小相等，故B项正确。RA＝2RB，由图可知RC＝4RB，根据v＝ωr，可知A、B、C三点的角速度大小关系为ωC＝ωB，ωA＝ωB，故A项错误。根据周期与角速度关系T＝，可知A点与B点的周期之比TA∶TB＝ωB∶ωA＝2∶1，故C项正确。根据转速与角速度关系ω＝2πn，可知A、C两点的转速之比nA∶nC＝ωA∶ωC＝2∶1，故D项正确。 (3)(2024改编题，3分)如图所示，为一皮带传动装置，右轮半径为r，a为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑，则(　　) A．a点和b点的角速度大小之比为1∶2 B．a点和c点的线速度大小之比为1∶2 C．a点和d点的周期之比为2∶1 D．a点和d点的向心加速度大小之比为1∶1 答案：D 解析：靠皮带传动，两轮子边缘上的点线速度大小相等，所以a、c两点的线速度大小相等；共轴转动的物体上各点具有相同的角速度，所以b、c、d三点的角速度相等；根据v＝rω，知a、c两点的角速度之比为2∶1，则a、b、c、d四点的角速度之比ωa∶ωb∶ωc∶ωd＝2∶1∶1∶1；根据T＝，Ta∶Tb∶Tc∶Td＝1∶2∶2∶2，b、c、d三点的角速度相等，根据v＝rω，知b、c、d三点的线速度之比为1∶2∶4，则a、b、c、d四点的线速度之比va∶vb∶vc∶vd＝2∶1∶2∶4；根据a＝得，a、b、c、d四点的向心加速度之比aa∶ab∶ac∶ad＝4∶1∶2∶4；综上所述，故A项、B项、C项均错误，D项正确。 2．水平面和斜面上