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课时跟踪检测(十四) 匀速圆周运动快慢的描述
A级——学考达标
1.关于匀速圆周运动的物理量,说法正确的是( )
A.半径一定时,线速度与角速度成正比
B.周期一定时,线速度与角速度成正比
C.线速度一定时,角速度与半径成正比
D.角速度一定时,线速度与半径成反比
解析:选A 根据公式v=ωr,当半径一定时,角速度与线速度成正比,周期一定时,由ω=,知角速度一定,A正确,B错误;根据公式v=ωr,线速度一定,角速度与半径成反比,C错误;根据公式v=ωr,角速度一定,线速度与半径成正比,D错误。
2.(2023·浙江1月学考)如图所示,A、B是电风扇叶片上的两点。电风扇工作时A、B两点的角速度大小分别为ωA、ωB,线速度大小分别为vA、vB,则( )
A.ωA>ωB B.ωA<ωB
C.vA>vB D.vA<vB
解析:选C 由题图可知A、B是电风扇叶片上的两点,同轴转动,则角速度相等,即ωA=ωB,根据v=rω,rA>rB,可知vA>vB,选项C正确。
3.手摇卷笔刀如图所示,该卷笔刀的工作原理是内部切削部件与外部摇杆一起同轴旋转,外部摇杆上的A点到水平转轴上的O点的长度为L,O、A连线与转轴垂直。若该外部摇杆在时间t内匀速转动了N圈,则A点的线速度大小为( )
A. B.
C. D.
解析:选C 角速度ω=,则A点的线速度大小为v=ωL=,故选C。
4.(2023·福建宁德段考)如图所示为一电脑CPU的散热风扇,O点在风扇上表面,叶片围绕O点所在转轴转动,可以通过改变转速为CPU散热降温。图中a、b两点为同一叶片上靠近边缘的两点,a、b两点到O点距离相等,当风扇转速稳定在1 800 r/min时,下列说法正确的是( )
A.a点转动的周期约为0.3 s
B.b点转动的角速度约为18.8 rad/s
C.a、b两点转动的线速度一定不同
D.a、b两点转动的角速度一定不同
解析:选C 由题意得转速n=30 r/s,a点转动的周期等于风扇转动的周期,故T== s≈0.03 s,故A错误;b点转动的角速度为ω=≈188 rad/s,故B错误;a、b两点同轴转动,角速度一定相同,线速度是矢量,有大小和方向,因为a、b两点到O点距离相等,线速度方向沿轨迹切线方向,则线速度的方向一定不同,故C正确,D错误。
5.无级变速是自动挡车型变速箱中的一种,通过无级变速可以得到传动系统与发动机工况的最佳匹配,其中一种变速结构的简图如图所示,从动轮B一侧与圆台侧面紧密接触,发动机带动圆台A转动,从动轮在静摩擦力作用下一起转动,将动力提供给车轮。若B直径为2 cm,与直径为60 cm的轮胎共轴,圆台A两底面的直径分别为2 cm和6 cm,π取3.14,则该汽车在圆台A转速恒为600 r/min的情况下的速度v的范围最接近( )
A.10 m/s<v<45 m/s B.20 m/s<v<60 m/s
C.20 m/s<v<90 m/s D.40 m/s<v<120 m/s
解析:选B 圆台A线速度为v=2πnr,B轮一侧与圆台A接触,接触点线速度相同,B轮与车轮共轴,角速度相同,线速度之比与半径之比相同,则汽车速度v汽=60πnr,由于1 cm≤r≤3 cm,解得速度范围为18.84 m/s≤v汽≤56.52 m/s,故选B。
6.在我国古代就广泛运用了齿轮传动装置,我国古代的指南车便是利用了齿轮来指引方向,指南车某部分结构如图所示,在三个齿轮的边缘上分别取1、2和3三点,齿轮B和齿轮C在同一转动轴上,已知齿轮B的半径r2大于齿轮A的半径r1大于齿轮C的半径r3,则( )
A.1和3的线速度:v1<v3
B.1和2的角速度:ω1<ω2
C.1和3的周期:T1<T3
D.2和3的周期:T2>T3
解析:选C 齿轮A与齿轮B边缘点的线速度相等,故v1=v2,根据v=ωr得,v2>v3,所以v1>v3,A错误;根据v=ωr得,ω1>ω2,B错误;因为ω2=ω3,所以ω1>ω3,根据T=得,T1<T3,C正确;齿轮B与齿轮C同轴转动,故周期T2=T3,D错误。
7.如图所示,光滑的水平圆盘固定在水平面上,中心O点固定一竖直光滑细杆,光滑圆环套在细杆上,细绳的一端连接圆环,另一端连接小物块(可视为质点)。物块绕O点逆时针转动,经时间t,物块由A点转到B点,OA与OB垂直。则物块转动的角速度可能为( )
A. B.
C. D.
解析:选B 物块由A点转到B点,转过的角度为θ=2nπ+(n=0,1,2,3,…),所以物块转动的角速度为ω==(n=0,1,2,3,…),当n=2时ω=,故选B。
8.(多选)如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机,它是由两个大小相等、直径约为30 cm的感应玻璃盘起电的,其中一个玻璃盘通过从动