内容正文:
课时作业(6) 匀速圆周运动
[对应学生用书P109]
1.一个电子钟的秒针角速度为( )
A.π rad/s B.2π rad/s
C. rad/s D. rad/s
C [秒针的周期T=60 s,转过的角度为2π,则角速度ω== rad/s= rad/s,故A、B、D错误,C项正确.]
2.某品牌电动自行车的铭牌信息如表所示:
车型:20寸
(车轮直径:508 mm)
电池规格:36V,12A·h
(蓄电量)
整车质量:40 kg
额定转速:210 r/min
外形尺寸:L1 800 mm×
W650 mm×H1 100mm
充电时间:2~8 h
电机:后轮驱动、
直流永磁式电机
额定工作电压/电流:
36 V/5 A
根据此铭牌中的有关数据,可知该车的额定时速约为( )
A.15 km/h B.18 km/h
C.20 km/h D.25 km/h
C [由v==2πrn得v=2×π××10-3× m/s≈5.586 m/s≈20 km/h .]
3.一长度为L的跷跷板绕支点撬动,在板的两端分别坐有两位小朋友A和B,如图所示,当小朋友A的速度为v1时,小朋友B的速度为v2,则小朋友B到支点的距离是( )
A. B.
C. D.
B [由题意知两位小朋友角速度相等,即ω1=ω2,设A、B到支点的距离分别为r1、r2,则=,同时r1+r2=L,解得r2=,B正确.]
4.位于潍坊滨海区白浪河入海口处的“渤海之眼”摩天轮是世界上最大的无轴式摩天轮,摩天轮直径140米,有36个轿厢,每个轿厢能够坐8到10人,运行一周需30分钟.轿厢中的人随摩天轮匀速转动过程中( )
A.线速度为0.12 m/s
B.角速度为 rad/s
C.转速为 r/s
D.以上说法都不对
B [人随轿厢做匀速圆周运动,根据公式T=得,角速度ω== rad/s= rad/s,B正确;由v=ωr可得v=×70 m/s≈0.24 m/s,A错误;根据转速与周期的关系可知:n== r/s,故C错误.]
5.如图是自行车传动装置的示意图,其中Ⅰ是半径为R1的大链轮,Ⅱ是半径为R2的小飞轮,Ⅲ是半径为R3的后轮,假设脚踏板的转速为n(单位:r/s),则自行车后轮边缘的线速度为( )
A. B.
C. D.
D [转速为单位时间内转过的圈数,所以ω=2πn,因为要测量自行车车轮Ⅲ边缘上的线速度的大小,根据题意知:轮Ⅰ和轮Ⅱ边缘上的线速度大小相等,根据v=rω可知:
R1ω1=R2ω2,已知ω1=2πn,则轮Ⅱ的角速度ω2=ω1=.因为轮Ⅱ和轮Ⅲ共轴,所以转动的ω相等,即ω3=ω2,根据v=rω可知,v3=R3ω3=,故D项正确.]
6.某转盘每分钟转45圈,在转盘离转轴0.1 m 处有一个小螺帽,求:
(1)小螺帽做匀速圆周运动的周期、角速度;
(2)小螺帽做匀速圆周运动的线速度.
解析 (1)由周期和转速的关系可求周期
T== s= s,
角速度ω=== rad/s
(2)线速度v=ωr= m/s.
答案 (1) s rad/s
(2) m/s
7.如图所示,直径为d的纸制圆筒以角速度ω绕垂直纸面的轴O匀速转动(图示为截面).从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转时,在圆周上留下a、b两个弹孔,已知aO与bO之间夹角为θ,求子弹的速度(忽略子弹在空中的下坠).
解析 子弹射出后沿直线运动,从a点射入,从b点射出,设子弹速度为v0,则子弹穿过圆筒的时间t=
此时间内圆筒转过的角度α=π-θ+2kπ(k=0、1、2…)
据α=ωt得,π-θ+2kπ=
则子弹速度
v0=(k=0、1、2…)
答案 (k=0、1、2…)
8.(多选)假设“神舟十一号”实施变轨后做匀速圆周运动,共运行了n周,起始时刻为t1,结束时刻为t2,运行速度为v,半径为r.则计算其运行周期可用( )
A.T= B.T=
C.T= D.T=
AC [由题意可知“神舟十一号”做匀速圆周运动n周所需时间Δt=t2-t1,故其周期T==,故A项正确,B项错误;由周期公式有T=,故C项正确,D项错误.]
9.半径为R的大圆盘以角速度ω旋转,如图所示.有人站在盘边P点上随盘转动,他想用枪击中在圆盘中心的目标O.若子弹的速度为v0,则( )
A.枪应瞄准目标O射去
B.枪应向PO的右方偏过θ角射去,且cos θ=
C.枪应向PO的左方偏过θ角射去,且tan θ=
D.枪应向PO的左方偏过θ角射去,且sin θ=
D [要击中圆盘中心目标O,则子弹的合速度沿半径方向指向O,如图所示:
因为子弹离开枪口时有与枪相同的线速度v=ωR,所以枪应向PO的左方偏过θ角射去,且sin θ=,故D项正确,A、B、C错误.