课时作业(7)圆周运动-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第二册（人教版2019）

第六章 课时作业（七）圆周运动 答案精解Pm (建议用时：40分钟) [基础题组练灯 5.如图所示的齿轮传动装置中，主动轮和从动轮的齿 题组一描述圆周运动的物理量及其关系 大小相同，主动轮的齿数=24，从动轮的齿数 1.(多选)对于做匀速圆周运动的物体来说，不变的物 2=8,当主动轮以角速度逆时针转动时，从动轮 理量是 的转动情况是 A.周期 B.速率 C.角速度 D.线速度 2.(多选)A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相等 时间内它们通过的弧长比s1:sa=2:3,转过的圆心 A.顺时针转动，周期为 角比0：0=3：2.则下列说法正确的是 ( B逆时针转动，周期为 A.它们的线速度之比A:=2:3 3 B.它们的角速度之比w1:wm=2：3 C.顺时针转动，周期为6x C.它们的周期之比T1:TB=2:3 D.它们的周期之比T4:T=3:2 D.逆时针转动，周期为6 题组二传动模型问题 6.如图所示，靠摩擦传动的装置中右轮半径为2r, 3.一户外健身器材如图所示.当器材上轮子转动时， 为它边缘上的一点，b为轮上的一点、距轴为r:左 轮子上的A,B两点的 侧为一轮轴，大轮的半径为4r,d为它边缘上的一 点：小轮半径为「，c为它边缘上的一点.若传动中不 打滑，下列说法错误的是 () A.转速na>1 B.周期TB>TA A.a点与d点的转速之比为1：4 C,线速度u> D.角速度n>A B.a点与c点的线速度大小之比为1：1 4.如图所示为某一皮带传动装置.主动轮的半径为 C.c点与b点的角速度大小之比为2：1 ”,从动轮的半径为2.已知主动轮做顺时针转动， D.b点与d点的周期之比为2：1 转速为n,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确 7.如图所示为“行星传动”示意图.中心“太阳轮”的转 的是 动轴固定，其半径为R,周围四个“行星轮”的转动 轴固定，半径均为R2,“齿圈”的半径为R,其中 R=1.5R,A,B、C分别是“太阳轮”“行星轮”和 “齿圈”边缘上的点，齿轮传动过程中不打滑，那么 A.从动轮做顺时针转动 () B.从动轮边缘上的质点角速度和主动轮边缘上的 质点角速度相等 C从动轮的转速为 D.从动轮的转速为上n ·126· A.A点与B点的角速度相同 A.g=o成 B.A点与B点的线速度相同 Rt只 C.B点与C点的转速之比为7：2 C. D.vA=TAve rc D.A点与C点的周期之比为3：5 1山.诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”，指的是 8.如图所示是一个玩具陀螺.a、b和c 在地球赤道上的人随地球一昼夜运行路程大约为 是陀螺上的三个点，当陀螺绕垂直于 8万里，如图所示，假设地球是半径为R=6.4× 地面的轴线以角速度，稳定旋转时， 10m的球体，山西省太原市位于北纬37°，则太原 下列表述正确的是 () A.a、b和c三点的线速度大小相等 市市民随地球自转的线速度大约为(sin37°= 0.6.c0s37°=0.8) () B.c的线速度比a、b的线速度大 北极 C.a、b的角速度比c的角速度大 D.a、b和c三点的角速度相等 北37 [能力提升练 437 赤道 9.(多选)如图所示，直径为d的竖直圆 筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转三 南极 动.一重力不可忽略的子弹以水平速 A.391m/s B.382m/s 度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒， C.372 m s D.351m/s 从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且 12.小明撑一雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围 相距为h,则 圆形的半径为R,现将雨伞绕竖直伞杆以角速度@ A子弹在圆筒中的水平速度为西=d√品 匀速旋转，伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一 半径为r的圆形，当地重力加速度的大小为g,根 B子弹在圆简中的水平速度为6=2山√益 据以上数据可推知雨伞边缘距地面的高度为 C圆简转动的角速度可能为。一2x√景 A.&广-R B&广-R 20R 2w7 D圆简转动的角速度可能为，-3x√氛 C.8(r-R) 20R n深 10.共享单车是一种新型、便捷的公共交通方式.如图 13.一汽车发动机的曲轴每分钟转2400圈，求： 甲所示是某共享单车采用的无链传动系统，利用 (1)曲轴转动的周期与角速度： 圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转 (2)距转轴r=0.2m的点的线速度大小 动，杜绝了传统自行车“掉链子”的问题.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≠r).下列说法正确 的是 ·127·3.C解析因为两个小球均落到斜面上，所以二者的位移偏转 1 角相同，又由于初速度之比为1：2，所以根据位移偏转角的 21 驱，即速度w的最大取值范国为片√景< 6h 正切值am一器，所以运动时间之比为1：2，选预C正确 2 /(4L+L)g 6h ,选项D正确. 再结合x=,可得水平位移之比为1：4，选项A错误：再 10,照1)污水运功过程为平抛，竖直方向有H=g, 根据h=2g,下落的高度之比为1：4，选项B错误：再根 解得1=0.8s 据速度偏转角的正切值是位移偏转角正切值的2倍可知，因 水平方向有L.=, 速度偏转角相同，速度方向与斜面夹角之比为1：1，选项D 解得=6m/s 错误. (2)由管口至河面空中污水的体积V等于1时间内从管口 4,B解析滑雪运动员做平抛运动，在水平方向有x=6在 流出的污水体积V=Q, 1 竖直方向有y=名，根据题意有m4行=义=之r ,解 其中流途Qx(唱)。 解得V0.34m. 得1=1.0s,选项B正确. 答室(1)6ms(2)0.34m 5D服玩根据=1y=受，将已知鼓据代入可得 1山解析(1)若选手以速度b在A点水平跳出后，恰好落在B 点，则水平方向有hsin60=t 20m's,选项D正确. 6B服根搭：一a=号默得1= 2(h-hs) 竖直方向有cos60-, 解得=3，亚m5 /20,45一0.2迈；=0.2、剥平抛运动的最大速度= 2 10 x十2R_1.0+2X0.」m/s=6.0ms,最小速度=子 故使选手落在水平跑道上的的最小值为3 2 o mis. 0.2 (2)若选手以速度=4ms在A点水平跳出，因< 2m/s=5.0m/s,则5.0m/s<<6.0ms,选项B正确. 1.0 3,①ms,选手将落在孤形坡上，设该选手在空中运动的 2 7.D解析根据题意可知，质点A做平抛运动，根据平抛运动 哑，质点 规律=a,h=之店，得A运动的时同14一\ 时间为4，下降高度为=贴，水平前选距离x= 又x2+h1=h,解得1=0.6s B视为在光滑斜面上的类平抛运动，其加速度为a= mgsi0-gin,沿着斜面的位移和水平方向分别有y 图a3ms20.6 m 12.解析(1)竖直方向上，小球微竖直上抛，由对称性可得4M= h 2h sn02aa话.=w,B运动的时间ta一个gsn0>a, tp=T:水平方向上，在虚线区域，微初速度为零的匀加速 A、B沿x轴方向都做水平速度相等的匀速直线运动，由于 直线运动，设加建度为@，则有=a, 运动时间不等，所以沿x轴方向的住移大小不同，根据x= 可知xA<c,即P,较远，选项B正确. tv-aT.T+taF-juT, 8.D解团设O点与水平地面的高度差为h,A质点做平抛运 可得M:x八P=1:3. (2)设初速度大小为功，根据题意可知m=26, 动，根据平抛运动的规律可知h=2,B质点在光滑斜面 且P点竖直分速度为B=, 上的运动可视为类平抛运动，其沿斜面方向的加速度为gn9, 可得%=√3， 由美平抛运动规律可知血。号gn,则A,B两度点运 小球由N到P微直线运动，则有E=型=⑤西 2h 动时间分别为Vgsin故<4，选项A 解得Fx=3ng. 答率(1)1：3(2)3mg 误：由=功4,2=物4可知，<，沿x抽方向设竖直 方向上A的位移为y1,沿斜面方向B的位移为y2,由图可知 课时作业（七）》 <业，故A的位移√十听小于B的位移V十，选项 L.ABC解析匀速国周运动中，线速度的大小不支，但方向变 B错误：由a1=g,a:=gsin0可知，选项C错误；A落地的速 化，所以速率不变，线速度是变化的，同期、频率、角速度都是 度大小为=√话十(g)=√6十2gh,B落地的速度大 不变的，选项A、B、C正确，D错误 小为vg=√6+(@t红)=√6+2gh,所以=g,选项D 2.AC 解析由v=产有弘==2：3，选项A正确：由w= t 正确， 9.D解析当发射机正对右侧台面发射，乒乓球恰好过网时， 有-会-3：2，选项B特误：由T=怎有号- t 发射建度最小，由平抛运动规律可知号=1,2h=之8，联 2：3,选项C正确，D错误 3.C解析轮子上的A、B两点的转动属于同轴转动，角速度相 立解得中√任：当发射机正对右侧台面的某个角发射 同，选项D错误：由y=ar且rB>rA知，线速度B>4,选项 且乒乓球拾好到达那个角上时，发射速度最大，由平抛运动 C正确：因T=2红，所以周期T=TB,选项B错误：转速n 规律可知十受户=，3助=，联立解得边= ∫一爱，所以转建阳=，选项A错误。 ·201· 4,C解析根据题意可知，从动轮做递时针转动，选项A错误； 在地面上形成的圈的半径r=√R十，联立以上各式得 皮带传动模型，边缘线速度相等，根据v=w“,两轮半径不同， =R),选项A正确。 角追度不同，选项B错误：因为边嫁线建度相等-罗- 20R 2,报据n=2元可知，线追度相网时特建与半径成反比， 1假费(0由于南轴每秒转280-40（图。 所以从动轮转速为，选项C正确，D错误。 即=0心则月期T-日-品” T: 由w=2xn可知，曲轴转动的角速度=80xrad/s. 5.A解析齿轮不打滑，说明接触点线速度大小相等，主动轮 (2)由v=wr可知，距转轴r=0.2m的点的线速度大小 逆时针转动，故从动轮顺时针转动：因为齿的大小相等，主动 ur=80x×0.2m.s=16xms 轮的齿数1一24，从动轮的齿数2=8，故主动轮与从动轮 0一一3，解得从动轮的角速度=3 的角速度之比丛=丝一1 俗器0s80xads(216xms 3,根据。一亭得从动轮的周期T-红-无选项Λ正确， 课时作业（八） 3w】 1.D解析只有做匀速圆周运动的物体合外力才指向國心，选 6.A解析因为a、c两点靠摩擦传动，则a,c两点的线速度大 项A错误：物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方 小之比为1：1，根据v=rw知，a、c两点的角速度大小之比 向不在同一条直线上，但合外力方向不一定变化，如平抛运 为1：2，a、b两，点的角连度相等，所以，b两点的角速度大小 动，选项B错误：匀速圆周运动速度大小不变，方向沿圆的切 之比为2：1，c、d两点的角速度相等，所以b、d两点的角递度 线方向，时刻在变化，所以速度是变化的，是变速运动，选项 大小之比为1：2，根据T=2红，可知b点与d点的周期之比 C错误：向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，选项 为2：1，选项B,C,D正确：因为a、c两点的角速度大小之比 D正确. 为1：2，所以a、d两点的角速度大小之比为1：2，根据T= 2解析（们）该实验采用控制变量法来探究向心力的大小F与 m=宁知，a,d两点的转滤之比为1：2，选项A错说。 2n 质量m、角速度，和半径r之间的关系. (2)探究向心力的大小与角速度的关系时，应控制两球的质 7.C解析根据齿轮传动的特点可知，A、B两点的线速度大小 量与两球做圆周运动的轨道半径相等，即应选择两个质量相 相等，方向不同，选项B错：由=r知，A、B两点的转动 同的球，分别放在挡板A与挡板C处，同时选择半径不同的 半径不同，角速度也不同，选项A错误：B,点和C,点的线速 两个轮盘. 度大小相等，由v=r=2ir可知，B,点和C点的转速之比 答率(1)控制变量法(2)C 为nm=rgrB=R:R2,其中R=R十2R2=3.5R2, 3.B解析甲演员在图中“赤道”平面做匀速圆周运动，提供向 故a=7:2,选项C正确：报据=平可知，了：T 心力的是轨道对摩托车的支持力，选项B正确， 4.A解析根据分析可得小球做匀速圃周运动时，绳子的拉力 rA:re=R,:R=3:7,选项D错误. 提供小球做圆周运动的向心力，所以有FT=F4=r,可 8.D解析a、b、c三点同轴转动，所以.=%=似，选项C错 得保持绳长不变即「不变时，若增大角速度，拉力变大，选项 误，D正确：根据u=r知a,b两，点的转动半径相同且比c,点 A正确，B错误：同理，保持角速度不变，若增大绳长即r变 大，则c的线速度比a,b的小，选项A,B错误。 大，拉力变大，选项CD错误. 9.AD解析子弹做平抛运动，穿过圆筒的过程中水平方向上 5,D解析木块下滑的过程中受重力、弹力、摩擦力3个力作 匀建运动d=1,竖直方向上微自由落体运动=号g,解 用，3个力的合力提供向心力，选项A错误：木块下滑时速率 不变，速度方向发生变化，木块做变速运动，所以木块加速度 得一√臣=d条选项Λ正确，B错误：周两弹元在同 不为零，选项B错误：木块下滑时做匀速國周运动，所受的合 力大小不变，选项C错误：木块下滑时做匀速间周运动，加速 一竖直线上，剥有1=(2一1D子，设其角速度为，则有 度大小不变，方向时刻指向圆心，选项D正确 亭，解得w=受=(2n-10V斋(m=12.3…,选项 6.B服析根据向心力公式得F=m,当速率为原来的3倍 21-1 时有F:=m③=36N,解得F,=4N,选项B正确。 C错误，D正确. 7.C解析M为过原点的倾斜直线，说明M的向心力与半径 10.B解析由圆锥齿轮的特点，得阳=，根据v=r可知 成正比，根据F=uR知，M的角速度不变；N为双曲线的 n≠o,选项A错误：由化=阳你=o咖rn,m=1=. rA 一个分支，可知N的向心力与率径成反比，旅据F=m是 知t一只，则队=会e,且m≠，选项B正确，D错 知，V的线速度大小不变.选项C正确. 误：A,B同轴转动，角速度相同，选项C错误。 8.C解粉悬线碰到钉子前后，悬线的拉力始终与小球的运 1山.C服研地球自转角选度w一牙-系太原市市民随地球 动方向垂直，小球的线速度大小不变，选项A错误：悬线碰 到钉子后，小球的运动半径减小为原来的一半，线速度大小 自转的线速度大小U=wRos37°≈372m.'s,选项C正确. 不变，由w=吕，知角速度变为原来的2倍，由F=m号可 12.A解扬水滴飞出时的速度大小v=R, 水滴离开雨伞后做平抛运动，在竖直方向 知向心力变为原来的2倍，选项B、C正确，D错误. 9.C解枥对小球进行受力分析，小球受两个力，一个是重力 有h=之g,水平方向有1=，由题意西 mg,另一个是杆对小球的作用力F,两个力的合力充当向心 出俯视图，如图所示，由几何关系知，水滴 力，由平行四边形定则可得F=mV√g十wR,再根据牛顿第 202·