6.1 圆周运动(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第二册同步学习指导(人教版2019)

练案[5] 第六章1.圆周运动 4.如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮（接 基础巩固练 触处没有滑动)，A是主动轮，B是从动轮，它 1.如图所示，地球可以看作一个球体，0点为地 们的半径R,=2R.,a和b两点在轮的边缘，c 球球心，位于北纬60°的物体A和位于赤道上 和d在各轮半径的中点，下列判断正确的有 的物体B,都随地球自转做匀速圆周运动，则 40 B A.U。=2 B.@=2@. A.物体的周期T4:T。=1:2 B.物体的周期TA:T.=1:1 C.D,=" D.⊙6=0 C.物体的线速度大小4：a=1:1 5.株洲市时代新材风电项目部可以生产风力发 D.物体的角速度大小w:w=1:2 电设备，如图所示的风力发电叶片上有M、N 2.2019年1月1日，美国宇航局(NASA)“新视 两点，在叶片转动过程中 () 野号”探测器成功飞掠柯伊伯带小天体“天涯 海角”，图为探测器拍摄到该小天体的“哑铃” 状照片示意图，该小天体绕固定轴匀速自转， 其上有到转轴距离不等的A、B两点(L,> L),关于这两点运动的描述，下列说法正确的 是 ( A.Uy >UN B.Uy=UN C.@u>@v D.@y=@N 6.明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮 翻车的图画（如图所示），记录了我们祖先的 劳动智慧。若A、B、C三齿轮的半径大小关系 A.A、B两点线速度大小相等 如图，则 () B.A点的线速度恒定 C.A、B两点角速度相等 D.相同时间内A、B两点通过的弧长相等 3.如图所示，A、B、C分别 C后轮 是自行车的大齿轮、小。 人齿轮 齿轮和后轮的边缘上 的三个点，到各自转动 小齿轮 轴的距离分别为3r、r和10r。支起自行车后 轮，在转动踏板的过程中，A、B、C三点( A.角速度大小关系是w,>⊙B=① A.齿轮A的角速度比C的大 B.线速度大小关系是Ua<g<C B.齿轮A与B的角速度大小相等 C.转动周期之比T4:Tg:Tc=3:1:1 C.齿轮B与C边缘的线速度大小相等 D.转速之比n,:ng:nc=3:3:l D.齿轮A边缘的线速度比C边缘的线速度大 159 ☑识别摄像机 能力提升练 7.如图所示，山地自行车的牙盘、飞轮之间用链 6.6m 条传动。运动员为获得较好的加速效果，骑行 时将牙盘上的链条放在半径最大的轮盘上，将 飞轮上的链条放在半径最小的轮盘上。已知 牙盘上最大轮盘的半径为18cm,飞轮上最小 轮盘的半径为2cm,则牙盘飞轮边缘上两点 A.6.9m B.7.0m 的 C.7.2m D.7.6m 10.(多选)如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、 后轮的半径之比为4：1：16，在用力蹬脚踏 板前进的过程中，下列说法正确的是() 变速套件 A.转速之比为1：9 B.线速度之比为9：1 小轮 C.角速度之比为9：1 后轮 D.周期之比为1：9 大齿轮 8.如图所示，当工人师傅用扳手拧螺母时，扳手 A.小齿轮和后轮的角速度大小之比为16：1 上的P、Q两点的转动半径之比为2：3，其角 B.大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1：4 速度分别为wp和oo,线速度大小分别为" C.大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之 和o,则 比为1：4 D.大齿轮和小齿轮边缘的线速度大小之比 为1：1 11.(多选)如图所示为某 之汤 A.wp:0o=1:1,tp:eo=2:3 种水轮机的示意图，水 B.dp:wo=1:1,p:"o=3:2 平管中流出的水流冲 C.@p @o=3 2,p o=1 I 击水轮机上的某挡板 D.0p:wo=2:3,。:8o=1:1 时，水流的速度方向刚 9.学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆 好与水轮机上该挡板的线速度方向相同，水 转轴0与车左侧面水平距离为0.6m,闸杆距 轮机圆盘稳定转动时的角速度为ω，圆盘的 地面高为1m,可绕转轴O在竖直面内匀速转 半径为R。水流冲击某挡板时，该挡板和圆 动，已知4s内可转过90°。汽车以速度3/s 心连线与水平方向的夹角为37°，水流速度为 匀速驶入自动识别区，识别的反应时间为 该挡板线速度的2倍。忽略挡板的大小，重 0.3s。若汽车可看成高1,6m的长方体，要使 力加速度为g,不计空气阻力，取sin37°= 汽车匀速顺利通过，则自动识别区ab到a'b 0.6,c0s37°=0.8。则下列说法正确的是 的距离至少为 ( -160 A.水从管口流出的速度o为1.2Rw (2)小球从A点运动到D点的过程中，圆盘 B.水从管口流出的速度o为0.6Rd 转过的角度（用弧度表示）： C.水管出水口距轮轴0的水平距离为 2- D.水管出水口距轮轴O的水平距离为 驾-款 12.如图所示，将小球从A点对准竖直放置的圆 盘的上边缘B点水平抛出，圆盘绕圆心O以 ω=10rad/s的角速度匀速转动，小球运动到 圆盘的边缘时速度方向正好与圆盘的边缘相 切于D点，且速度大小与圆盘边缘的线速度 相等，O、D的连线与竖直方向的夹角为60°， 取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻 力。求： (3)A、D两点间的距离。 D (1)小球从A点运动到D点所用的时间及圆 盘的半径： —161类型一 线速度相同，由题意知木板的重心由右轮正上方移到左轮正 典题2：1：2：21：1：2 上方的过程中的位移大小为4，则有d=心，得1=品B 解析：A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则A、B两轮边缘 的线速度大小相等，即p,:=1:1① 正确。 由r=wr得wn:wa=g:T1=1:2② 4.D链条传动线速度相等，同轴传动角速度相等。由图可知 BC两轮围定在一起同轴转动，则B,C两轮的角速度相等，即 b,e两点线速度相等，即，=，由于c的半径大于b的半径， @a:仙，=1：1③ 根据n=r可知，仙>仙，故A错误；后轮边缘点a与小齿轮 由n=r得6：，=Tm:Tc=1:2④ 边缘点b为同轴，所以角速度相等即仙。=⊙。，因为a的半径大 由2③得0：w:w,=1:2:2 于b的半径，由n=可知，n.>,故B错误；由以上可知创 由①④得。：：，=1：1：2。 =>仙，”。>秒=，故C错误，D正确 跟踪训练2：AA轮、B轮信摩擦传动，边缘点线速度大小相等】 练案[5] 故。：=1：1，B轮、C轮角速度相同.根据r=n,可知，速 度之比为半径之比，所以：=3：2，则，：：=3：3：2，基础巩固练 故A正确：b、c角速度相同，而a,b线速度大小相等，根据。=1.BA、B两物体共轴转动，角速度相同，周期相等，即两物体的 wr,可知w。:w6=3:2.则w.:w:w,=3:2:2,故B错误； 周期T:T=1:1,角速度大小：=I:1,放A,D错 根据0=2πn,可得n。::n,=3:2:2,故C错误：根据T= 误，B正确：设地球半径为R,B物体做匀速圆周运动的半径为 2红，结合w::m,=3:2:2,可得T:T:T=2:3:3, R,=R,A物体做匀速圆周运动的半径为R,=Rs60:子人 故D错误。故选A。 根据p=,可知两物体的线速度大小之比为：rm=1:2, 类型二 故C错误。故选B。 典题3：CD小球做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，2.CA,B两点同轴转动，角速度相等，根据r=,L,>Lm可得 则运动的时间为：=R,小球与圆盘只碰一次，且落在A点，满>，故A错误，C正确；A点的线速度方向不晰改变，故B 足d2n=1.2,3.…联立解得u2平.2气a=1.2 错误：A点的线速度比B点的线速度大，相同时间内A点通过 的弧长较长，故D错误。故选C。 3.…),C、D正确 3.C根据题意可知，B,C为同轴转动，角速度相等，A,B为皮带 跟踪训练3：B依题意，飞镖做平抛运动的同时，圆盘上A点做传动，线速度相等，由公式v=可知，由于t,>r,「w<re,则 匀速圆周运动，恰好击中A点，说明A正好在最低点被击中， 有仙：<wg,Dg<c,即有，<wr=c(=rg<Pc,故A,B错 则A点转动的时间1=2n+)五(n=0,1.2.3.…),平抛的时 误：根据题意，由公式T=2π可得，由于B.C角速度相等，则有 间1=，则有=2m)严(a=0.1,2.3,）,B正确，C错T,=,由公式T.2可得，由于A,B线速度相等，则有 误：平抛的竖直位移为d,则d=之g,联立有w= 无会子则有元：7：7.3：1：1故C正确：根据图 之8m(2m+1)(a=01,23,…）.4,2=g,4.D错误。 1 意，由公式w=2πn可得nn:c=1:1,由公式r=2mm可得 课堂效果反馈 n,:ng=tg:t4=1:3,则有n,:ng:ne=1:3:3,故D错 误。故选C。 1.BC根据T=B,当轨道半径一定时，才有线速度越大，周 4.Ba和b两点在轮的边缘，线速度大小相等，则有。=，故 期越小，选项A错误：角速度越大，周期越小，选项B正确：单 A错误：a和c两点同轴转动，角速度相等：b点和c点角速度 位时问内质点与圆心的连线（圆半径）转过的角度越大，速度 之比等于b点和a点角速度之比，根据r=om,可得-： 的方向变化越快，选项C正确，D错误。 2因为号3，因此片号 9 故B正确，D错误：a和c两点同轴转动， 选项A正确，法项B错误：匀速圆周运动的周期T:二则 T 等，根据n=@r可知a和e两点线速度大小之比为二=上： 一=子，选项C错误，选项D正确。 子故C错讽。故选B 001 3.B木板与两轮间无相对滑动时，木板运动的速度与轮边缘的5.D由于M,V属于同轴转动，故角速度相等w,=w,故C错 219 误，D正确：由r=r,Tw>rw知Fw<、,故A、B错误。故选D。 6.D由图可知，A,B,C三齿轮半径大小的关系为1，>m>e齿 55。 轮A的边缘与齿轮B的边缘接触，齿轮B与C同轴转动，故 (2)根据仙=0 ,=r8e=c根据r=ar可得，<0n=仙c;形，=ta>c,故 选D。 解得转过的角度0=2,5rud 能力提升练 (3)小球从A点运动到D点，平抛运动的水平位移x= 7.A牙盘飞轮边缘上两点的线速度相等，由r=or=2严。 A,D两点间的距离d=√e+(r+res60)刀 2,可得总-是=2=)，放选A 解得d=2 5 -me w2 T r 8.AP,Q两点同轴转动，角速度大小相等，故wp:0g=1:1, 2.向心力 根据r=wr可得P,Q两点线速度之比'：o=2:3,故选A。 探究点1 9.A要使汽车匀速顺利通过，闸杆转动的最小角度为0.根据 基础梳理 几何关系有m=6。=1,解得9=45°，闸杆转轴在竖直2圆心时刻改变变力 0.6 :3.作用效果 面内匀速转动，4内可转过0°，故闸杆的转动时间至少为 4.方向大小 4=2s,自动识别区b到'的距离至少为x=(1+,)=3×[判断正误] (2+0.3)m=69m.故选A (1)×(2)√(3)V(4)× 10.BD小齿轮和后轮共轴，角速度相等，故A错误；大齿轮和 提示：(1)物体微圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界 小齿轮共线，线速度相等，根据？=可知，大齿轮和小齿轮 提供的，不是物体本身产生的。(2)向心力总是与速度方向 的角速度大小之比为1：4，故B,D正确：小齿轮和后轮共 垂直，不能改变速度的大小，但改变速度的方向。(3)做匀速 轴，根据r=o可知，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度之比 圆周运动的物体向心力是以效果命名的，是由物体所受合外 力提供的。(4)非匀速圆周运动中，其向心力是由合外力指 为1：16，则大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为 向圈心的分力提供的。 1:16,故C错误。故选BD。 类型 11,AD由题意可知，水流冲击挡板时速度大小：=2，因此水典题1：B摩托车在水平路面上转弯时受到重力、支持力，牵引 从管口流出时的速度=r37°=1,2R,故A正确，B错力以及静摩擦力，所需的向心力由静摩擦力提供，故B正确， 误：水在空中做平抛运动，竖直方向上有书，=c0“37°= A,C,D错误。故选B。 1.6R仙=g,水平方向上有x=1,可得水管出水口距轮轴O 跟踪训练1：C对小球受力分析可知，小球受到重力，细线的拉 力两个力，这两个力的合力提供向心力，也可把拉力分解，拉 的水平距离为d=x-Ros37°，联立以上式子，求得d= 力的水平分力提供向心力，如图所示，A、B错误，C正确：向心 g-专，赦C错，D正确。故选D 力的大小F。=mglan8,D错误。故选C。 号，0.4m(2)25d(3)Im 12.(1) 解析：(1)小球从A点运动到D点，设时何为，初魂度为6， 图盒的半径则r+0us60=2 把小球在D点的建度分解为水平方向和竖直方向，根据儿何 探究点2 5.相同正比正比正比m@, 知识tan60°-巴 类型 rcos60°=a 典题2：(1)控制变量法(2)B(3)2:1 解析：(1)在该实脸中应用了控制变量法来探究向心力的大 解得=2经=2m: 小与质量m、角速度仙和半径「之向的关系。 r=竖=0.4m (2)如图乙所示，如果两个纲球质量m相等，且，b轮半径相 w 同，两球转动的角速度w相同，则是在验证向心力的大小F与 -220