6.1 圆周运动-2024-2025学年高一物理精品讲义(知识梳理+考点精讲)(人教版2019必修二)
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内容正文:
6.1 圆周运动
1.理解描述匀速圆周运动的转速和周期的意义。
2.理解线速度的物理意义,知道匀速圆周运动线速度的方向。
3.掌握线速度和角速度的关系,掌握角速度与转速、周期的关系。
4.能在具体的情景中确定线速度和角速度。
知识点一:匀速圆周运动
1、圆周运动的定义:物体的运动轨迹是圆的运动叫作圆周运动。分为匀速圆周运动和变速圆周运动。因为圆周运动的向心力与线速度始终垂直,并指向圆心,所以圆周运动是变加速曲线运动。
2、匀速圆周运动:做圆周运动的物体,若在相等的时间内通过的圆弧长相等,就是匀速圆周运动。
(1)匀速圆周运动特点:加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动。
(2)匀速圆周运动条件:合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
知识点二:描述圆周运动的物理量
1. 线速度
(1) 定义:做圆周运动的物体在很短一段时间△t内,通过的弧长△s与这段时间△t之比叫作线速度.
(2)
表达式:(注意:△s是弧长,不是位移)
(3)
方向:线速度是矢量,其方向为物体做圆周运动时该点的切线方向,与半径垂直。如下图所示,、分别表示 A、B 两点的线速度方向
(4) 单位:线速度的国际单位是 m/s。
(5)物理意义:线速度是描述物体做圆周运动快慢的物理量。
2. 角速度
(1)
定义: 连接物体跟圆心的半径转过的角△φ与所用时间△t之比叫作角速度,表达式:
(2) 单位:国际单位制中角速度的单位是弧度每秒,符号是rad/s。
【点拨】“角度值”与“弧度制”
角度值
30°
45°
60°
90°
180°
360°
1弧度=
弧度制
(3)物理意义:角速度是描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。“转动”与“运动”是有区别的。
【特别提示】
(1)角速度是矢量,高中阶段不研究角速度的方向;
(2)匀速圆周运动是角速度大小不变的圆周运动。
3. 周期、频率和转速
物理量
周期(T)
频率(f)
转速(n)
定义
做圆周运动的物体运动一周用的时间
做圆周运动的物体每秒转动的圈数
物体转动的圈数与所用时间之比
单位
s
赫兹(Hz或s-1)
r/s或r/min
物理意义
描述物体运动快慢的物理量
联系
(时间单位必须为s)
【特别提示】线速度与角速度的区分
(1) 线速度描述物体沿圆轨迹运动的快慢,而角速度、周期、转速(频率)描述物体绕圆心转动的快慢,两个物体的角速度相等时,线速度可能不相等;
(2) 角速度和频率的物理意义是不同的
知识点三:描述圆周运动的各物理量之间的关系
1、由线速度和角速度得。
【点拨】
线速度v、角速度w、半径r三者相互制约,在讨论它们之间的关系时,必须采用控制变量法分析,即先假定某个物理量是不变的。
2、由线速度和周期、频率和转速关系:得。
3、。
4、。
5、从以上公式推导可以得出匀速圆周运动特点:线速度时刻,只是、、、、不变。
知识点四:三种常见的传动方式
项目
同轴传动
皮带传动
齿轮传动
装置
A、B两点在同 一个圆盘上
两个轮子用皮带连接,A、B两点 分别是两个轮子 边缘上的点
两个齿轮啮合,A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点
特点
AB两点角速度、周期相同
A、B两点线速度大小相等
A、B两点线速度大小相等
转动方向
相同
相同
相反
规律
线速度与半径成正比:
角速度与半径成反比:
周期与半径成正比:
角速度与半径成反比, 与齿轮齿数成反比:
周期与半径成正比,与齿轮齿数成正比:
【考点一:圆周运动的理解】
1.下列关于圆周运动的说法不正确的是( )
A.做匀速圆周运动物体的向心力一定指向圆心
B.做变速圆周运动物体的向心力一定指向圆心
C.做变速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心
D.做匀速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心
1-1.下列关于圆周运动的说法不正确的是( )
A.做匀速圆周运动物体的向心力一定指向圆心
B.做变速圆周运动物体的向心力一定指向圆心
C.做变速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心
D.做匀速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心
1-2.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.做匀速圆周运动的物体,所受外力的合力为0
B.做匀速圆周运动的物体,加速度为0
C.是曲线运动,速度方向时刻改变
D.做匀速圆周运动的物体,相等的时间内通过的圆弧长不相等
1-3.若质量一定的某质点做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B.质点的动量始终不变
C.质点处于平衡态
D.质点的加速度始终不为零
1-4.多选)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动
B.匀速圆周运动的向心加速度大小和方向都不变
C.向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小
D.匀速圆周运动的速度保持不变
【考点二:线速度】
2.旋转木马寄托着童年美好的回忆。一小孩坐在游乐场的旋转木马上,绕其中心轴在水平面内做匀速圆周运动,圆周的半径为5.0m。若木马在1min内刚好转了2圈,则木马的线速度大小为( )
A.πm/s B.2πm/s C. D.
2-1. 如图,做匀速圆周运动的质点在2s内由A点运动到B点,AB弧长为4m,所对的圆心角为,该质点的线速度大小为 ,角速度大小为 。
【考点三:角速度】
3.如图所示,世界上最大的无轴式摩天轮的总高度为145m,直径达125m,摩天轮匀速运行一周需时30min。摩天轮匀速转动的角速度大小为( )
A. B. C. D.
3-1.如图所示,某同学使篮球在手指上旋转,手指和篮球的接触点与篮球球心在同一竖直线上。篮球上的小泥点随篮球旋转n圈所用时间为t,假设篮球匀速旋转,则小泥点的角速度大小为( )
A. B. C. D.
3-2.某物体做半径为2m的匀速圆周运动,每0.2s转一圈,则物体的角速度是 rad/s,在运动过程中,其线速度是 m/s。
【考点四:周期、频率和转速】
4.(多选)某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示,这块硬磁盘有若干个磁道(即若干个不同半径的同心圆),每个磁道分成8192个扇区(每扇区为圆周),每个扇区可以记录512个字节。电动机使盘面以5400r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的,盘面每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道,下列说法正确的是( )
A.相同的时间内,磁头在内磁道读取的字节数比外磁道少
B.盘面转动的角速度为180π rad/s
C.一个扇区通过磁头所用的时间约为
D.不计磁头转移磁道的时间,计算机1s内理论上可以从一个盘面上读取约个字节
4-1. (多选)如图(a)所示的圆盘上有一白点S,盘绕垂直于盘面的中心轴以的频率旋转.如果用频率为f的频闪光去照射该盘,在盘上能稳定地出现如图(b)所示的三个白点。则下列f的大小可能正确的是( )
A.150Hz B.90Hz C.60Hz D.30Hz
【考点五:描述圆周运动各物理量及其关系】
5.一个小孩坐在游乐场的旋转木马上,绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动。已知圆周运动的半径为R,线速度为v,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.小孩做匀速圆周运动的角速度是 B.小孩做匀速圆周运动的向心加速度为
C.小孩做匀速圆周运动的周期为 D.小孩做匀速圆周运动的转速为
5-1(多选)如图一自行车,前后轮半径相等。当骑着自行车在路面上沿直线行驶时(车轮不打滑),前后轮的轮缘上a、b两点的线速度及角速度的大小关系是( )
A. B.
C. D.
5-2. (多选)做匀速圆周运动的物体,内在沿半径为的圆周上运动了,则物体做匀速圆周运动时( )
A.
周期为
B.线速度的大小为
C.角速度的大小为
D.向心加速度大小为
【考点六:角速度追击——时钟问题】
6.如图所示,A、B分别为地球人造卫星,绕行方向相同,周期分别为2h和1.5h,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),O为地球中心,则A、B两卫星再一次相距最近至少需要经过的时间为( )
A.1.5h B.3h C.6h D.9h
【考点七:传动问题】
7.如图所示,一台机器由电动机通过传送皮带传动。已知机器轮的半径是电动机轮的半径的3倍,且皮带与两轮之间不打滑,皮带的厚度不计,下列说法正确的是( )
A.机器轮上边缘某点的线速度与电动机轮边缘某点的线速度大小之比为
B.机器轮上边缘某点的角速度与电动机轮边缘某点的角速度之比为
C.机器轮上边缘某点的向心加速度与电动机轮边缘某点的向心加速度大小之比
D.机器轮上边缘某点的向心加速度与电动机轮边缘某点的向心加速度大小之比
7-1.(多选)如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘的点,,则下列说法中正确的是( )
A.A、B点的线速度之比
B.A、B点的角速度之比
C.A、C点的角速度之比
D.B、C点的周期之比
【考点八:圆周运动的周期性多解问题】
8.如图所示,半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动,其正上方h处沿OB方向水平抛出一小球,要使球与盘只碰一次,且落点为B,求小球的初速度和圆盘转动的角速度ω。
8-1.如图所示,一位同学玩飞镖游戏,圆盘最上端有一点P,飞镖抛出时与P等高,且距离P点为L,当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动,忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点,则( )
A.飞镖击中P点所需的时间为 B.圆盘的半径可能为
C.圆盘转动角速度的最小值为 D.P点随圆盘转动的线速度可能为
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6.1 圆周运动
1.理解描述匀速圆周运动的转速和周期的意义。
2.理解线速度的物理意义,知道匀速圆周运动线速度的方向。
3.掌握线速度和角速度的关系,掌握角速度与转速、周期的关系。
4.能在具体的情景中确定线速度和角速度。
知识点一:匀速圆周运动
1、圆周运动的定义:物体的运动轨迹是圆的运动叫作圆周运动。分为匀速圆周运动和变速圆周运动。因为圆周运动的向心力与线速度始终垂直,并指向圆心,所以圆周运动是变加速曲线运动。
2、匀速圆周运动:做圆周运动的物体,若在相等的时间内通过的圆弧长相等,就是匀速圆周运动。
(1)匀速圆周运动特点:加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动。
(2)匀速圆周运动条件:合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
知识点二:描述圆周运动的物理量
1. 线速度
(1) 定义:做圆周运动的物体在很短一段时间△t内,通过的弧长△s与这段时间△t之比叫作线速度.
(2)
表达式:(注意:△s是弧长,不是位移)
(3)
方向:线速度是矢量,其方向为物体做圆周运动时该点的切线方向,与半径垂直。如下图所示,、分别表示 A、B 两点的线速度方向
(4) 单位:线速度的国际单位是 m/s。
(5)物理意义:线速度是描述物体做圆周运动快慢的物理量。
2. 角速度
(1)
定义: 连接物体跟圆心的半径转过的角△φ与所用时间△t之比叫作角速度,表达式:
(2) 单位:国际单位制中角速度的单位是弧度每秒,符号是rad/s。
【点拨】“角度值”与“弧度制”
角度值
30°
45°
60°
90°
180°
360°
1弧度=
弧度制
(3)物理意义:角速度是描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢。“转动”与“运动”是有区别的。
【特别提示】
(1)角速度是矢量,高中阶段不研究角速度的方向;
(2)匀速圆周运动是角速度大小不变的圆周运动。
3. 周期、频率和转速
物理量
周期(T)
频率(f)
转速(n)
定义
做圆周运动的物体运动一周用的时间
做圆周运动的物体每秒转动的圈数
物体转动的圈数与所用时间之比
单位
s
赫兹(Hz或s-1)
r/s或r/min
物理意义
描述物体运动快慢的物理量
联系
(时间单位必须为s)
【特别提示】线速度与角速度的区分
(1) 线速度描述物体沿圆轨迹运动的快慢,而角速度、周期、转速(频率)描述物体绕圆心转动的快慢,两个物体的角速度相等时,线速度可能不相等;
(2) 角速度和频率的物理意义是不同的
知识点三:描述圆周运动的各物理量之间的关系
1、由线速度和角速度得。
【点拨】
线速度v、角速度w、半径r三者相互制约,在讨论它们之间的关系时,必须采用控制变量法分析,即先假定某个物理量是不变的。
2、由线速度和周期、频率和转速关系:得。
3、。
4、。
5、从以上公式推导可以得出匀速圆周运动特点:线速度时刻改变(方向时刻改变),只是大小不变、角速度、周期、频率、转速不变。
知识点四:三种常见的传动方式
项目
同轴传动
皮带传动
齿轮传动
装置
A、B两点在同 一个圆盘上
两个轮子用皮带连接,A、B两点 分别是两个轮子 边缘上的点
两个齿轮啮合,A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点
特点
AB两点角速度、周期相同
A、B两点线速度大小相等
A、B两点线速度大小相等
转动方向
相同
相同
相反
规律
线速度与半径成正比:
角速度与半径成反比:
周期与半径成正比:
角速度与半径成反比, 与齿轮齿数成反比:
周期与半径成正比,与齿轮齿数成正比:
【考点一:圆周运动的理解】
1.下列关于圆周运动的说法不正确的是( )
A.做匀速圆周运动物体的向心力一定指向圆心
B.做变速圆周运动物体的向心力一定指向圆心
C.做变速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心
D.做匀速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心
【答案】C
【详解】A.做匀速圆周运动物体的向心力一定指向圆心,故A正确;
B.做变速圆周运动物体的向心力一定指向圆心,故B正确;
C.做变速圆周运动物体速度的大小和方向都发生变化,半径切线方向有加速度,合力的方向并不指向圆心,故C错误;
D.做匀速圆周运动物体所受合外力提供向心力,故物体所受合外力一定指向圆心,故D正确。
本题选不正确的,故选C。
1-1.下列关于圆周运动的说法不正确的是( )
A.做匀速圆周运动物体的向心力一定指向圆心
B.做变速圆周运动物体的向心力一定指向圆心
C.做变速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心
D.做匀速圆周运动物体所受合外力一定指向圆心
【答案】C
【详解】A.做匀速圆周运动物体的向心力一定指向圆心,故A正确;
B.做变速圆周运动物体的向心力一定指向圆心,故B正确;
C.做变速圆周运动物体速度的大小和方向都发生变化,半径切线方向有加速度,合力的方向并不指向圆心,故C错误;
D.做匀速圆周运动物体所受合外力提供向心力,故物体所受合外力一定指向圆心,故D正确。
本题选不正确的,故选C。
1-2.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.做匀速圆周运动的物体,所受外力的合力为0
B.做匀速圆周运动的物体,加速度为0
C.是曲线运动,速度方向时刻改变
D.做匀速圆周运动的物体,相等的时间内通过的圆弧长不相等
【答案】C
【详解】AB.做匀速圆周运动的物体,速度方向一直在变化,向心加速度不为0,所受外力的合力不为0,故AB错误;
C.做匀速圆周运动的物体加速度方向与速度方向不在同一直线上,故匀速圆周运动是曲线运动,速度方向时刻改变,故C正确;
D.做匀速圆周运动的物体,速率不变,故相等的时间内通过的圆弧长相等,故D错误。
故选C。
1-3.若质量一定的某质点做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B.质点的动量始终不变
C.质点处于平衡态
D.质点的加速度始终不为零
【答案】D
【详解】A.匀速圆周运动是速度大小不变的非匀变速曲线运动,速度方向始终为切线方向,故A错误;
B.速度的方向始终在改变,故质点的动量始终在改变,故B错误;
CD.质点速度大小不变,但是方向在不断变化,故速度不断变化,因而加速度不为0,不处于平衡状态,故C错误,D正确。
故选D。
1-4.多选)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动
B.匀速圆周运动的向心加速度大小和方向都不变
C.向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小
D.匀速圆周运动的速度保持不变
【答案】AC
【详解】A.匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动,故A正确;
B.匀速圆周运动的向心加速度大小不变,但方向改变,故B错误;
C.在匀速圆周运动中,向心加速度与线速度方向垂直,只改变线速度的方向,不改变线速度的大小,故C正确;
D.匀速圆周运动的速度大小不变,但方向改变,故D错误。
故选AC。
【考点二:线速度】
2.旋转木马寄托着童年美好的回忆。一小孩坐在游乐场的旋转木马上,绕其中心轴在水平面内做匀速圆周运动,圆周的半径为5.0m。若木马在1min内刚好转了2圈,则木马的线速度大小为( )
A.πm/s B.2πm/s C. D.
【答案】C
【详解】木马在1min内刚好转了2圈,则木马的线速度大小为
故选C。
2-1. 如图,做匀速圆周运动的质点在2s内由A点运动到B点,AB弧长为4m,所对的圆心角为,该质点的线速度大小为 ,角速度大小为 。
【答案】 2
【详解】[1]根据线速度定义式
解得该质点的线速度大小为
[2]根据角速度定义式
解得该质点的角速度大小为
【考点三:角速度】
3.如图所示,世界上最大的无轴式摩天轮的总高度为145m,直径达125m,摩天轮匀速运行一周需时30min。摩天轮匀速转动的角速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】摩天轮匀速转动的角速度大小为
故选A。
3-1.如图所示,某同学使篮球在手指上旋转,手指和篮球的接触点与篮球球心在同一竖直线上。篮球上的小泥点随篮球旋转n圈所用时间为t,假设篮球匀速旋转,则小泥点的角速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由篮球的角速度公式可以求出
故ABC错误,D正确。
故选D。
3-2.某物体做半径为2m的匀速圆周运动,每0.2s转一圈,则物体的角速度是 rad/s,在运动过程中,其线速度是 m/s。
【答案】 / /
【详解】[1]根据角速度与周期的关系得
[2]根据可得
【考点四:周期、频率和转速】
4.(多选)某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示,这块硬磁盘有若干个磁道(即若干个不同半径的同心圆),每个磁道分成8192个扇区(每扇区为圆周),每个扇区可以记录512个字节。电动机使盘面以5400r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的,盘面每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道,下列说法正确的是( )
A.相同的时间内,磁头在内磁道读取的字节数比外磁道少
B.盘面转动的角速度为180π rad/s
C.一个扇区通过磁头所用的时间约为
D.不计磁头转移磁道的时间,计算机1s内理论上可以从一个盘面上读取约个字节
【答案】BC
【详解】A.由每个扇区可以记录512个字节可知,无论在内磁道还是外磁道,读取数据均相同,故A错误;
B.根据角速度与转速的关系有
故B正确;
C.由题意可知
故C正确;
D.1s读取得字节数为
个
故D错误。
故选BC。
4-1. (多选)如图(a)所示的圆盘上有一白点S,盘绕垂直于盘面的中心轴以的频率旋转.如果用频率为f的频闪光去照射该盘,在盘上能稳定地出现如图(b)所示的三个白点。则下列f的大小可能正确的是( )
A.150Hz B.90Hz C.60Hz D.30Hz
【答案】AD
【详解】如图所示
将已被观察到的三个白点位置分别记为A、B和C,时白点在A位置,那么白点在B或C位置的时刻应分别为:
,
,
其中圆盘旋转周期是
假设时频闪光第一次照亮圆盘时A处,有两种可能,若闪光第二次照亮时白点在B位置,则要求频闪周期
满足
,
后在时在C位置出现白点,在圆盘上稳定地出现图示的三个白点,则
当 时
当时
当时
若闪光第二次照亮时白点在C位置,则T须满足
,
同理,也在圆盘上稳定地出现图示的三个白点,则
当 时
当时
故AD正确,BC错误。
故选AD。
【考点五:描述圆周运动各物理量及其关系】
5.一个小孩坐在游乐场的旋转木马上,绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动。已知圆周运动的半径为R,线速度为v,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.小孩做匀速圆周运动的角速度是 B.小孩做匀速圆周运动的向心加速度为
C.小孩做匀速圆周运动的周期为 D.小孩做匀速圆周运动的转速为
【答案】C
【详解】A.小孩做匀速圆周运动时,角速度,故A错误;
B.小孩做匀速圆周运动的向心加速度故B错误;
C.周期为,故C正确;
D.转速为,故D错误。
故选C。
5-1(多选)如图一自行车,前后轮半径相等。当骑着自行车在路面上沿直线行驶时(车轮不打滑),前后轮的轮缘上a、b两点的线速度及角速度的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【详解】AB.以轮轴为参考系,前后轮的轮缘上a、b两点的线速度相等,都等于自行车行驶的速度,A正确,B错误;
CD.根据 ,两点的线速度和半径均相同,所以角速度也相同,C正确,D错误。
故选AC。
5-2. (多选)做匀速圆周运动的物体,内在沿半径为的圆周上运动了,则物体做匀速圆周运动时( )
A.
周期为
B.线速度的大小为
C.角速度的大小为
D.向心加速度大小为
【答案】BC
【详解】AB.根据题意,可得物体做匀速圆周运动的线速度大小为
可得其周期,故A错误,B正确;
C.根据角速度与线速度之间的关系,可得,故C正确;
D.物体做匀速圆周运动的向心加速度大小故D错误。
故选BC。
【考点六:角速度追击——时钟问题】
6.如图所示,A、B分别为地球人造卫星,绕行方向相同,周期分别为2h和1.5h,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),O为地球中心,则A、B两卫星再一次相距最近至少需要经过的时间为( )
A.1.5h B.3h C.6h D.9h
【答案】C
【详解】两卫星再一次相距最近时B比A多转动一圈
解得,故ABD错误,C正确。
故选C。
【考点七:传动问题】
7.如图所示,一台机器由电动机通过传送皮带传动。已知机器轮的半径是电动机轮的半径的3倍,且皮带与两轮之间不打滑,皮带的厚度不计,下列说法正确的是( )
A.机器轮上边缘某点的线速度与电动机轮边缘某点的线速度大小之比为
B.机器轮上边缘某点的角速度与电动机轮边缘某点的角速度之比为
C.机器轮上边缘某点的向心加速度与电动机轮边缘某点的向心加速度大小之比
D.机器轮上边缘某点的向心加速度与电动机轮边缘某点的向心加速度大小之比
【答案】C
【详解】A.皮带与两轮之间不打滑,可知机器轮上边缘某点的线速度与电动机轮边缘某点的线速度之比为
故A错误;
B.根据
,
机器轮上边缘某点的角速度与电动机轮边缘某点的角速度之比为
故B错误;
CD.根据
,
可知机器轮上边缘某点的向心加速度与电动机轮边缘某点的向心加速度之比
故D错误,C正确。
故选C。
7-1.(多选)如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘的点,,则下列说法中正确的是( )
A.A、B点的线速度之比
B.A、B点的角速度之比
C.A、C点的角速度之比
D.B、C点的周期之比
【答案】AC
【详解】AB.由于轮A和B同轴,可知A、B点的角速度相等,即
根据可得,,故A正确,B错误;
C.B、C点线速度相等,根据可得,故C正确;
D.根据周期与角速度关系可得,,故D错误。
故选AC。
【考点八:圆周运动的周期性多解问题】
8.如图所示,半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动,其正上方h处沿OB方向水平抛出一小球,要使球与盘只碰一次,且落点为B,求小球的初速度和圆盘转动的角速度ω。
【答案】,
【详解】设小球在空中运动时间为t,此时间内圆盘转过θ角,由平抛运动知识得,,
故小球的初速度大小
根据几何关系可知圆盘转过的角度为,其中
则圆盘角速度
8-1.如图所示,一位同学玩飞镖游戏,圆盘最上端有一点P,飞镖抛出时与P等高,且距离P点为L,当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动,忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点,则( )
A.飞镖击中P点所需的时间为 B.圆盘的半径可能为
C.圆盘转动角速度的最小值为 D.P点随圆盘转动的线速度可能为
【答案】CD
【详解】A.飞镖击中P点所需的时间为
选项A错误;
B.根据
可得圆盘的半径为
选项B错误;
C.圆盘转动角速度的最小值为
选项C正确;
D.P点随圆盘转动的线速度可能为
(n=0、1、2、3……)
当n=3时
选项D正确。
故选CD。
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