内容正文:
2.解析:(1)由于物体运动过程中的坐标与时间的关系为:
在x轴方向上:x=3.0t
在y轴方向上:vy=0.4t
则有:y=0.2t2
代入时间t=10s,可得:
x=3.0t=3.0×10m=30m
y=0.2t2=0.2×102 m=20m
即t=10s时,物体的位置坐标为(30m,20m).
(2)在x轴方向上:x=3.0t
在y轴方向上:y=0.2t2
物体在这两个方向上的运动公式为:
在x轴方向上:x=v0t
在y轴方向上:vy=at,
y=12at
2
联立并代入数据得:v0=3.0m/s,a=0.4m/s2
当t=10s时,vy=at=0.4×10m/s=4.0m/s
v= v20+v2y= 32+42 m/s=5.0m/s.
答案:(1)(30m,20m) (2)5.0m/s
假期作业9
情景辨析
(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
技能提升
1.C [平抛运动所受的合力为重力,大小和方向不变,做曲线
运动,故 A正确;平抛运动的速度方向与重力的方向的夹角
逐渐减小,故B正确,C错误;平抛运动水平初速度不变,竖
直分速度不断增大,则合速度大小时刻变化,故 D正确.]
2.BD [因为平抛运动水平方向是匀速运动,竖直方向是自由
落体运动,所以加速度a=g,大小、方向都不变;速度大小、
方向都时刻在改变.选项BD正确.]
3.D [由于箭落在壶的后方,说明箭的水平位移太大,要使箭
投中应减小水平位移.设箭平抛运动的初速度为v0,抛出点
离壶口的高度为h,水平位移为x,则平抛运动的时间为t=
2h
g
,水平位移为x=v0t=v0
2h
g
,由题可知,要使水平位移
减小,则应当减小初速度或减小抛出点的高度.]
4.AD [小球经过A 点时,有tan37°=vyAv0
,得vyA=9m/s,小
球经过B 点时,有tan53°=vyBv0
,得vyB=16m/s,小球竖直方
向做匀加速直线运动,有vyB=vyA+gt,联立可得t=07s,
故 A正确,B错误;小球经过B点时,竖直方向满足h=vyB
2
2g
,
代入数据,得h=128m,故 C错误,D正确.]
5.AC [由图看出,三个物体落下的高度关系为hA>hB>hC,
根据t= 2hg
,可知tA>tB>tC;若过C球的落地点做水平线
可看出,在相同时间内xA <xB <xC,所以根据v0=
x
t
可知
vA<vB<vC,选项 AC正确.]
6.A [两个篮球都垂直击中篮筐,其逆过程是平抛运动,设任
一篮球击中篮筐的速度为v,上升的高度为 h,水平位移为
x.则有:h=12gt
2,h相同,则运动的时间相同,而x=vt,则
得v1>v2,故 A正确,B、C、D错误.]
7.C [两球做平抛运动,根据h= 12gt
2 得:t= 2hg
,水平位
移:x=v0t=v0
2h
g
,可知两球下落的高度相等,运动时间相
同,A的水平位移比B的大,则 A球的初速度大于B球的初
速度,故 A、B、D项错误,C项正确.]
8.解析:(1)小球从a→b,b→c,c→d 水平位移相等,因为水平
方向上做匀速直线运动,所以经历的时间相等;(2)根据 Δy
=L=gT2,得T= Lg =
0.009
10 s=0.03s
;(3)平抛运动的
初速度v0=
2L
T =
2×0.009
0.03 m
/s=0.6m/s;(4)设b点竖直
方向的分速度vy,则vy=
L+2L
2T =
3×0.009
0.06 m
/s=0.45m/s,
则从抛出点到b点所经历的时间是t=vyg =0.045s.
答案:(1)相等 (2)0.03 (3)0.6 (4)0.045
素养培优
1.解析:(1)水在空中做平抛运动,由平抛运动规律得,竖直方
向h=12gt
2,
解得水从管口到水面的运动时间t= 2hg .
(2)由平抛运动规律得,水平方向d=v0t,
解得水从管口排出时的速度大小v0=d g2h.
(3)管口单位时间内流出水的体积Q=Sv0=Sd g2h.
答案:(1)2hg
(2)d g2h
(3)Sd g2h
2.解析:(1)设运动员刚落在B 点时竖直方向的速度为vy,运
动员从A 点落到B 点时间为t1,则有vy=gt1,
v0=vytan53°,
解得v0=8m/s.
(2)运动员从B 点落到C 点做平抛运动,设时间为t2,水平
和竖直位移分别为
x2=
3
8v0t2
,y2=
1
2gt2
2,
又tan53°=y2x2
,
解得y2=32m,
运动员从A 点落到B 点,竖直方向y1=
1
2gt1
2=18m,
则水平高台AD 的高度为H=y1+y2=5m.
答案:(1)8m/s (2)5m
假期作业10
情景辨析
(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√
技能提升
1.BCD [速度是矢量,匀速圆周运动的速度方向不断改变;速
率、转速都是标量,匀速圆周运动的速率、转速不变;角速度
也是矢量,在中学阶段不讨论角速度的方向,角速度方向不
变.综上B、C、D正确.]
2.A [两位运动员过弯道时,同时进入弯道同时出弯道,故两
位运动员绕弯道运动的角速度相同,由于外道的运动员的轨
道半径较大,由v=ωr知外道运动员的线速度较大,即ω1=
ω2,v1<v2,A正确,B、C、D错误.]
3.C [时针的周期为12h,分针的周期为1h,秒针的周期为
1
60h
,故B、D错误;根据ω=2πT
,由于时针的周期最大,可知
时针的角速度最小,故 A错误;分针的角速度大于时针的角
速度,分针尖端到转动轴的长度大于时针尖端到转动轴的长
度,根据v=ωr,可知分针尖端的线速度大于时针尖端的线
速度,故 C正确.]
4.AD [大轮与小轮靠摩擦传动,且两轮没有相对滑动,则可
知A、B 两点的线速度大小相等,根据v=ωr,可知它们的角
速度跟半径成反比,故 A正确,B错误;A、C 两点同轴转动,
它们的角速度相同,根据v=ωr,可知它们的线速度大小跟
半径成正比,故 C错误,D正确.]
27
5.AD [A、B 分别是同一转轴上两个轮子边缘上的点,它们
的角速度相同,A 对;由v=ωr得,vA∶vB=r∶R=1∶2,B
错;B、C为与皮带相连的两轮子边缘上的点,它们的线速度
大小相 等,故 D 对;由v=ωr得,ωB ∶ωC =r′∶R=2∶3,
C错.]
6.AC [齿轮的转速与齿数成反比,所以 B齿轮的转速:n2=
z1
z2
n1,故 A 项正确,B项错误;齿轮 A 边缘的线速度:v1=
ω1r1=2πn1r1,齿轮B 边缘的线速度:v2=ω2r2=2πn2r2,因
两齿 轮 边 缘 上 点 的 线 速 度 大 小 相 等,即:v1 =v2,所 以:
2πn1r1=2πn2r2,即 两 齿 轮 半 径 之 比:r1 ∶r2 =n2 ∶n1 =
z1∶z2,故 C项正确,D项错误.]
7.A [自行车的链条不打滑,链轮A 边缘的线速度与飞轮C
边缘的线速度大小相等,根据公式v=ωr,半径关系为rA:rC
=ωC∶ωA =3∶1,故 A 项正确;飞轮C 的角速度与后轮B
的角速度相同,根据公式v=ωr,rB∶rC=vB∶vC=12∶1,故
B项错误;飞轮C角速度与后轮B 角速度相同,所以ωA∶ωB
=ωA∶ωC=1∶3,故 C项错误;链轮A 边缘的线速度与飞轮
C 边缘的线速度大小相等,所以vA∶vB=vC∶vB=1∶12,故
D项错误.]
8.C [A、B 通过链条传动,A 的线速度等于B 的线速度,故 A
错误;飞轮与后车轮共轴,B 的角速度等于C 的角速度,故 B
错误;由v=ωr及rA=2rB 可得2ωA=ωB=ωC,则A 转动一
圈,C转动2圈,故 C 正确;由vA =ωArA =vB =ωBrB,vC =
ωBrC,仅将链条从飞轮2挡调 到1挡,飞 轮 半 径 变 大,ω 变
小,则vC 变小,即后轮速度变小,故 D错误.]
9.B [拖把杆向下运动的速度v2=
l
t =
0.3
1 m
/s=03m/s,
故 A错误;拖把杆上段1s内匀速下压了30cm,则螺杆转动
6圈,即拖把头的转速为n=6r/s,则拖把头转动的角速度ω
=2πn=12πrad/s,拖把头边缘的线速度v1=ωR=12πm/s,
故B正确,C、D错误.]
素养培优
1.解析:(1)从题图可知滚轮的转动方向为逆时针.
(2)开始缠绕时速度最小vmin=ωr1
其中ω=2πn=2π×3060rad
/s=πrad/s
vmin=ωr1=π×0.2m/s=0.2πm/s
缠满时速度最大vmax=ωr2=π×0.8m/s=0.8πm/s.
(3)由于电缆线的缠绕速度逐渐增大,因此从开始缠绕到缠
绕长度为电缆线长度一半时所用时间要大于t
2.
答案:(1)逆时针 (2)0.8πm/s 0.2πm/s (3)见解析
2.解析:(1)根据题意可知,雨滴抛出时的速度大小为v0=ωR,
竖直方向,根据h=12gt
2,解得t= 2hg
,
雨滴飞行的水平位移大小x=v0t=ωR
2h
g
;
(2)雨滴着地时竖直方向速度vy=gt= 2gh,
则雨滴着地时速度v= v02+vy2= ω2R2+2gh;
(3)雨 滴 在 地 面 上 形 成 圆 的 半 径 为 r= R2+x2 =
R 1+2ω
2h
g
,
雨滴在地面上形成圆的周长s=2πr=2πR 1+2ω
2h
g .
答案:(1)ωR 2hg
(2) ω2R2+2gh
(3)2πR 1+2ω
2h
g
假期作业11
情景辨析
(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
技能提升
1.D [匀速圆周运动的加速度大小不变,方向时刻改变,是变
量,故匀速圆周运动是变加速运动.匀速圆周运动的速度时
刻改变,这里“匀速”的含义是“匀速率”,并非匀速运动,做匀
速圆周运动的物体的运动状态也在时刻改变并非处于平衡
状态.]
2.D [A 点和B 点是链条传动,线速度大小相等,方向不同,
故 A错误;A 点 和C 点 是 同 轴 转 动,角 速 度 相 同,即ωA =
ωC,根据v=ωr,可得
vA
vC
= rω1
2rω
=21
,因为vA=vB,所以vB
∶vC=2∶1,故 D 正确;因为两齿轮的半径关系未知,无法
比较B、C两点向心加速度的大小,故B、C错误.]
3.D [D.由题意可知,球面上 P、Q 两点转动时属于同轴转
动,故角速度大小相等,故 D 正确;A.由题图可知,球面上
P、Q 两点做圆周运动的半径的关系为rP <rQ,故 A 错误;
B.根据v=rω可知,球面上P、Q 两点做圆周运动的线速度
的关系为vP <vQ,故 B错误;C.根据an=rω2 可知,球面上
P、Q 两点做圆周运动的向心加速度的关系为ap<aQ,故 C
错误.]
4.BC [a、b两点绕同轴转动,角速度相同,由于半径不同,线
速度不同,v=ωr,va∶vb=ra∶rb=
3
2R∶R= 3∶2
,
a=ω2r,aa ∶ab =ra ∶rb = 3∶2.所 以 A、D 错 误,B、C
正确.]
5.B [老鹰在空中做圆周运动,受重力和空气对它的作用力
两个力的作用,两个力的合力充当它做圆周运动的向心力.
但不能说老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力三个力的
作用.选项B正确.]
6.C [小球转动的角速度ω=2πn=12rad/s,弹簧的弹力为小
球做圆周运动提供向心力,即kx=mω2(x0+x),解得x=
mω2x0
k-mω2
=0.5×12
2×0.2
360-0.5×122
m=005 m=50cm,选 项 C
正确.]
7.D [物块在最高点和最低点仅受到重力和支持力的作用,
没有摩擦力,而在a、b两点,摩擦力最大,A、C 错误;在a、b
两点,水平木板对物块的作用力的竖直分量与物块的重力平
衡,水平分量提供物块做圆周运动的向心力,B错误;由于物
块做匀速圆周运动,因此向心力大小不变,D正确.]
8.B [苹果在最高点c时所受到的支持力和苹果对手的压力
是作用力和反作用力,大小相等,A 错误;苹果在b位置和d
位置时受到的弹力大小相等,方向均竖直向上;受到的摩擦
力大小相等,方向相反,B正确,C错误;苹果做匀速圆周运
动,合力大小不变,方向一直在变化,D错误.]
9.解析:(1)木块的角速度ω=2πT.
(2)木块的线速度为v=ωr=2πrT .
(3)摩 擦 力 提 供 木 块 做 圆 周 运 动 所 需 的 向 心 力,
则f=4π
2mr
T2
.
答案:(1)2πT
(2)2πrT
(3)4π
2mr
T2
素养培优
1.解析:(1)小球从A 点飞出后做平抛运动,竖直方向满足h=
1
2gt
2,解得t=08s.
37
假期作业10 圆周运动
如 图 所 示,这 是 自 行 车 早
期发展过程中出现的一种高轮
车.它最显著的特点是前轮大、
后轮小,前后轮间无链条传动.
骑行时,设 置 在 前 轮 的 脚 蹬 转
一圈,前轮转动一圈.当高轮车
沿直线行进且前后车轮都不打滑时.
(1)前后轮边缘点的线速度相等. ( )
(2)前后两轮转动的角速度相等. ( )
(3)前轮转速比后轮转速小. ( )
(4)脚蹬转动的频率一定,前轮越大,车的骑行
速度越大. ( )
(5)脚蹬转动的频率一定,前轮越大,车的骑行
速度越慢. ( )
(6)脚蹬的角速度与前轮转动的角速度相等.
( )
◆[知识点一] 匀速圆周运动快慢的描述
1.(多选)做匀速圆周运动的物体,下列物理量
中不变的是 ( )
A.速度 B.速率
C.角速度 D.转速
2.(2025烟台市高一期
末)如图为在短道速滑
比赛中运动员过弯道
情景.假定两位运动员
在过弯道时保持各自的速率恒定,一位运动
员在内道角速度为ω1,线速度大小为v1;另
一位运动员在外道角速度为ω2,线速度大
小为v2,他们同时进入弯道同时出弯道,则
他们的角速度与线速度大小的关系为
( )
A.ω1=ω2,v1<v2 B.ω1>ω2,v1<v2
C.ω1<ω2,v1=v2 D.ω1<ω2,v1<v2
3.(2025南通市高一期中)如图所示为时钟
面板,当时钟正常工作时,关于时针、分针和
秒针的转动,下列判断正确的是 ( )
A.时针的角速度最大
B.秒针的周期最大
C.分针尖端的线速度大于时针尖端的线
速度
D.时针、分针、秒针的转动周期相等
◆[知识点二] 皮带、齿轮传动类问题
4.(多选)(2025包头市高
一期末)图中A、B 两点分
别位于大、小轮的边缘上,
C 点 位 于 大 轮 半 径 的 中
点,大轮的半径是小轮的2倍,它们之间靠
摩擦传动,两轮没有相对滑动.下列说法正
确的是 ( )
A.A、B 两点的角速度跟半径成反比
B.A、B 两点的角速度跟半径成正比
C.A、C两点的线速度大小跟半径成反比
D.A、C两点的线速度大小跟半径成正比
5.(多选)如图所示皮带传动
装置,主动轮O1 上有两个
半径分别为R和r的轮,O2 上的轮半径为r′,
已知R=2r,r′=23R.
设皮带不打滑,则( )
A.ωA∶ωB=1∶1 B.vA∶vB=1∶1
C.ωB∶ωC=1∶1 D.vB∶vC=1∶1
6.(多选)如图所示,A、B两
齿轮的齿数分别为z1、z2,
各自固定在过O1、O2 的转
轴上.其中过O1 的轴与电
动机相连接,此轴的转速为n1,则 ( )
A.B齿轮的转速n2=
z1
z2
n1
B.B齿轮的转速n2=n1
C.A、B两齿轮的半径之比r1∶r2=z1∶z2
D.A、B两齿轮的半径之比r1∶r2=z2∶z1
32
7.如图为自行车传动装置
机械简图,在自行车匀速
行进过程中,链轮A 和飞
轮C的角速度之比ωA∶
ωC=1∶3,飞轮C 和后轮B 的边缘点线速
度之比为vC∶vB=1∶12,则 ( )
A.rA∶rC=3∶1
B.rB∶rC=4∶1
C.ωA∶ωB=1∶4
D.链轮A 和后轮B 的边缘点线速度之比
vA∶vB=1∶4
8.(2025宁德市高一期末)如图甲所示,变速
自行车有多个半径不同的链轮和飞轮,链轮
与脚踏板共轴,飞轮与后车轮共轴,其变速
原理简化为图乙所示,A 是链轮上与链条接
触的点,B 是飞轮的2挡齿轮上与链条相接
触的点,C 是后轮边缘上的一点,已知rA=
2rB,当人骑车使脚踏板以恒定角速度转动
时,下列说法正确的是 ( )
A.A 的线速度大于B 的线速度
B.B 的角速度大于C 的角速度
C.A 转动一圈,则C转动2圈
D.仅将链条从飞轮2挡调到1挡可以提速
9.(2025宿迁市高一期末)如图所示为旋转
脱水拖把,拖把杆内有一段长度为30cm 的
螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起,螺
杆的螺距(相邻螺纹之间的距离)d=5cm,
拖把头的半径为10cm,拖把杆上段相对螺
杆向下运动时拖把头就会旋转,把拖把头上
的水甩出去.某次脱水时,拖把杆上段1s
内匀速下压了30cm,该过程中拖把头匀速
转动,则 ( )
A.拖把杆向下运动的速度为01πm/s
B.拖把头边缘的线速度为12πm/s
C.拖把头转动的角速度为πrad/s
D.拖把头的转速为1r/s
1.在生产电缆的工厂里,生
产好的电缆线要缠绕在
滚轮上,如图所示,已知其
内芯半径r1=20cm,缠
满时半径r2=80cm,且滚轮转速不变,恒为
n=30r/min,试分析:
(1)滚轮的转动方向如何?
(2)电缆线缠绕的最大、最小速度分别是
多大?
(3)若从开始缠绕到缠满所用时间为t,则从
开始缠绕到缠绕长度为缠满时电缆线长度
的一半时,所用时间为t
2
吗? 为什么?
2.现将一把雨伞撑开后置于
图中所示的位置,已知伞
面边缘点所在圆形的半径
为R,其边缘距离地面的高
度为h.现将雨伞绕竖直伞柄以角速度ω匀
速转动,其边缘上的水滴落到地面,形成一
个半径较大的圆形,空气阻力忽略不计,当
地重力加速度为g.请根据已知条件求下列
物理量:
(1)(6分)雨滴飞行的水平位移大小;
(2)(5分)雨滴着地时的速度大小;
(3)(6分)雨滴在地面上形成圆的周长是
多少.
42