内容正文:
[对应学生用书作业(六)P11]
[基础训练]
1.(多选)两个物体都做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.若两者线速度大小相同,则角速度一定相同
B.若两者角速度相同,则周期一定相同
C.若两者周期相同,则转速一定相同
D.若两者转速相同,则线速度一定相同
解析 由v=rω可知,线速度大小相同时,角速度与半径成反比,则角速度不一定相同,A错误;由ω=可知,角速度相同时,周期一定相同,B正确;由n=可知,周期相同时,转速一定相同,C正确;由v=2πnr可知,转速相同时,线速度与半径成正比,则线速度不一定相同,D错误。
答案 BC
2.(多选)北斗卫星导航系统正式提供区域服务。假设北斗导航卫星做匀速圆周运动,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=
解析 由题意可知飞船匀速圆周运动n周所需时间Δt=t2-t1,故其周期T==,故选项A正确;由周期公式有T=,故选项C正确。
答案 AC
3.一质点做匀速圆周运动时,圆的半径为r,周期为4 s,那么1 s内质点的位移大小和路程分别是( )
A.r和 B.和
C.r和r D.r和
解析 质点在1 s内转过了圈,画出运动过程的示意图可求出这段时间内的位移为r,路程为,D正确。
答案 D
4.汽车在公路上行驶一般不打滑,轮子转一周,汽车向前行驶的距离等于车轮的周长,某国产轿车的车轮半径约为30 cm,当该型号轿车在高速公路上行驶时,驾驶员面前的速率计的指针指在“120 km/h”上,可估算出该车车轮的转速为( )
A.1000 r/s B.1000 r/min
C.1000 r/h D.2000 r/s
解析 由v=rω,ω=2πn得
n== r/s
≈17.7 r/s≈1000 r/min。
答案 B
5.(多选)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点,它们的角速度之比为3∶1,线速度之比为2∶3,那么下列说法正确的是( )
A.它们的半径之比为2∶9
B.它们的半径之比为1∶2
C.它们的周期之比为2∶3
D.它们的周期之比为1∶3
解析 由v=ωr,得r=,==,A正确,B错误;由T=,得T甲∶T乙=∶=,C错误,D正确。
答案 AD
6.(多选)质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( )
A.因为v=ωr,所以线速度v与轨道半径r成正比
B.因为ω=,所以角速度ω与轨道半径r成反比
C.因为ω=2πn,所以角速度ω与转速n成正比
D.因为ω=,所以角速度ω与周期T成反比
解析 当ω一定时,线速度v才与轨道半径r成正比,A错误;当v一定时,角速度ω才与轨道半径r成反比,B错误;在用转速或周期表示角速度时,角速度与转速成正比,与周期成反比,C、D正确。
答案 CD
[能力提升]
7.某品牌电动自行车的铭牌如下:
车型:20英寸
(车轮直径:508 mm)
电池规格:36 V
12 A·h(蓄电池)
整车质量:40 kg
额定转速:210 r/min
外形尺寸:1 800 mm×
650 mm×1 100 mm
充电时间:2 h~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
解析 由题意可知车轮半径为R=254 mm=0.254 m,车轮额定转速为n=210 r/min= r/s= r/s,车轮转动的角速度ω=2nπ,则车轮轮缘上的点线速度为v=ωR=2nπR=2××π×0.254×3.6 km/h≈20 km/h。
答案 C
8.(多选)变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图所示是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则( )
A.该车可变换两种不同挡位
B.该车可变换四种不同挡位
C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA∶ωD=1∶4
D.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA∶ωD=4∶1
解析 由题意知,A轮通过链条分别与C、D连接,自行车可有两种速度,B轮分别与C、D连接,又可有两种速度,所以该车可变换四种挡位,选项B正确;当A与D组合时,两轮边缘线速度大小相等,A转一圈,D转4圈,即=,选项C正确。
答案 BC
9.(多选)一辆卡车在水平路面上行驶,已知该车轮胎半径为R,轮胎转动的角速度为ω,关于各点的线速度大小,下列说法正确的是( )
A.相对于地面,轮胎与地面的接触点的速度为ωR
B.相对于地面,车轴的速度大小为ωR
C.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为ωR
D.相对于地面,轮胎上缘的速度大小为2ωR
解析 因为轮胎不打滑,相对于地面,轮胎与地面接触保持相对静止,该点相当于转动轴,它的速度为零,车轴的速度为ωR,而轮胎上缘的速度大小为2ωR,B、D正确。
答案 BD
10.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,求小螺帽做匀速圆周运动的周期、角速度、线速度。
解析 由周期和转速的关系可求周期
T== s= s
角速度ω=== rad/s
线速度v=ωr= m/s。
答案 s rad/s m/s
11.如图所示为皮带传动装置,O、O′为皮带轮的圆心,A、C为皮带轮边缘上的点,B为A、O连线上的一点,RB=RA,RC=RA,当皮带轮匀速转动时,皮带与皮带轮之间不打滑,求A、B、C三点的角速度之比、线速度之比。
解析 由题意可知,A、B两点在同一皮带轮上,因此ωA=ωB,又皮带不打滑,所以vA=vC,故可得ωC===ωA,
所以ωA∶ωB∶ωC=ωA∶ωA∶ωA=2∶2∶3。
又vB=RB·ωB=RA·ωA=,
所以vA∶vB∶vC=vA∶vA∶vA=2∶1∶2。
答案 2∶2∶3 2∶1∶2
12.如图所示,小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动,当它运动到图中a点时,在圆形槽中心O点正上方h处,有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出,结果恰好在a点与A球相碰,求:
(1)B球抛出时的水平初速度;
(2)A球运动的线速度最小值。
解析 (1)根据h=gt2得,t=,则B球抛出的初速度v0==R。
(2)当A球转动一圈和小球B相碰,此时A球转动的线速度最小,则有=t=。
解得最小线速度v=2πR。
答案 (1)R (2)2πR
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