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第1节 圆周运动 课时检测
A组:基础巩固
一、选择题:
1.匀速圆周运动是一种( )
A.匀速运动 B.匀加速运动
C.匀加速曲线运动 D.变速曲线运动
2.某品牌的机械鼠标内部构造如图所示,机械鼠标中的定位球的直径是2 cm,某次操作中将鼠标沿直线匀速移动12 cm需要1 s,则定位球的角速度为( )
A. rad/s B. rad/s
C.6 rad/s D.12 rad/s
3.如图所示,汽车雨刮器在转动时,杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为ωA、ωB,线速度大小为vA、vB,则( )
A.ωA<ωB,vA=vB
B.ωA>ωB,vA=vB
C.ωA=ωB,vA<vB
D.ωA=ωB,vA>vB
4.小红推门进入教室如图所示,在门转动时,门上A、B两点的角速度分别为ωA、ωB,线速度大小分别为vA、vB,则( )
A.ωA>ωB B.ωA<ωB
C.vA>vB D.vA<vB
5.如图所示,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,接触面不打滑,则角速度相等的是( )
A.a b B.a c
C.b c D.a b c
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
6.汽车转弯时,可认为前轮和后轮都做圆周运动,但它们的转弯半径不同,如图所示,若汽车外侧前轮的转弯半径为5 m,内侧后轮的转弯半径为2.7 m,外侧前轮转弯时线速度为10 m/s,则此时内侧后轮的线速度是多少?
B组:能力强化
一、选择题:
7.如图甲是一款感应垃圾桶。手或垃圾靠近其感应区,桶盖会自动绕O点水平打开,如图乙所示。桶盖打开过程中其上A、B两点的角速度分别为ωA、ωB,线速度分别为vA、vB,则( )
A.ωA>ωB B.ωA<ωB
C.vA>vB D.vA<vB
8.如图所示的为旋转脱水拖把,拖把杆内有一段长度为25 cm 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=5 cm,拖把头的半径为10 cm,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1 s内匀速下压了25 cm,该过程中拖把头匀速转动,则( )
A.拖把杆向下运动的速度为0.1π m/s
B.拖把头边缘的线速度为π m/s
C.拖把头转动的角速度为5π rad/s
D.拖把头的转速为1 r/s
9.修正带结构如图所示,大小齿轮相互咬合,且大、小齿轮的半径之比为2∶1,a、b两点分别位于大、小齿轮的边缘,则a、b两点的角速度大小之比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶4 D.2∶1
10.一链条传动装置的示意图如图所示。已知主动轮是逆时针转动的,转速为n,主动轮和从动轮的齿数比为k,以下说法中正确的是( )
A.从动轮是顺时针转动的
B.主动轮和从动轮边缘的线速度大小之比为k
C.从动轮的转速为nk
D.从动轮的转速为
11.(多选)计算机使用的某型号的软磁盘共有80个磁道(即80个不同半径的同心圆),M、N为不同磁道上的两个点,M点的转动半径大于N点的转动半径,如图所示。当电动机使软磁盘高速转动时( )
A.M点的线速度小于N点的线速度
B.M点的线速度大于N点的线速度
C.M点的角速度等于N点的角速度
D.M点的角速度大于N点的角速度
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
12.如图所示,用薄纸做成的直径为D圆筒,水平放置,绕圆筒轴线OO′以角速度ω0逆时针匀速转动。一玩具手枪发出的子弹,沿水平方向匀速飞来(不计子弹重力影响),沿圆筒的直径方向击穿圆筒后飞出(设薄纸对子弹的运动速度无影响且认为纸筒没有发生形变),结果子弹在圆筒上只留下一个洞痕,求子弹的速度。
13.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=20 cm,缠满时半径r2=80 cm,且滚轮转速不变,恒为n=30 r/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,所用时间为吗?为什么?
参考答案:
A组:1.解析:D 匀速圆周运动物体的加速度的方向不断变化,所以是一种变速曲线运动,故D正确,A、B、C错误。
2.解析:D 根据线速度定义式,有v=,那么定位球的线速度为v= cm/s=12 cm/s,而线速度与角速度的关系为v=ωr,则定位球的角速度为ω== rad/s=12 rad/s,故A、B、C错误,D正确。
3.解析:D 因杆上A、B两点绕O点转动,故角速度相等,即ωA=ωB,由于A点转动半径大于B点转动半径,根据v=ωr可知,vA>vB,故选D。
4.解析:D 由于A、B两点绕同一轴转动,故其角速度相同,A、B错误;rA<rB,根据角速度与线速度的关系即v=ωr可知vA<vB,C错误,D正确。
5.解析:B 由题图知a、c都在大轮上,同轴转动,则角速度相等,即ωa=ωc,接触面不打滑,所以两轮边缘的线速度大小相等,即va=vb,又因为v=rω,ra=2rb,所以ωa=ωb,所以角速度相等的点为a、c两点,故选B。
6.解析:汽车转弯时,四个轮有相同的角速度,根据v=ωr,可得=,代入数据可得v后=5.4 m/s。
答案:5.4 m/s
B组:7.解析:D 桶盖上的A、B两点同时绕着O点转动,则角速度相等,即ωA=ωB,根据v=ωr和rB>rA,可得vB>vA,故A、B、C错误,D正确。
8.解析:B 拖把杆向下运动的速度v2==0.25 m/s,故A错误;拖把杆上段1 s内匀速下压了25 cm,则转动5圈,即拖把头的转速为n=5 r/s,则拖把头转动的角速度ω=2πn=10π rad/s,拖把头边缘的线速度v1=ωR=π m/s,故B正确,C、D错误。
9.解析:B a、b两点分别位于大、小齿轮的边缘,线速度相同,由v=ωr,ra∶rb=2∶1,可得ωa∶ωb=1∶2,故选B。
10.解析:C 主动轮逆时针转动,带动从动轮也逆时针转动,用链条传动,两轮边缘线速度大小相等,A、B错误;由r主∶r从=k,2πn·r主=2πn从·r从,可得n从=nk,C正确,D错误。
11.解析:BC M、N两点随磁盘做同轴的匀速圆周运动,角速度相同,故C正确,D错误;根据v=ωr,rM>rN,可知vM>vN,故A错误,B正确。
12.解析:由于子弹在圆筒上只留下了一个洞痕,考虑匀速圆周运动的周期性,故有
π+2nπ=ω0t(n=0,1,2,3,…)
解得t=(n=0,1,2,3,…)
所以v==(n=0,1,2,3,…)
答案:(n=0,1,2,3,…)
13.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× rad/s=π rad/s
vmin=ωr1=π×0.2 m/s=0.2π m/s
缠满时速度最大vmax=ωr2=π×0.8 m/s=0.8π m/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。
答案:(1)逆时针 (2)0.8π m/s 0.2π m/s (3)见解析
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