内容正文:
6.1圆周运动
姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________
一、单选题
1.A【解析】根据v=ωr可知,半径一定时,角速度与线速度成正比;线速度一定时,角速度与半径成反比;角速度一定时,线速度与半径成正比,故选A.
2.C【解析】因P、Q两点绕同一转动轴转动,则角速度相等,故AB错误;根据,且,所以,故C正确,D错误。
3.A【解析】小滑块恰好要滑动时,最大静摩擦力提供向心力μmg=mRω2,所以小圆盘转动的角速度为ω=,A点的线速度为vA=R·ω=,所以B点的线速度大小为vB=vA=,则B点的角速度为ωB== 。B、C、D错误,A正确。
4.D【解析】子弹穿过两个弹孔所需的时间为t1=,若子弹从B点穿出,则圆筒需要转过的最小角度为π-θ,当圆筒转过的角度最小时,圆筒转动的时间最短,对应的子弹速度最大,此时圆筒转动的时间t2=,且t1=t2,即有=,解得v=,故选D。
5.A【解析】轻杆上固定的两小球a和b绕竖直定轴OO'匀速转动,两球在相等的时间内转过相等的圆心角,得两球角速度相等,由v= ωr,可知,半径大,线速度大,由图可知,得a球的线速度比b球的小。
6.A【解析】小球在盘边缘共有4个均匀分布的落点,说明每转动后就有一个小球落在圆盘的边缘,故(n=0,1,2…),,故角速度为rad/s(n=0,1,2…),当n=0时,则N,当n=1时,则N,当n=2时,则。
二、多选题
7.BD【解析】大齿轮与小齿轮通过链条相连,则a、b两点的线速度大小相等,根据,由于半径不相等,所以a、b两点的角速度大小不相等,故A错误,B正确;b、c两点同轴振动,所以b、c两点的角速度大小相等,根据,由于半径不相等,所以b、c两点的线速度大小不相等,故C错误,D正确。
8.BC【解析】一挡和四挡风扇叶片转动的周期之比是====,故A错误;一挡和三挡风扇叶片转动的角速度之比是==,故B正确;四挡和二挡风扇叶片边缘转动的线速度之比是===,故C正确;二挡和一挡风扇叶片转动的角速度之比==,周期之比====,故D错误。
9.AD【解析】因为扇叶有三个,相互夹角为120°,观察者感觉扇叶不动,说明在相邻两次闪光时间间隔内扇叶转过的角度为120°的整数倍,即有θ=k·π(k=1,2,3…);闪光灯每秒闪12次,则闪光周期T= s,则风扇转动的角速度为ω== rad/s=k·8π rad/s(k=1,2,3…)。当k=1时,可得ω=8π rad/s,当k=2时,可得ω=16π rad/s,选A、D。
三、解答题
10.(1) ;(2)
【解析】(1)飞镖水平方向,圆盘转过的圆心角,飞镖射出恰好能穿过圆盘的狭缝 ,代入数据求得 。(2)飞镖水平方向,竖直方向,求得 。
11.(1);(2);(3)见解析
【解析】(1)当第三颗水滴刚要下落时,第一颗水滴恰好进入圆桶小圆孔,则,解得 。
(2)因每隔从水龙头中滴下一个药滴,而在时间内,圆筒转过的角度为,即圆筒至少转动4t0才能接收到一滴药液,则要想使100滴全部都滴入筒中,则完成药料搅拌至少需要桶转动时间 。
(3)为了让每滴水滴入孔中,则圆筒的角速度满足,即(n=1,2,3……) 。
12.(1)车轮的半径R和齿轮的齿数p;(2);(3)
【解析】(1)小车的速度等于车轮的周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积。所以还要测量车轮的半径R和齿轮的齿数p
(2)齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为p。已知单位时间内的脉冲数为n,所以单位时间内齿轮转动圈数为,则有小车速度的表达式
(3)小车行程的表达式
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6.1圆周运动
姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________
一、单选题
1.关于角速度和线速度,下列说法正确的是( )
A.半径一定时,角速度与线速度成正比 B.半径一定时,角速度与线速度成反比
C.线速度一定时,角速度与半径成正比 D.角速度一定时,线速度与半径成反比
2.如图所示,地球上的建筑物会随地球的自转绕地轴OO'做匀速圆周运动,处在赤道附近P处的建筑物与处在北半球、转动半径更小的Q处的建筑物相比( )
A.P处角速度大于Q处角速度 B.P处角速度小于Q处角速度
C.P处线速度大于Q处线速度 D.P处线速度小于Q处线速度
3.如图所示,半径分别为R和2R的两个转盘A、B处于水平面内,两者边缘紧密接触,靠静摩擦传动,均可以绕竖直方向的转轴O1及O2转动。一个小滑块(视为质点)位于转盘A的边缘,已知滑块与转盘间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。现使转盘B的转速逐渐增大,当小滑块恰好要相对于转盘A发生相对运动时,转盘B的角速度大小为( )
A. B. C. D.2
4.一个半径为R的纸质小圆筒,绕其中心轴O匀速转动,角速度为ω。一颗子弹沿半径AO方向由纸筒上点A打进并从纸筒上的点B高速穿出,如图所示,若AB弧所对的圆心角为θ,不计子弹重力。则子弹的最大速度v为( )
A.ωR B. C. D.
5.如图所示,轻杆上固定两小球a和b,O点为轻杆的一端。当轻杆绕竖直定轴OO'匀速转动时,下列说法正确的是( )
A.a球的线速度比b球的小 B.a球的线速度比b球的大
C.a球的角速度比b球的小 D.a球的角速度比b球的大
6.如图所示,在水平匀速转动的圆盘圆心正上方一定高度处,若向同一方向以相同速度每秒抛出N个小球,不计空气阻力,发现小球仅在盘边缘共有4个均匀对称分布的落点,则圆盘转动的角速度可能是( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.如图所示,自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连,后轮与小齿轮共轴,三个轮的半径各不相同。加速行驶时,关于三个轮边缘上分别对应的点a、b和c的说法,正确的有( )
A.a、b两点的角速度大小相等 B.a、b两点的线速度大小相等
C.b、c两点的线速度大小相等 D.b、c两点的角速度大小相等
8.某电风扇的调速器有四挡(一挡转速最低),控制的转速分别为n1=600 r/min,n2=800 r/min,n3=1 000 r/min,n4=1 200 r/min,下列说法中正确的是( )
A.一挡和四挡风扇叶片转动的周期之比是1∶2
B.一挡和三挡风扇叶片转动的角速度之比是3∶5
C.四挡和二挡风扇叶片边缘转动的线速度之比是3∶2
D.二挡和一挡风扇叶片转动的角速度之比等于周期之比
9.夜晚电风扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪12次,风扇转轴O上装有3个扇叶,它们互成120°角,如图所示。当风扇转动时,观察者感觉扇叶不动,则风扇转动的角速度可能是( )
A.8π rad/s B.10π rad/s C.15π rad/s D.16π rad/s
三、解答题
10.一次飞镖比赛中,为了增加比赛的难度,在运动员与圆形靶之间放入一个在竖直面以角速度ω匀速旋转的圆盘,圆盘盘面与圆形靶面平行且它们圆心通过同一中心轴,圆盘上有三个狭缝将圆盘均匀分成三个扇形,圆盘半径足够大,忽略圆盘的厚度和飞镖的长度,当圆盘的一个狭缝处于竖直方向时,运动员将飞镖在中心轴正上方且距离圆盘左侧6m的位置以速度水平射出,飞镖射出恰好能穿过圆盘的狭缝,最终射到靶心O处,圆盘的圆心与靶心间的距离为6m重力加速度g=10m/s2,射出的飞镖做平抛运动,求:
(1)圆盘的ω角速度是多少?
(2)飞镖射出时距中心轴线高度?
11.一半径为R带小孔圆桶内装有待制的药料,通过桶转动持续搅拌药料,并用间歇性的水渗入对其稀释。在桶壁等高位置对称均匀开有四个圆孔,其截面图与侧面图如图甲、乙所示。将桶横放并绕水平固定轴O均匀地顺时针旋转,转动的角速度,在距桶上边缘处有一水龙头,若桶不转动,水一滴一滴流出恰能滴入孔中,每隔产生一滴水。桶转动时,观测发现,当第三颗水滴刚要下落时,第一颗水滴恰好进入圆桶小圆孔。水滴进入孔中便立即渗入药料,下落过程可视为自由落体运动。求:
(1)当地的重力加速度g;
(2)某次搅拌药料从第1颗水滴接触到药料开始计时,共需要100滴水才能完成搅拌任务(含第1颗),则完成药料搅拌至少需要桶转动多长时间;
(3)为了让每滴水滴入孔中,请通过推理计算并给出具体可行的解决方案(不能改变带孔圆桶的结构)。
12.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图,A为光源,B为光电接收器,A、B均固定在小车上,C为小车的车轮,D为与C同轴相连的齿轮,车轮转动时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被B接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示,若实验显示单位时间的脉冲数为n,累积脉冲数为N,试完成下列问题的解答:
(1)要测小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是哪些?
(2)推导小车速度的表达式;
(3)推导小车行程的表达式。
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