内容正文:
圆周运动基础练习卷
一、单选题
1.如图所示,一半径为的雨伞绕伞柄在水平面以角速度匀速旋转,伞边缘距地面的高度为,伞边缘甩出的水滴在地面上形成一个圆,重力加速度大小为,每个甩出的水滴在空中的运动可视为平抛运动,则圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】水滴被甩出后做平抛运动,初速度方向与伞的半径垂直,由圆周运动速度角速度关系得
竖直方向
水平方向的位移
解得
平抛运动水平方向的位移与离开伞时的伞的半径垂直,因此地面圆的半径
故选A。
2.做匀速圆周运动的物体,若角速度为ω,轨道半径为r,线速度的大小为v,则下列关系式正确的是( )
A.v=ωr B.
C. D.
【答案】A
【详解】物体做匀速圆周运动,根据角速度与线速度的关系有
故选A。
3.如图所示,、是自行车后轮边缘上的两点,后轮悬空转动时,这两点的线速度( )
A.大小相等,方向相同
B.大小相等,方向不同
C.大小不等,方向相同
D.大小不等、方向不同
【答案】B
【详解】后轮悬空转动时,、两点为同轴转动,角速度相等,且、两点到轴心的距离相等,由可知,两点的线速度大小相等;、两点的线速度方向为两点的切线方向,两点的切线方向不同,线速度方向不同。
故选B。
4.某同学荡秋千过最低点时,如图所示,绳上两点的角速度分别为、,线速度分别为、,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因a、b两点绕相同的转动轴转动,可知两点角速度相等,即
根据v=rω,因可知,。
故选B。
5.如图所示,门上有两个点a和b(可视为质点),某同学在开门时,关于门上a、b两点的线速度和角速度的大小关系是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】由题意,a、b两点同轴转动,则角速度相等,即
由公式
而
则线速度。
故选D。
6.一把打开的雨伞边缘半径为,伞边缘距水平地面的高度为,当该雨伞以角速度水平旋转时,雨点自边缘甩出下落,在地面上形成一个大圆圈。已知重力加速度为,则雨滴甩出后落地的水平位移为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】雨点被甩出后,做平抛运动
水平方向
竖直方向
其中
解得,A正确。
故选A。
7.下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A.物体受到的合力不为零时,一定做曲线运动
B.做平抛运动的物体,其加速度大小不变,方向时刻改变
C.两个匀变速直线运动的合运动可能是曲线运动
D.做匀速圆周运动的物体,所受到的合外力为零
【答案】C
【详解】A.合力不为零时,若合力方向与速度方向共线,物体做匀变速直线运动,A错误;
B.平抛运动的加速度恒为重力加速度,方向始终竖直向下,B错误;
C.两个匀变速直线运动的合加速度恒定,若合初速度与合加速度方向不共线,则合运动为曲线运动,C正确;
D.匀速圆周运动需要向心力,合外力提供向心力,大小不为零,D错误。
故选C。
8.石磨是劳动人民智慧的结晶。如图所示,M、N为石磨推柄上的两点,在石磨绕竖直轴转动的过程中,下列说法正确的是( )
A.M点的角速度比N点的角速度小 B.M点的角速度比N点的角速度大
C.M点的线速度比N点的线速度小 D.M点的线速度比N点的线速度大
【答案】C
【详解】AB.由题意可知,两点为同轴转动,所以角速度相等,故AB错误;
CD.根据
可知,M点的运动半径小于N点的半径,则M点的线速度比N点的线速度小,故C正确,D错误。
故选C。
9.下列关于匀速圆周运动的描述中正确的是( )
A.匀速圆周运动是匀速运动
B.匀速圆周运动是匀变速运动
C.匀速圆周运动是加速度变化的运动
D.匀速圆周运动相等的时间内速度变化量相等
【答案】C
【详解】匀速圆周运动的加速度方向在变,匀速圆周运动是加速度变化的运动,相等的时间内速度变化量大小相等,方向不同。
故选C。
10.如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑,其半径分别为r1、r2、r3.若甲轮的角速度为ω1,则丙轮的角速度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】三个轮子为摩擦传动,故三轮边缘线速度大小相等,则
整理得到
故选A。
二、多选题
11.如图所示为小朋友喜欢的玩具飞行竹蜻蜓,竹蜻蜓的翅膀是一片长20cm的竹片,正中间打孔,用以安装竹柄。小朋友用手搓动竹蜻蜓的竹柄,在内使竹柄匀速转动5圈,随后迅速松开双手,竹蜻蜓竖直向上飞行,则竹蜻蜓起飞时其竹翅膀( )
A.旋转的角速度为
B.旋转的角速度为
C.最外端点的线速度大小为
D.最外端点的线速度大小为
【答案】AD
【详解】AB.竹蜻蜓在内使竹柄匀速转动5圈,则角速度
故A正确,B错误;
CD.竹蜻蜓最外端点的线速度大小
结合上述解得
故C错误,D正确。
故选AD。
12.在图中, 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, 接触面上没有相对滑动。下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【详解】AB.在不打滑传动装置中,边缘上的线速度相等,即
又因为
所以
A错误,B正确;
C.同轴的圆周上其角速度相等,根据
可知
C正确;
D.根据
可知
D正确。
故选BCD。
13.下列关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的有关说法中正确的是( )
A.若甲、乙两物体的线速度相等,则角速度一定相等
B.若甲、乙两物体的角速度相等,则线速度一定相等
C.若甲、乙两物体的周期相等,则角速度一定相等
D.若甲、乙两物体的周期相等,则转速一定相等
【答案】CD
【详解】AB.由速度与角速度关系v=ωr可知,只有在甲乙转动半径r相等时,若线速度相等,则角速度一定相等,若角速度相等,则线速度一定相等,故AB错误;
C.由角速度与周期关系可知,甲、乙两物体的周期相等时,角速度一定相等,故C正确;
D.由周期与转速关系,得T相等,则转速n相等,故D正确。
故选CD。
14.下列说法正确的是( )
A.平抛运动是匀变速曲线运动
B.做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心
C.物体做匀速率曲线运动时,其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
D.所受合外力方向与速度方向不在一条直线上的物体,肯定做变加速曲线运动
【答案】AC
【详解】A.物体做平抛运动,只受重力,其加速度为重力加速度,为匀变速运动,又轨迹为曲线,可知平抛运动是匀变速曲线运动,故A正确;
B.做匀速圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心,做圆周运动的物体受到的合力方向可不指向圆心,故B错误;
C.物体做匀速率曲线运动时,速率保持不变,可知其所受合外力的方向总是与速度方向垂直,故C正确;
D.物体所受合外力方向与速度方向不在一条直线上,物体做曲线运动,当合外力不变时,物体做匀变速曲线运动,当合外力变化时,物体做变加速曲线运动,故D错误。
故选AC。
15.如图所示的皮带传动装置,主动轮上两轮的半径分别为和r,从动轮的半径为,A、B、C分别为轮缘上的三点,设皮带不打滑,则下列说法正确的是( )
A.A、B、C三点的线速度大小之比
B.A、B、C三点的线速度大小之比
C.A、B、C三点的角速度之比
D.A、B、C三点的角速度之比
【答案】BC
【详解】A B.B、C为同皮带传动,所以有
A、B点属于同轴传动,所以,又根据可得
所以
故A错误,B正确;
C D.根据线速度与角速度之关系有
得
,A、B点属于同轴传动,所以,所以
故C正确,D错误;
故选BC。
三、解答题
16.火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°。已知,,在此10s时间内,求:
(1)火车转弯的角速度;
(2)火车转弯的半径r。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)因为指南针在10s内匀速转过了约10°,根据角速度的定义式
(2)由于火车的运动可看作匀速圆周运动,根据
解得
17.三个物体A、B、C分别静止在北京、上海、广州。关于三个物体随地球自转的运动,试分析:
(1)周期的大小关系;
(2)角速度的大小关系;
(3)线速度的大小关系。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)由于三个物体A、B、C分别静止在北京、上海、广州随地球自转,则周期相等,均等于地球的自转周期,则有
(2)根据角速度与周期的关系有
可知
(3)北京、上海、广州的纬度北京最大,上海次之,广州最小,则三个物体随地球自转做圆周运动的轨道半径关系有
根据线速度与角速度的关系有
则三个物体的线速度的关系为
18.工程技术上常用转速描述圆周运动,转速是指物体单位时间内转过的圈数,常用符号n表示,单位有转每秒或转每分(符号r/s或r/min)。如果某质点沿半径为1m的轨道做匀速圆周运动的转速是120 r/min,求:(π=3.14)
(1) 质点做匀速圆周运动的线速度大小;
(2) 质点做匀速圆周运动的角速度大小;
(3) 经过1s时间质点发生的位移大小。
【答案】(1)12.56m/s;(2)12.56rad/s;(3)0
【详解】(1)质点做匀速圆周运动的线速度大小为
(2)质点做匀速圆周运动的角速度大小为
(3)质点的周期为
经过1s时间质点发生的位移大小为0。
答案第10页,共12页
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圆周运动基础练习卷
一、单选题
1.如图所示,一半径为的雨伞绕伞柄在水平面以角速度匀速旋转,伞边缘距地面的高度为,伞边缘甩出的水滴在地面上形成一个圆,重力加速度大小为,每个甩出的水滴在空中的运动可视为平抛运动,则圆的半径为( )
A. B. C. D.
2.做匀速圆周运动的物体,若角速度为ω,轨道半径为r,线速度的大小为v,则下列关系式正确的是( )
A.v=ωr B.
C. D.
3.如图所示,、是自行车后轮边缘上的两点,后轮悬空转动时,这两点的线速度( )
A.大小相等,方向相同
B.大小相等,方向不同
C.大小不等,方向相同
D.大小不等、方向不同
4.某同学荡秋千过最低点时,如图所示,绳上两点的角速度分别为、,线速度分别为、,则( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,门上有两个点a和b(可视为质点),某同学在开门时,关于门上a、b两点的线速度和角速度的大小关系是( )
A., B.,
C., D.,
6.一把打开的雨伞边缘半径为,伞边缘距水平地面的高度为,当该雨伞以角速度水平旋转时,雨点自边缘甩出下落,在地面上形成一个大圆圈。已知重力加速度为,则雨滴甩出后落地的水平位移为( )
A. B. C. D.
7.下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A.物体受到的合力不为零时,一定做曲线运动
B.做平抛运动的物体,其加速度大小不变,方向时刻改变
C.两个匀变速直线运动的合运动可能是曲线运动
D.做匀速圆周运动的物体,所受到的合外力为零
8.石磨是劳动人民智慧的结晶。如图所示,M、N为石磨推柄上的两点,在石磨绕竖直轴转动的过程中,下列说法正确的是( )
A.M点的角速度比N点的角速度小 B.M点的角速度比N点的角速度大
C.M点的线速度比N点的线速度小 D.M点的线速度比N点的线速度大
9.下列关于匀速圆周运动的描述中正确的是( )
A.匀速圆周运动是匀速运动
B.匀速圆周运动是匀变速运动
C.匀速圆周运动是加速度变化的运动
D.匀速圆周运动相等的时间内速度变化量相等
10.如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑,其半径分别为r1、r2、r3.若甲轮的角速度为ω1,则丙轮的角速度为( )
A. B. C. D.
二、多选题
11.如图所示为小朋友喜欢的玩具飞行竹蜻蜓,竹蜻蜓的翅膀是一片长20cm的竹片,正中间打孔,用以安装竹柄。小朋友用手搓动竹蜻蜓的竹柄,在内使竹柄匀速转动5圈,随后迅速松开双手,竹蜻蜓竖直向上飞行,则竹蜻蜓起飞时其竹翅膀( )
A.旋转的角速度为
B.旋转的角速度为
C.最外端点的线速度大小为
D.最外端点的线速度大小为
12.在图中, 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, 接触面上没有相对滑动。下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
13.下列关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的有关说法中正确的是( )
A.若甲、乙两物体的线速度相等,则角速度一定相等
B.若甲、乙两物体的角速度相等,则线速度一定相等
C.若甲、乙两物体的周期相等,则角速度一定相等
D.若甲、乙两物体的周期相等,则转速一定相等
14.下列说法正确的是( )
A.平抛运动是匀变速曲线运动
B.做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心
C.物体做匀速率曲线运动时,其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
D.所受合外力方向与速度方向不在一条直线上的物体,肯定做变加速曲线运动
15.如图所示的皮带传动装置,主动轮上两轮的半径分别为和r,从动轮的半径为,A、B、C分别为轮缘上的三点,设皮带不打滑,则下列说法正确的是( )
A.A、B、C三点的线速度大小之比
B.A、B、C三点的线速度大小之比
C.A、B、C三点的角速度之比
D.A、B、C三点的角速度之比
三、解答题
16.火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°。已知,,在此10s时间内,求:
(1)火车转弯的角速度;
(2)火车转弯的半径r。
17.三个物体A、B、C分别静止在北京、上海、广州。关于三个物体随地球自转的运动,试分析:
(1)周期的大小关系;
(2)角速度的大小关系;
(3)线速度的大小关系。
18.工程技术上常用转速描述圆周运动,转速是指物体单位时间内转过的圈数,常用符号n表示,单位有转每秒或转每分(符号r/s或r/min)。如果某质点沿半径为1m的轨道做匀速圆周运动的转速是120 r/min,求:(π=3.14)
(1) 质点做匀速圆周运动的线速度大小;
(2) 质点做匀速圆周运动的角速度大小;
(3) 经过1s时间质点发生的位移大小。
答案第10页,共12页
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