内容正文:
考点3 匀速圆周运动、线速度、角速度、向心加速度
真题演练
1.A 【解析】两小球a和b的角速度相等,由v= ωr可知,半径大,线速度大,故选A.
2.B 【解析】根据题意可知,保持脚踏轮M以恒定角速度转动,则脚踏轮M边缘的线速度大小不变,开始时,通过链条使Q轮与脚踏轮M连接,则Q轮边缘的线速度大小等于脚踏轮M边缘的线速度大小,设脚踏轮M边缘的线速度大小为v,由公式v=ωr可得,后轮的角速度ω=,同理可知,改为通过链条使P轮与脚踏轮M连接,后轮的角速度ω'=,由于rQ<rP,则有ω>ω',即后轮角速度变小,由公式T=可知,后轮的周期变大.
3.C 【解析】角速度关系:M、N两点固定在同一推柄上,绕同一转轴转动,属于同轴转动.同轴转动的各点角速度相等,因此M、N两点的角速度大小相同,排除选项A、B.线速度关系:线速度公式为v=ωr,其中ω为角速度,r为质点到转轴的距离.由图可知,N点到转轴的距离大于M点到转轴的距离(即rN>rM),且ω相同,因此:vN=ωrN>vM=ωrM)故M点的线速度比N点小,选项C正确,D错误.
4.BD 【解析】AB选项,a、b两点是链条传动,线速度大小相等,故A错误,B正确.CD选项,b、c两点是同轴转动,角速度相等,故C错误,D正确.
模拟训练
1.C 【解析】匀速圆周运动线速度是矢量,大小不变,方向为切线方向,时刻变化,故A错误;匀速圆周运动向心加速度是矢量,大小不变,但方向指向圆心,时刻变化,故B错误;周期是标量,匀速圆周运动的周期固定,故C正确.故选C.
2.B 【解析】圆周运动的线速度方向沿切线方向,垂直于半径,A错误;周期T是做匀速圆周运动的物体运动一周所用时间,B正确;匀速圆周运动是线速度大小不变,方向改变,C错误;根据:v=ωr,半径一定时,线速度大小与角速度大小成正比,D错误.故选B.
3.B 【解析】 小球做匀速圆周运动,故小球所受合外力大小不变,方向不断改变,而小球的速度、加速度方向也不断变化,只有角速度不变.
4.B 【解析】跳跳球绕右脚做圆周运动,同轴转动,则A、B两点的角速度相等,即:ωA=ωB,故CD错误;根据v=ωr,且rB>rA,则vA<vB,故A错误,B正确.故选B.
5.B 【解析】 由于P、Q两点属于同轴转动,所以P、Q两点的角速度是相等的,即ωP=ωQ,同时由图可知,Q点到螺母的距离比较大,由v=rω可知,Q点的线速度大,即vP<vQ,故B正确.
6.A 【解析】 M、N两点的线速度大小相等,根据a=可知aM∶aN=1∶2,故选A.
7.AC 【解析】依题意,三点为同轴转动,所以这三点的周期关系为:TA=TB=TC,故A正确;根据ω=,可知这三点的角速度大小关系为:ωA=ωB=ωc,故B错误;根据v=ωr,可知这三点的线速度大小关系为: vA=vC>vB,故C正确;根据a=ω2r,可知这三点的向心加速度大小关系为aA=aC>aB,故D错误.故选AC.
8.BC 【解析】M、N两点的线速度大小相等;根据v=ωr,由于M点的运动半径大于N点的运动半径,可知M点的角速度小于N点的角速度.
9.AC 【解析】根据题意可知,由于两儿童绕同一点转动,所以他们的角速度相同,由公式v=ωr可知,由于男孩的转动半径较大,则男孩的线速度较大.故选AC.
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考点3匀速圆周运动、线速度、角速度、向心加速度
真题演练
》单项选择题
1.(2023广东学考)如图所示,轻杆上固定两小球α和b,0点为轻杆的一端.当轻杆绕竖直定轴O0'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
2.(2023·广东学考)如图所示P、Q为固定在自行车后轮上的两个传动齿轮,与车后轮同角速度转动,通过链条
与脚踏轮M连接,P轮的半径比Q轮的大.保持M以恒定角速度转动,将链条由Q轮换到P轮,则车后轮转动
的()
A.角速度不变
B.角速度变小
C周期不变
D.周期变小
3.(2025广东学考)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
OO转动的过程中,下列说法正确的是()
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石磨转轴
石磨推柄
10
AM点的角速度比N点的角速度小
BM点的角速度比N点的角速度大
CM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
》多项选择题
4.(2024广东学考)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α、b和c的说法,正确的有
()
后轮
大齿轮
小齿轮
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
练基础
1.匀速圆周运动
(1)定义:物体沿着圆周运动,并且线速度的
,这种运动加叫作匀速圆周运动,
(2)性质:线速度的方向是时刻
的所以是一种
运动,这里的“匀速”是指
不变匀速
圆周运动也是角速度
的运动.
2.描述圆周运动的物理量
项目
定义、意义
公式、单位
①描述圆周运动的物体
的物理量();
①=氵
线速度②是
量,某点线速
②单位:m/s
度方向和过该点的半径
垂直,和圆周相切
角速疫描述质点绕圆心】
①w=
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的物理量(w)
②单位:rad/s
①描述
方向改
向心加变的快慢;
①a=;
速度
②方向总指向
,时②单位:m/s2
刻
①周期是物体沿圆周」
周期和所用的时间(T;
①T=
单位:S;
频率
②频率是物体单位时间
②f的单位:
(Hz)
转过的圈数0
2π
(1)ω、T、f三个物理量可互相换算,w=T=2其中任一个确定,其余两个也就确定
(2)线速度v=wr,线速度由r和ω共同决定,当半径一定时,线速度与角速度成正比;当ω一定时,线速度与半径
成正比
(3)实际工农业生产中,经常用转速来描述匀速圆周运动的快慢,转速的单位为转/秒rs).
参考答案
1.(1)大小处处相等
(2)变化变速速率不变
2.
项目
定义、意义
公式、单位
①运动快慢
线速痕
@41
②矢
△t
△0
角速痕
转动快慢
At
①线速痕
V2
向心加速疫
①
②圆心变化
2πr
周期和频率①运动一周
①
②赫兹
例题分析
例1洗衣机的脱水桶如图所示,在甩干衣服时,脱水桶绕竖直轴高速转动,衣服紧贴脱水桶侧壁随之转动.关于
脱水桶上A点和B点的线速度和角速度,下列关系正确的是()
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A.WA=WB,VA<VB
B.@A=WB,VA>VB
C.WA<WB,VA-VB
D.WA>WB,VA=VB
【解析】由于脱水桶上A点和B点是同轴转动,则ω4=w,由于r4<ra,根据线速度与角速度关系V=ωr可知
VA<VB,故选A.
【答案】A
例2(多选)如图所示是某自行车的传动装置,其大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4:1:10,A、B、C是
三个轮边缘上的点设三点的线速度大小分别为VA、VB、Vc,角速度分别为wA、wa、wc,加速度大小分别为
a4、a.、Qc.当支起后轮,三个轮在踏板的带动下一起转动时,下列判断正确的是()
踏板
小齿轮
大齿轮
后轮
A.Wa WB=4 1 B.VA Vc=1:10
C.a4:aB=4:1D.aa:ac=1:40
【解析】A、B的线速度大小相同,根据ω=可得:ωA:ω=ra:T4=1:4,A错误;B、C的角速度相同,则根
据选项A可知:V4:Vc=(w4rA):(wrc)=1:10,B正确;根据a=w2r可得4:a=ωArA:(oBr)=1:4,a4:ac=
oArA:(oBrc)1:40,C错误,D正确故选BD.
【答案】BD
模拟训练
》单项选择题
1.做匀速圆周运动的物体,不变的物理量是()
A.线速度
B.向心加速度
C周期
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2.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是
A.线速度方向沿半径
B.周期T是做匀速圆周运动的物体运动一周所用时间
C.匀速圆周运动是线速度不变的运动
D半径一定时,线速度大小与角速度大小成反比
3如图所示,小球在水平面内做匀速圆周运动.小球在运动过程中
A速度不变
B角速度不变
C受到的合外力不变
D.向心加速度不变
4如图所示,某同学在玩跳跳球,跳跳球绕右脚做圆周运动.设A、B两点线速度大小分别为V4和v,角速度分
别为wA和w.下列说法正确的是
A.VA=VB
B.Va<VE
C.WA>WB
D.@A<WB
5.如图所示,当用扳手拧螺母时,扳手上的P、Q两点的角速度分别为wp和wo,线速度大小分别为vp和vo,则(
)
A.Wp<@o,Vp<VQ
B.Wp=Wo:Vp<VQ
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C.Wp<WQ:Vp-VQ
D.wp=Wo;Vp>VQ
6.如图所示,一同学将自行车悬挂处于静止状态,转动脚踏板使轮盘匀速转动.M为前轮盘边缘上的一点,N为
后轮盘边缘上一点,前、后轮盘的半径比为2:1,则M、N两点的向心加速度之比为()
A.1:2
B.1:1
C.2:1
D.1:4
》多项选择题
7.如图所示,是我国自行研制的"直11"系列直升机,是一种小吨位直升机,可用于轻型武装直升机或运输机,
在直升机螺旋桨上有A、B、C三点其中A、C在叶片的端点,而B在叶片的中点(叶片长度相等).当叶片转
动时()
A.这三点的周期关系为T4=T=Tc
B.这三点的角速度大小关系为w4>wB>wc
C.这三点的线速度大小关系为Va=vc>V
D.这三点的向心加速度大小关系为a4>ag>ac
8如图所示,大、小轮之间靠摩擦传动接触面上没有相对滑动,M、N两点分别位于大、小轮的边缘上.当大
轮带动小轮转动时()
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M
9
●】
AM点的线速度大于N点的线速度
B.M、N两点的线速度大小相等
CM点的角速度小于N点的角速度
D.M、N两点的角速度大小相等
9大部分生活小区里面都有健身娱乐器材,其中跷跷板深受儿童喜爱如图所示,跷跷板的支点位于板的中点,
小男孩到支点的距离比小女孩到支点的距离大.当跷跷板转动时,下列说法正确的是()
A男孩的线速度比女孩的线速度大
B.男孩的线速度比女孩的线速度小
C男孩的角速度与女孩的角速度大小相等
D.男孩的角速度比女孩的角速度小
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