2018-2019学年高中物理第五章曲线运动课时提升作业四5.4圆周运动新人教版必修2(重点资料).doc

课时提升作业 四 圆 周 运 动

(20分钟 50分)

一、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)

1.(2018·兰州高一检测)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是 A.线速度不变 C.周期不变

B.运动状态不变

D.物体处于平衡状态

( )

【解析】选C。匀速圆周运动指速度大小不变的圆周运动,线速度的方向时刻在变,故A项错误;由于线速度是变化的,故匀速圆周运动的运动状态改变,故B项错误;匀速圆周运动周期是不变的,故C项正确;匀速圆周运动合外力指向圆心,大小不变,方向时刻变化,有向心加速度,故是非平衡状态,故D项错误。 【补偿训练】

(多选)(2018·济南高一检测)大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施,如图所示,坐在其中的游客随轮的转动而做匀速圆周运动,对此有以下说法,其中正确的是 ( )

A.游客处于一种平衡状态 B.游客做的是一种变加速曲线运动 C.游客做的是一种匀变速运动

D.游客的速度和加速度都在不断地改变着

【解析】选B、D。游客随轮的转动而做匀速圆周运动,合力提供向心力,不是平衡状态,故A项错误;游客随轮的转动而做匀速圆周运动,加速度方向指向圆心,时刻改变,是一种变加速曲线运动,故B项正确,C项错误;游客随轮的转动而做匀速圆周运动,速度和加速度的大小不变,但方向时刻改变,故游客的速度和加速度都是变化的,故D项正确。 2.(2018·武汉高一检测)如图所示,电风扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪30次,风扇转轴O上装有3个扇叶,它们互成120°角,当风扇转动时,观察者感觉扇叶不动,则风扇转速不可能是 ( )

1

A.600 r/min C.1 200 r/min

B.900 r/min D.3 000 r/min

【解析】选B。因为电扇叶片有三个,相互夹角为120°,现在观察者感觉扇叶不动,说明在

闪光时间里,扇叶转过三分之一、或三分之二,或一周…即转过的角度θ=πn,n=1,2,3…,由于

光源每秒闪光30次,所以电扇每秒转过的角度为θ=πn,转速为10n r/s=600n r/min,所以

n=1时,转速为600 r/min,n=2时,转速为1 200 r/min,n=5时,转速为3 000 r/min,故A、C、D项正确,B项错误。

3.(2018·玉林高一检测)如图是自行车传动装置的示意图,其中Ⅰ是半径为R1的大链轮,Ⅱ是半径为R2的小飞轮,Ⅲ是半径为R3的后轮,假设脚踏板的转速为n(单位:r/s),则自行车后轮边缘的线速度为 ( )

A. B.

C. D.

【解析】选D。转速为单位时间内转过的圈数,所以ω=2πn,因为要测量自行车车轮Ⅲ边缘上的线速度的大小,根据题意知:轮Ⅰ和轮Ⅱ边缘上的线速度大小相等,据v=rω可知:R1ω1=R2

ω2,已知ω1=2πn,则轮Ⅱ的角速度ω2=等即ω3=ω2,根据v=rω可知,v3=R3ω3

ω1=

。因为轮Ⅱ和轮Ⅲ共轴,所以转动的ω相

=

2

,故D项正确。

4.(2018·梅河口高一检测)为了测定子弹的飞行速度,在一根水平放置的轴杆上固定着两个薄圆盘A、B,A、B平行且相距2 m,轴杆的转速为60 r/s,子弹穿过两盘留下两个弹孔a、b,测得两弹孔所在的半径间的夹角为30°,如图所示,则该子弹的速度可能( ) A.300 m/s C.1 080 m/s

B.720 m/s D.1 440 m/s

【解析】选D。30°=,子弹的速度是很大的,一般方法很难测出,利用圆周运动的周期性,

可以比较方便地测出子弹的速度。子弹从A盘到B盘,盘转过的角度为:θ=2πn+(n=0,1,2…),盘转动的角速度:ω=2πf=2πn=2π·60 rad/s=

120π rad/s(n为转速);子弹在A、B间运动的时间等于圆盘转动时间,即:t==,转动的时

间:t=;所以:v===(n=0,1,2…),n=0时,v=1 440 m/s, n=1

时,v= m/s≈111 m/s,故D项正确,A、B、C项错误。

【补偿训练】

(多选)如图所示,竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为R,上部侧面A处开有小口,在小口A的正下方h处亦开有与A大小相同的小口B,小球从小口A沿切线方向水平射入筒内,使小球紧贴筒内壁运动,要使小球从B口处飞出,小球进入A口的速度v0可能为

( )

A.πR B.πR

3

C.4πR D.4πR

【解析】选B、C、D。小球在竖直方向做自由落体运动,所以小球在桶内的运动时间

为:t=,在水平方向,以圆周运动的规律来研究,则得:t=n·,

(n=1,2,3…),所以 v0=

=2πnR,(n=1,2,3…),当n=1时,取最小值,

所以最小速率为:v0=πR,当n=2时,v0=2πR,当n=3时,v0=3πR,当n=4时,v0=4

πR,故B、C、D项正确。

二、计算题(10分。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) 5.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、最小速度是多大?

(3)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?

【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:v小=ωr1

其中ω=2πn=2π×rad/s=π rad/s v小=ωr1=π×0.2 m/s=0.2π m/s

缠满时速度最大:v大=ωr2=π×0.8 m/s=0.8π m/s。

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