2019-2020学年高中物理第五章曲线运动第4节圆周运动课时作业含解析 人教版必修2

2019-2020学年高中物理第五章曲线运动第4节圆周运动课时作业含解析 人教版必修2

第4节　圆周运动 基础训练 ‎1.质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是(　C　)‎ A.因为v=ωr,所以线速度v与轨道半径r成正比 B.因为ω=,所以角速度ω与轨道半径r成反比 C.因为ω=2πn,所以角速度ω与转速n成正比 D.因为ω=,所以角速度ω与周期T成正比 解析:公式v=ωr是三个物理量的关系式,线速度v由r和ω共同决定,当角速度ω一定时,线速度v才与半径r成正比,当线速度v一定时,角速度ω才与半径r成反比。故选项C正确。‎ ‎2.圆周运动的线速度v、角速度ω、周期T、转速n以及半径r之间的关系式正确的是(　B　)‎ A.v=2πn B.v=2πnr C.v= D.v=‎ 解析:由v=ωr和ω==2πn得v =2πnr,选项B正确。‎ ‎3.翻滚过山车是大型游乐园里比较刺激的一种娱乐项目。如图所示,翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下,过M点时速度方向如图所示,在圆形轨道内经过A,B,C三点。下列说法正确的是(　B　)‎ A.过山车做匀速运动 B.过山车做变速运动 C.过山车受到的合力等于零 D.过山车经过A,C两点时的速度方向相同 解析:过山车做曲线运动,其速度方向时刻变化,速度是矢量,故过山车的速度是变化的,即过山车做变速运动,A错误,B正确;做变速运动的过山车具有加速度,由牛顿第二定律可知过山车所受合力一定不为零,C错误;过山车经过A点时,速度方向竖直向上,经过C点时,速度方向竖直向下,D错误。‎ ‎4.(2018·浙江4月选考) A,B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图),在相同时间内,它们通过的路程之比是4∶3,运动方向改变的角度之比是3∶2,则它们(　A　)‎ 7‎ A.线速度大小之比为4∶3‎ B.角速度大小之比为3∶4‎ C.圆周运动的半径之比为2∶1‎ D.向心加速度大小之比为1∶2‎ 解析:圆周运动中线速度定义为单位时间内的圆弧长,即v=,则线速度之比为4∶3,A正确;角速度定义为单位时间内转过的角度,即ω=,且运动方向改变角度等于转动角度,则角速度之比为3∶2,B错误;根据线速度和角速度的关系得,R=,则半径之比为8∶9,C错误;根据向心加速度公式得,a=vω,则向心加速度之比为2∶1,D错误。‎ ‎5.如图所示为市场出售的苍蝇拍,拍柄长约‎30 cm。这种苍蝇拍实际使用效果并不理想,有人尝试将拍柄增长到‎60 cm。若挥拍时手的动作完全相同,则这样的改装其作用在于(　A　)‎ A.线速度变大 B.角速度变小 C.向心加速度变小 D.向心力变小 ‎6.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ωP和ωQ,线速度大小分别为vP和vQ,则(　B　)‎ A.ωP<ωQ,vPvQ 解析:扳手上的P,Q两点在同一个转轴上,故角速度相等,所以A,C错误;由v=ωr知,vPvc 7‎ ‎,选项B正确。‎ ‎8.如图所示是便携式放音机的基本运动结构示意图,在放音乐时,通过压带轮、收带轮和供带轮的互动,使磁带通过磁头产生磁信号。则放音机正常放音过程中(　B　)‎ A.应保持收带轮的角速度不变 B.应保持供带轮边缘的线速度不变 C.收带轮的线速度应逐渐减小 D.压带轮、收带轮和供带轮三者的角速度相同 解析:放音机正常工作时,磁带通过磁头的速率不变,故放音时,压带轮、收带轮和供带轮三者边缘的线速度相同,应均保持不变,选项B正确。放音过程中收带轮的半径逐渐增大,由v=ωr得,线速度不变,则角速度应逐渐减小。‎ ‎9.某钢厂利用滚轴装置使钢板水平移动,滚轴与钢板之间无相对滑动。关于钢板运动的速度v1和滚轴边缘A点的线速度v2的大小关系,正确的是(　C　)‎ A.v1>v2 B.v1R),如图所示。跑道上停有一辆小车,现从P点水平抛出小沙袋,使其落入小车中(沙袋所受空气阻力不计)。问:‎ ‎(1)当小车分别位于A点和B点时(∠AOB=90°),沙袋被抛出时的初速度各为多大;‎ ‎(2)若小车在跑道上运动,则沙袋被抛出时的初速度v0在什么范围内;‎ ‎(3)若小车沿跑道顺时针运动,当小车恰好经过A点时,将沙袋抛出,为使沙袋能在B处落入小车中,小车的速率v应满足什么条件。‎ 解析:(1)沙袋从P点被抛出后做平抛运动,设它的落地时间为t,则h=gt2,t=, ①‎ 当小车位于A点时,‎ 有 xA=vAt=L-R, ②‎ 联立①②得 vA=(L-R);‎ 当小车位于B点时,‎ 有xB=vBt=,③‎ 联立①③得vB=。‎ ‎(2)若小车在跑道上运动,要使沙袋落入小车,最小的抛出速度为 v0min=vA=(L-R); ④‎ 若小车经过C点时沙袋刚好落入,抛出时的初速度最大,有 xC=v0maxt=L+R,⑤‎ 联立①⑤得v0max=vC=(L+R),‎ 7‎ 所以沙袋被抛出时的初速度范围为 ‎(L-R)≤v0 ≤(L+R)。‎ ‎(3)要使沙袋能在B处落入小车中,小车运动的时间应与沙袋下落的时间相同,‎ tAB=(n+)(n=0,1,2,3,…),‎ tAB=t=,‎ 得v=(n=0,1,2,3,…)。‎ 答案:(1)(L-R)　‎ ‎(2)(L-R)≤v0≤(L+R)‎ ‎(3)v=(n=0,1,2,3,…)‎ 7‎