高一物理寒假作业同步练习题圆周运动含解析

圆周运动

圆周运动

（1）描述圆周运动的物理量

 ①线速度:描述质点做圆周运动的快慢，大小（是t时间内通过弧长），方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向

②角速度:描述质点绕圆心转动的快慢，大小（单位rad/s），是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度.其方向在中学阶段不研究.

③周期T，频率f ---------做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期. 做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率. 

④的关系：

（2）匀速圆周运动:_______的大小恒定，______、______和______都是恒定不变的，_________和________的大小也都是恒定不变的，是速度大小不变而速度方向时刻在变的_______曲线运动.

【答案】线速度、角速度、周期、频率、向心加速度、向心力、变速

一、单选题（本大题共12小题）

1.做匀速圆周运动的物体，在其运动过程中，变化的物理量是

A. 线速度 B. 角速度 C. 频率 D. 周期

【答案】A

【解析】

对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别。
本题关键是熟悉匀速圆周运动，知道矢量变化包括大小变化、方向变化、大小和方向的同时变化，基础题目。
【解答】
A.线速度的大小不变，但方向变化，A正确；
B.匀速圆周运动的角速度的大小和方向都是不变的，B错误；
匀速圆周运动的周期或频率是固定不变的，CD错误。
故选A。
 

2.做匀速圆周运动的物体，其线速度

A. 大小不变，方向改变 B. 大小改变，方向不变
C. 大小和方向都改变 D. 大小和方向都不变

【答案】A

【解析】

解决本题的关键是把握匀速圆周运动的特点：线速度大小不变，而线速度的方向时刻改变。
【解答】
匀速圆周运动中的“匀速”是指匀速率即线速度的大小大小保持不变，又由于物体做曲线运动的速度方向始终沿轨迹的切线方向，而不同的位置切线方向不同，所以匀速圆周运动的线速度的方向时刻改变，故A正确，BCD错误。
故选A。
 

3.质点做匀速圆周运动，在任意相等的时间内，下列物理量可能不同的是

A. 通过的弧长 B. 通过的位移大小
C. 转过的角度 D. 速度的变化

【答案】D

【解析】

理解匀速圆周运动的特点即可正确解答本题，主要位移与速度的变化量为矢量，包括大小和方向相等．
本题比较简单，考查了匀速圆周运动的特点，在练习时注意标量和矢量的区别．
【解答】质点做匀速圆周运动时，因线速度的大小不变，故在任意相等的时间内通过的圆弧长度相同；位移是矢量，所以在任意相等的时间内通过的位移方向不一定相同，但是位移大小相等；质点做匀速圆周运动时，角速度是不变的，所以在任意相等的时间内转过的角度是相同的；速度的变化是矢量，任意相等的时间内的速度变化方向不一定相同，D符合题意。
 

4.物体在做匀速圆周运动的过程中，关于其线速度的说法正确的是     

A. 大小保持不变，方向时刻改变 B. 大小时刻改变，方向保持不变
C. 大小、方向均保持不变 D. 大小、方向均时刻改变

【答案】A

【解析】

匀速圆周运动的速度的大小不变，方向时刻改变，解决本题的关键掌握匀速圆周运动的特点：速度的大小不变，方向时刻改变。

【解答】

匀速圆周运动的速度的大小不变，方向时刻改变，故A正确，BCD错误； 
故选A。
 

5.对于做匀速圆周运动的物体，下列说法不正确的是

A. 相等的时间内通过的路程相等
B. 相等的时间内通过的弧长相等
C. 相等的时间内通过的位移相同
D. 在任何相等的时间内，连接物体和圆心的半径转过的角度都相等

【答案】C

【解析】

做匀速圆周运动的物体，其角速度、线速度的大小周期均不变，结合匀速圆周运动的性质进行分析即可。
本考查匀速圆周运动的性质与特点，基础题。
【解答】
匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，根据线速度的定义可知，则在相等的时间内，通过的圆弧长度、路程及位移的大小相等，但位移的方向不同，即位移不相同，故AB正确，C错误；
B.做匀速圆周运动的物体其角速度不变，根据角速度的定义可知，在任何相等的时间内，连接物体和圆心的半径转过的角度都相等，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
 

6.关于角速度和线速度，下列说法中正确的是

A. 半径一定，角速度和线速度成正比
B. 半径一定，角速度和线速度成反比
C. 线速度一定，角速度与半径成正比
D. 角速度一定，线速度与半径成反比

【答案】A

【解析】

本题考查线速度与角速度的关系，是一道比较简单的题目。
【解答】
根据知，半径一定，角速度与线速度成正比，故B错误，A正确； 
C.根据知，线速度一定，角速度与半径成反比，故C错误； 
D.根据知，角速度一定，线速度与半径成正比，故D错误。
故选。 
 

7.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上距圆盘中心一定距离处放有一个小木块随圆盘一起转动，木块受哪些力作用

A. 木块受重力、圆盘的支持力和向心力
B. 圆盘对木块的支持力、静摩擦力和重力
C. 圆盘对木块的静摩擦力、支持力和重力以及向心力作用
D. 圆盘对木块的支持力和静摩擦

【答案】B

【解析】

解：小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，
重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力．故B正确，A、C、D错误．
故选：B
对小木块进行运动分析和受力分析，做匀速圆周运动，合力等于向心力，指向圆心，结合运动情况，再对木块受力分析即可．
该题主要考查向心力的来源，要明确圆周运动都需要向心力，向心力是由其他的力来充当的，向心力不是一个单独力．
 

8.航天员在太空做了一个有趣的实验：用长度大约为32cm的细绳拴着一颗小钢球，细绳恰好处于伸直状态，航天员用手指沿垂直细绳方向轻推小球，小球在拉力作用下沿某一平面做匀速圆周运动，2s转动一圈，由此可估测出小球线速度大小约为

A.    B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

解：
小球的线速度为，故C正确；
故选：C。
 

9.一物体做匀速圆周运动的半径为r，线速度大小为v，角速度为，周期为下列关于这些物理量的关系式中，正确的是

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

解：
AD、，故A错误，D正确；
BC、；故BC错误。
故选：D。
直接根据线速度、角速度、周期的定义以及角度的定义出发展开讨论即可．
正确理解线速度的定义，角速度，弧长，能正确推导各量之间的关系是解决本题的关键．
 

10.2019年春节期间电影流浪地球的热播使人们关注到影视中“领航员号”空间站通过让圆形空间站旋转的方法获得人工重力的情形，即刘培强中校到达空间站时电脑“慕斯”所讲的台词“离心重力启动”，空间模型如图，已知空间站半径为1000米，为了使宇航员感觉跟在地球表面上的时候一样“重”，g取，空间站转动的角速度为

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

太空舱中宇航员做匀速圆周运动，图中以O点为圆心匀速转动使宇航员感受到与地球一样的“重力”是向心力所致，根据即可求解。
本题主要考查了向心加速度与角速度的关系式的直接应用，难度不大，属于基础题。
【解答】
空间站中宇航员做匀速圆周运动，使宇航员感受到与地球一样的“重力”是向心力所致，则根据，则，故B正确，ACD错误。
故选B。
 

11.甲、乙两个做匀速圆周运动的质点，它的角速度之比为3：1，线速度之比为2：3，那么下列说法中正确的是

A. 它们的半径之比是9：2 B. 它们的半径之比是1：2
C. 它们的周期之比是2：3 D. 它们的周期之比是1：3

【答案】D

【解析】

解：A、根据知，半径，因为角速度之比为3：1，线速度之比为2：3，则半径之比为2：故A、B错误．
C、周期，角速度之比为3：1，则周期之比为1：故C错误，D正确．
故选：D．
解决本题的关键掌握线速度与角速度、周期之间的关系，并能灵活运用，基础题．
 

12.如图所示，一位同学玩飞镖游戏．圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动．忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则   

A. 飞镖击中P点所需的时间为
B. 圆盘的半径可能为
C. 圆盘转动角速度的最小值为
D. P点随圆盘转动的线速度不可能为

【答案】A

【解析】

本题关键知道恰好击中P点，说明P点正好在最低点，利用匀速圆周运动的周期性和平抛运动规律联立求解。
飞镖做平抛运动的同时，圆盘上P点做匀速圆周运动，恰好击中P点，说明P点正好在最低点被击中，则P点转动的角度1，，结合平抛运动规律即可求解。
【解答】
A.飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此，故A正确；
B.飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则，解得圆盘的半径为：，故B错误；
C.飞镖击中P点，则P点转过的角度满足：1，故，则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误；
D.P点随圆盘转动的线速度为：，当时，，故D错误。
故选A。
 

二、计算题（本大题共3小题）

13.儿童乐园中，一个质量为10kg的小孩骑在木马上随木马一起在水平面内匀速转动。已知转轴距木马5m远，每10s转1圈，把小孩的转动看作匀速圆周运动，求：

小孩转动的角速度。

小孩转动的线速度。

小孩转动的向心加速度。

【答案】

解：周期
角速度；
线速度；
向心加速度。

【解析】略
 

14.某质点做匀速圆周运动的轨道半径为80cm，周期为2s，则它做匀速圆周运动的：
角速度为多大？
线速度多大？
向心加速度多大？

【答案】

解：由公式知：角速度  
线速度    
向心加速度    
答：角速度为。
线速度为
向心加速度为；

【解析】根据角速度跟周期的公式求解角速度大小；
根据线速度跟角速度的公式求解线速度；
根据向心加速度与线速度、角速度的关系式求解；
该题考查了匀速圆周运动公式的应用，题目较简单，熟记公式即可解答；
 

15.一半径为R的雨伞绕伞柄以角速度的速度匀速旋转，如图所示，伞边缘距地面高h，甩出的水滴在地面上形成一个圆，求此圆半径r为多少

【答案】

【解析】雨滴离开伞边缘后沿切线方向水平抛出，特别注意不是沿半径方向飞出，其间距关系如图所示俯视图．

雨滴飞出的速度大小为
雨滴做平抛运动在竖直方向上有，水平方向上有
由几何关系知，雨滴半径
解以上几式得．