物理必修 第二册3.1 怎样描述圆周运动 课堂检测

【精选】3.1怎样描述圆周运动-1练习

一．填空题

1．某大型机动游艺机非常惊险刺激（图），游客在高的高空做360°急速旋转，悬臂半径达，每分1l圈的转速令人热血沸腾.游客旋转的角速度达_______，线速度达________.

2．如图所示是自行车的传动示意图，其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮。当大齿轮Ⅰ（脚踏板）的转速为n（ ）时，则大齿轮的角速度是__________rad/s。若已知道大齿轮Ⅰ的半径r1，小齿轮Ⅱ的半径r2，后轮Ⅲ的半径r3，请用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式v=__________。

3．如图所示，轮O1．O3固定在同一转轴上，轮O1．O2用皮带连接且不打滑。在O1．O2．O3三个轮的边缘各取一点A．B．C，已知三个轮的半径之比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1，则：

(1)A．B．C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC =____________；

(2)A．B．C三点的角速度大小之比ωA∶ωB∶ωC=___________；

(3)A．B．C三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC=____________。

4．游乐场的大型摩天轮匀速旋转，其半径为R，旋转一周需要时间为t.质量为m的小明乘坐的车厢处于摩天轮的最底部，以此刻开始计时．求：小明运动的周期 ____________；小明运动的线速度_________________；小明在最低点时的座椅对他的作用力____________________；

5．如图是自行车结构示意图。某同学为了测定自行车的骑行速度，他测量出大齿轮半径为，小齿轮半径为，后轮半径为，骑行时又测量出脚踏板在t秒内转动n圈。则自行车骑行速度的计算公式为___________。

6．如图为皮带传动装置。点分别为右侧两个共轴的轮缘上的点，为左侧轮缘上的点，三个点到各自轮圆心的距离之比为，则三个点的线速度之比为___________， 角速度之比为____________（皮带不打滑 ）。

7．一物体在水平面内沿半径R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v=0.2m/s，那么它的向心加速度为_____m/s2，它的角速度为_____rad/s。

8．如图为自行车局部示意图，自行车后轮的小齿轮半径R1=4.0 cm，与脚踏板相连的大齿轮的半径R2=10.0 cm．则小齿轮边缘处A点的线速度与大齿轮边缘处B点的线速度之比v1∶v2=_______，小齿轮的角速度和大齿轮的角速度之比1∶2=________．

9．图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为，是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为，小轮的半径为，点和点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑。则三点线速度之比_______，三点角速度之比_____。

10．如图为某种混凝土搅拌机的传动机构，A轮的齿数为N1，B轮的齿数为N2。当A轮顺时针转动，将带动B轮沿______方向转动，A轮和B轮的角速度之比为________。

11．北京和广州的地理纬度分别约为和.北京地面上的物体随地球自转的角速度________（选填“大于”．“等于”或“小于”）广州地面上的物体随地球自转的角速度；北京地面上的物体随地球自转的线速度________（选填“大于”．“等于”或“小于”）广州地面上的物体随地球自转的线速度.

12．如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光30次。风扇的叶片有三片，均匀安装在转轴上。转动时如观察者感觉叶片不动，则风扇的转速是_________r/min。如果观察者感觉叶片有六片，则风扇的转速是________r/min（电动机的转速不超过800r/min）。

13．同轴的两个薄纸圆盘，相距为L,以角速度ω匀速转动(转动方向如图所示)，一颗子弹从左边平行于轴射向圆盘，在两盘上留下两个弹孔，两弹孔与盘心的连线间的夹角为。则这段时间内圆盘转过的最小角度为_________， 子弹的速度可能为___________________。

14．如图1所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动，在圆形卡纸的旁边竖直安装一个改装的电火花计时器，实验时打下的点如图2所示．

（1）要得到角速度的测量值，还需要_________（填器材前的字母标号）．

A．秒表                B．毫米刻度尺

C．圆规                D．量角器

（2）已知电火花计时器使用的交流电的频率为f，则实验还需要测量的物理量及其符号为______________，角速度ω的表达式为ω=____________．

（3）为了避免在圆形卡纸上出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动，则卡纸上打下点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图3所示．这对测量结果________（填“有影响”或“无影响”）．

15．判断正误，在各个小问后面括号中对的填A，错的填B。

（1）做圆周运动的物体，其线速度的方向是不断变化的。（____）

（2）线速度越大，角速度一定越大。（____）

（3）转速越大，周期一定越大。（____）

（4）做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等。（____）

16．如图所示，直径为d的纸制圆筒以角速度绕垂直纸面的轴O匀速转动（图示为截面）。从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转不到半周时，在圆周上留下a．b两个弹孔，已知aO与bO夹角为，则子弹从进入到穿出经过时间为________，子弹的速率为________。

17．如图所示，一张光盘音轨区域的内半径，外半径，径向音轨密度，在唱机中，光盘每转一转，激光头沿径向向外移动一条音轨，激光头对光盘以恒定的线速度运动。若开始放音时，光盘的角速度为，则全部放完时的角速度是________；这光盘的总放音时间是________。

18．家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，磁道为硬磁盘上不同半径的同心圆，A．B为不同磁道上的两个扇区，磁头在读写数据时是不动的，磁盘每转一圈， 磁头沿半径方向跳动一个磁道，电动机使磁盘以7200 r/min的转速匀速转动，则扇区A的线速度_____扇区B的线速度(选填“大于”或“小于”) ;扇区A的角速度等于____ rad/s.

参考答案与试题解析

1．【答案】1.15    19.57   

【解析】

【分析】

【详解】

[1]每分钟11圈，故角速度为

[2]线圈线速度为

2．【答案】       

【解析】【来源】广西南宁市第三十三中学2018-2019学年高一（下）期中段考物理试题

【分析】

【详解】

转速为单位时间内转过的圈数，因为转动一圈，对圆心转的角度为，所以

因为要测量自行车前进的速度，即车轮边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮和轮边缘上的线速度的大小相等，

据可知

已知

则轮的角速度

因为轮和轮共轴，所以转动的相等。

根据可知，前进速度的表达式

3．【答案】2：2：1    1：2：1    2：4：1   

【解析】【来源】广东省东莞市虎门外语学校2019-2020学年高一下学期4月物理试题

【分析】

【详解】

(1)[1]A．B两点靠传送带传动，线速度大小相等，A．C共轴转动，角速度相等，根据可知，则

所以A．B．C三点的线速度大小之比

(2)[2]A．C共轴转动，角速度相等，A．B两点靠传送带传动，线速度大小相等，根据可知

所以A．B．C三点的角速度之比

(3)[3]根据可知，A．B．C三点的加速度之比为

4．【答案】    (1). t    (2).     (3).

【解析】

【详解】小明运动的周期T=t；小明运动的线速度；小明在最低点时：，解得座椅对他的作用力:；

5．【答案】

【解析】【来源】湖北省名校联盟2016-2017学年高二（下)摸底考试物理试题

【分析】

考查圆周运动相关计算。

【详解】

[1]脚踏板转动周期为，则大齿轮的角速度为

大小齿轮线速度相等，即

又小齿轮和后轮的角速度相等，即，则自行车骑行速度为

联立解得。

6．【答案】1：1：2    1：2：2   

【解析】

[1][2]a．b两点为同缘转动，则线速度相等，即

根据

可知

b．c两点为同轴转动，可知角速度相等，即

根据

可知

则三个点的线速度之比为1：1：2；角速度之比为1：2：2。

7．【答案】0.2    1   

【解析】【来源】上海市市北中学2017-2018学年高一下学期期末物理试题

【详解】

[1]向心加速度为

[2]角速度与线速度的关系为：v=ωr，所以

8．【答案】1:15:2

【解析】

【详解】

传动过程中，同一链条上的A．B两点的线速度相等，即vA=vB

所以v1：v2=1：1

根据

所以小齿轮的角速度和大齿轮的角速度之比ω1：ω2=5：2

【点睛】

对于皮带传动装置问题要把握两点一是同一皮带上线速度相等，二是同一转盘上角速度相等。

9．【答案】       

【解析】【来源】上海市建平中学2018-2019学年高一下学期期中（A层卷)物理试题

【详解】

[1]．两点传动转动，所以线速度大小相等，即

．两点同轴转动，所以角速度大小相等，即

根据线速度与角速度的关系可知

则

[2]根据线速度与角速度的关系可知

则

10．【答案】    ①. 逆时针    ②. N2:N1

【解析】

【详解】[1]当A轮顺时针转动，将带动B轮沿逆时针方向转动；

[2]两轮的齿数之比等于半径之比，则

两轮边缘的线速度相等，根据

v=ωr

可得，A轮和B轮的角速度之比为

11．【答案】等于    小于   

【解析】【来源】第四部分期中期末卷高一年级第二学期期中冲刺满分卷

【详解】

[1]．由于北京和广州都绕地轴一起转动，北京地面上的物体随地球自转的角速度与广州地面上的物体随地球自转的角速度相同；
[2]．北京地面上的物体随地球自转的半径小于广州地面上的物体随地球自转的半径，由v=ωr知，北京地面上的物体随地球自转的线速度小于广州地面上的物体随地球自转的线速度．

12．【答案】600    300   

【解析】【来源】上海市金山中学2019-2020学年高二（下)期中物理试题

【分析】

【详解】

[1]观察者感觉叶片不动，说明经过1次闪光间隔，叶片恰好运动到下一片叶片的位置，或者下一片叶片或回到自身所在位置，故

其中，由于转速小于800r/s，故风扇转速为

[2]若观察者感觉有6片叶片，则

13．【答案】        ,   

【解析】【来源】上海市松江二中2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题

【详解】

[1]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

时盘转动的角速度最小为
[2]子弹在A．B间运动的时间等于圆盘转动时间知:

所以

    ,

14．【答案】  (1). D    (2). n个点对应的圆心角θ    (3).     (4). 无影响

【解析】(1) 要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器,故选D；

(2) 根据，，θ是n个点对应的圆心角，t是电火花计时器的打点时间间隔；

(3) 由于点跟点之间的角度没变化，则对测量角速度不影响．

15．【答案】A    B    B    A   

【解析】【来源】安徽省安庆市九一六学校2020-2021学年高一（下）4月物理试题

[1]做圆周运动的物体，其线速度的方向为轨迹上某点的切线，是不断变化的。故该题正确，填A；

[2]根据线速度与角速度的关系，可知，当半径一定时角速度越大，线速度越大，故该题错误，填B；

[3]根据角速度与周期．转速的关系可知，转速越大，周期一定越小，故该题错误，填B；
 

[4]根据做匀速圆周运动的物体线速度大小不变，根据，可知做匀速圆周运动的物体在相等的时间内通过的弧长相等，该题正确，填A。

16．【答案】       

【解析】【来源】第二部分单元卷圆周运动测试卷

【详解】

[1]子弹从进入到穿出经过时间

[2]设子弹的速度为v0，由题意知，子弹穿过两个孔所需时间

解得：

17．【答案】21.6    71.7   

【解析】

【分析】

【详解】

[1]根据R1ω1=R2ω2得

[2]光盘转一圈径向过一条音轨，在半径r1处转一圈所用时间为

同理在半径r2，r3，……rn处转一圈所用时间分别为

……

显然时间t1，t2，t3……tn为一等差数列．据等差数列求和公式，则光盘全部放一遍所用时间为

18．【答案】大于    753.6   

【解析】【来源】上海市长宁区延安中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题

【详解】

[1][2]同轴转动角速度相同，根据v=rω知A扇区线速度大于B扇区的线速度；磁盘上各点的角速度是相等的，所以扇区A的角速度：