(新課標(biāo))2018-2019學(xué)年高考物理 1.1.4 圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)案.doc
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1.1.4 圓周運(yùn)動(dòng) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心凝煉 1.知道什么是圓周運(yùn)動(dòng),什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 4個(gè)概念——線速度、角速度、周期、頻率的概念 1個(gè)關(guān)系——線速度與角速度關(guān)系v=ωr 5個(gè)公式——v== ω== T==,v=ωr,ω=2πn= 2.知道線速度的物理意義、定義式、矢量性,知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度的特點(diǎn)。 3.知道角速度的物理意義、定義式及單位,了解轉(zhuǎn)速和周期的意義。 4.掌握線速度與角速度的關(guān)系,掌握角速度與轉(zhuǎn)速、周期的關(guān)系。 一、線速度 [觀圖助學(xué)] (1)吊扇工作時(shí)扇葉上某點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)?怎樣描述其運(yùn)動(dòng)的快慢? (2)齒輪工作時(shí)齒輪上某點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)?怎樣描述其運(yùn)動(dòng)的快慢? 1.定義:物體做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)的弧長(zhǎng)與通過(guò)這段弧長(zhǎng)所用時(shí)間的比值。 2.公式:v=__。 3.意義:描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的快慢。 4.方向:線速度是矢量,方向與圓弧相切,與半徑垂直。 5.勻速圓周運(yùn)動(dòng) (1)定義:物體沿著圓周運(yùn)動(dòng),并且線速度大小處處相等的運(yùn)動(dòng)。 (2)性質(zhì):線速度的方向是時(shí)刻變化的,所以圓周運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。 [理解概念] 判斷下列說(shuō)法是否正確。 (1)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,其速度一定是變化的。(√) (2)圓周運(yùn)動(dòng)線速度公式v=中的Δs表示位移。() (3)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等。(√) (4)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同。() 二、角速度 [觀圖助學(xué)] 如圖所示,鐘表上的秒針、分針、時(shí)針以不同的速度做圓周運(yùn)動(dòng)。 (1)秒針、分針、時(shí)針?biāo)鼈冝D(zhuǎn)動(dòng)的快慢相同嗎?相同時(shí)間內(nèi),誰(shuí)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大?誰(shuí)轉(zhuǎn)動(dòng)得最快? (2)請(qǐng)指出秒針、分針和時(shí)針的周期。 答案 (1)不相同。根據(jù)角速度公式ω=知,在相同的時(shí)間內(nèi),秒針轉(zhuǎn)過(guò)的角度最大,時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)的角度最小,所以秒針轉(zhuǎn)得最快。 (2)秒針的周期為60 s,分針的周期為60 min,時(shí)針的周期為12 h。 1.定義:連接物體與圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度與轉(zhuǎn)過(guò)這一角度所用時(shí)間的比值。 2.公式:ω=。 3.意義:描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。 4.單位 (1)角的單位:國(guó)際單位制中,弧長(zhǎng)與半徑的比值表示角的大小,稱為弧度,符號(hào):rad。 (2)角速度的單位:弧度每秒,符號(hào)是rad/s。 5.轉(zhuǎn)速與周期 轉(zhuǎn)速 周期 定義 物體單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù) 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間 符號(hào) n T 單位 轉(zhuǎn)每秒(r/s) 轉(zhuǎn)每分(r/min) 秒(s) [理解概念] 判斷下列說(shuō)法是否正確。 (1)物體轉(zhuǎn)過(guò)的角度越大,則角速度越大。() (2)物體轉(zhuǎn)動(dòng)的越快,則角速度越大。(√) (3)鐘表的秒針、分針、時(shí)針中時(shí)針的角速度最大。() 三、線速度與角速度的關(guān)系 [觀圖助學(xué)] 如圖所示,在騎行自行車的過(guò)程中,圖中A、B、C的線速度大小關(guān)系怎樣?角速度的大小關(guān)系怎樣? 1.在圓周運(yùn)動(dòng)中,線速度的大小等于角速度大小與半徑的乘積。 2.關(guān)系式:v=ωr。 [理解概念] 判斷下列說(shuō)法是否正確。 (1)線速度越大,角速度一定越大。() (2)轉(zhuǎn)速越大,周期一定越大。() (3)線速度越大,周期不一定越大。(√) 描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其關(guān)系 [觀察探究] 如圖1所示是一個(gè)玩具陀螺,a、b、c是陀螺上的三個(gè)點(diǎn);當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí); 圖1 (1)陀螺繞垂直于地面的軸線穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),a、b、c三點(diǎn)角速度和周期各有什么 關(guān)系? (2)a、b、c三點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度有什么關(guān)系? 答案 (1)ωa=ωb=ωc,Ta=Tb=Tc。 (2)va=vc>vb。 [探究歸納] 1.各物理量意義的區(qū)別 (1)線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速都能描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,但它們描述的角度不同。線速度v描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢,而角速度ω、周期T、轉(zhuǎn)速n描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。 (2)要準(zhǔn)確全面地描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢僅用一個(gè)量是不夠的,既需要描述運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,又需要描述轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量。 2.各物理量之間的關(guān)系 [試題案例] [例1] (多選)火車以60 m/s的速率轉(zhuǎn)過(guò)一段彎道,某乘客發(fā)現(xiàn)放在桌面上的指南針在10 s內(nèi)勻速轉(zhuǎn)過(guò)了約10。在此10 s時(shí)間內(nèi),火車( ) A.運(yùn)動(dòng)路程為600 m B.加速度為零 C.角速度約為1 rad/s D.轉(zhuǎn)彎半徑約為3.4 km 解析 在此10 s時(shí)間內(nèi),火車運(yùn)動(dòng)路程s=vt=6010 m=600 m,選項(xiàng)A正確;火車在彎道上運(yùn)動(dòng),做曲線運(yùn)動(dòng),一定有加速度,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;火車勻速轉(zhuǎn)過(guò)10,角速度ω== rad/s= rad/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由v=ωR,可得轉(zhuǎn)彎半徑R== km≈3.4 km,選項(xiàng)D正確。 答案 AD v、ω及r間關(guān)系的理解 (1)由v=ωr知,r一定時(shí),v∝ω;ω一定時(shí),v∝r。v與ω、r間的關(guān)系如圖甲、乙所示。 (2)由ω=知,v一定時(shí),ω∝,ω與r間的關(guān)系如圖甲、乙所示。 [針對(duì)訓(xùn)練1] 關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v、角速度ω和半徑r,下列說(shuō)法正確的是( ) A.若r一定,則v與ω成正比 B.若r一定,則v與ω成反比 C.若ω一定,則v與r成反比 D.若v一定,則ω與r成正比 解析 根據(jù)v=ωr知,若r一定,則v與ω成正比;若ω一定,則v與r成正比;若v一定,則ω與r成反比。故只有選項(xiàng)A正確。 答案 A 幾種常見(jiàn)的傳動(dòng)裝置 [觀察探究] 如圖2為兩種傳動(dòng)裝置的模型圖。 圖2 (1)甲圖為皮帶傳動(dòng)裝置,試分析A、B兩點(diǎn)的線速度及角速度關(guān)系。 (2)乙圖為同軸傳動(dòng)裝置,試分析A、C兩點(diǎn)的角速度及線速度關(guān)系。 答案 (1)皮帶傳動(dòng)時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi),A、B兩點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等,所以兩點(diǎn)的線速度大小相同,又v=rω,當(dāng)v一定時(shí),角速度與半徑成反比,半徑大的角速度小。 (2)同軸傳動(dòng)時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi),A、C兩點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等,所以這兩點(diǎn)的角速度相同,又因?yàn)関=rω,當(dāng)ω一定時(shí),線速度與半徑成正比,半徑大的線速度大。 [探究歸納] 同軸傳動(dòng) 皮帶傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 裝置 A、B兩點(diǎn)在同軸的一個(gè)圓盤上 兩個(gè)輪子用皮帶連接,A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)輪子邊緣的點(diǎn) 兩個(gè)齒輪輪齒嚙合,A、B兩點(diǎn)分別是兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)(兩齒輪的齒數(shù)分別為n1、n2) 特點(diǎn) 角速度、周期相同 線速度大小相同 線速度大小相同 轉(zhuǎn)動(dòng)方向 相同 相同 相反 規(guī)律 線速度與半徑成正比:= 角速度與半徑成反比:=。 周期與半徑成正比:= 角速度與半徑成反比:==。 周期與半徑成正比:= [試題案例] [例2] 如圖3所示,普通輪椅一般由輪椅架、車輪、剎車裝置等組成。車輪有大車輪和小車輪,大車輪上固定有手輪圈,手輪圈由患者直接推動(dòng)。已知大車輪、手輪圈、小車輪的半徑之比為9∶8∶1,假設(shè)輪椅在地面上做直線運(yùn)動(dòng),手和手輪圈之間、車輪和地面之間都不打滑,當(dāng)手推手輪圈的角速度為ω時(shí),小車輪的角速度為( ) 圖3 A.ω B.ω C.ω D.9ω 解析 手輪圈和大車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等,都等于ω,大車輪、小車輪和地面之間不打滑,則大車輪與小車輪的線速度相等,若小車輪的半徑是r,則有v=ω9r=ω′r,小車輪的角速度為ω′=9ω,選項(xiàng)D正確。 答案 D 解答傳動(dòng)問(wèn)題的兩個(gè)關(guān)鍵 (1)繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度ω、轉(zhuǎn)速n和周期T相等,而各點(diǎn)的線速度v=ωr與半徑r成正比。 (2)在皮帶不打滑的情況下,皮帶和皮帶連接的輪子邊緣各點(diǎn)線速度的大小相等,不打滑的摩擦傳動(dòng)兩輪邊緣上各點(diǎn)線速度大小也相等,而角速度ω=與半徑r成反比。 [針對(duì)訓(xùn)練2] (2018德州高一檢測(cè)) (多選)如圖4所示,在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片上有A、B、C三點(diǎn),其中A、C在葉片的端點(diǎn),B在葉片的中點(diǎn)。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),這三點(diǎn)( ) 圖4 A.線速度大小都相等 B.線速度方向都相同 C.角速度大小都相等 D.周期都相等 解析 首先A、B、C屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng),故他們的角速度、周期都相等,故C、D正確;由v=ωr知,它們的半徑r不相等,故線速度的大小不相等,故A錯(cuò)誤;由于是做圓周運(yùn)動(dòng),故線速度的方向位于切線方向,故B錯(cuò)誤。 答案 CD [針對(duì)訓(xùn)練3] (多選)變速自行車靠變換齒輪組合來(lái)改變行駛速度,如圖5是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖,圖中A輪有48齒,B輪有42齒,C輪有18齒,D輪有12齒,則( ) 圖5 A.該車可變換兩種不同擋位 B.該車可變換四種不同擋位 C.當(dāng)A輪與D輪組合時(shí),兩輪的角速度之比ωA∶ωD=1∶4 D.當(dāng)A輪與D輪組合時(shí),兩輪角速度之比ωA∶ωD=4∶1 解析 A輪通過(guò)鏈條分別與C、D連接,自行車可有兩種速度,B輪分別與C、D連接,又可有兩種速度,所以該車可變換4種擋位,故A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)A與D組合時(shí),兩輪邊緣線速度大小相等,A輪轉(zhuǎn)一圈,D轉(zhuǎn)4圈,即=,故C正確,D錯(cuò)誤。 答案 BC 勻速圓周運(yùn)動(dòng)多解問(wèn)題 [要點(diǎn)歸納] 解答勻速圓周運(yùn)動(dòng)多解問(wèn)題的關(guān)鍵 (1)明確兩個(gè)物體參與運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和求解的問(wèn)題。兩個(gè)物體參與的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)雖然獨(dú)立進(jìn)行,但一定有聯(lián)系點(diǎn),其聯(lián)系點(diǎn)一般是時(shí)間或位移等,抓住兩運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系點(diǎn)是解題關(guān)鍵。 (2)注意圓周運(yùn)動(dòng)的周期性造成的多解。分析問(wèn)題時(shí)可暫時(shí)不考慮周期性,表示出一個(gè)周期的情況,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的周期性,在轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ上再加上2nπ,具體n的取值應(yīng)視情況而定。 [試題案例] [例3] 如圖6所示,直徑為d的紙筒繞垂直于紙面的O軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(圖示為截面)。從槍口射出的子彈以速度v沿直徑穿過(guò)圓筒,若子彈穿過(guò)圓筒時(shí)先后在筒上留下A、B兩個(gè)彈孔。則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω需滿足什么條件? 圖6 解析 (1)當(dāng)圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)過(guò)的角度可能為:2nπ+(π-θ),(n=0,1,2…),此時(shí)=,解得ω=v,(n=0,1,2…)。 (2)當(dāng)圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)過(guò)的角度可能為:2nπ+(π+θ),(n=0,1,2…),此時(shí)=,解得ω=v,(n=0,1,2…)。 答案 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ω=v,(n=0,1,2…) 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ω=v,(n=0,1,2…) [針對(duì)訓(xùn)練4] 為了測(cè)定子彈的飛行速度,在一根水平放置的軸桿上固定兩個(gè)薄圓盤A、B,盤A、B平行且相距2 m,軸桿的轉(zhuǎn)速為3 600 r/min。子彈穿過(guò)兩盤留下兩彈孔a、b,測(cè)得兩彈孔所在半徑的夾角θ=30,如圖7所示。則該子彈的速度可能是( ) 圖7 A.360 m/s B.720 m/s C.1 440 m/s D.108 m/s 解析 子彈從A盤到B盤,B盤轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ=2πn+(n=0,1,2,……),B盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω==2πf=2πn=2π rad/s=120π rad/s,子彈在A、B盤間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于B盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間,即=,所以v== m/s(n=0,1,2,…),n=0時(shí),v=1 440 m/s;n=1時(shí),v≈110.77 m/s;n=2時(shí),v=57.6 m/s,故C正確。 答案 C 為什么有時(shí)我們看到車輪是向后旋轉(zhuǎn)的 人們的眼睛看到物體時(shí),反映到視網(wǎng)膜上有一個(gè)停頓的時(shí)間,即視覺(jué)暫留。高速旋轉(zhuǎn)的車輪,人眼是看不清的。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的頻率和人的眼睛視覺(jué)頻率一致時(shí),我們看到的車輪好像是靜止的;當(dāng)轉(zhuǎn)速高于視覺(jué)頻率時(shí),車輪向前轉(zhuǎn);當(dāng)轉(zhuǎn)速低于視覺(jué)頻率時(shí),車輪就是向后旋轉(zhuǎn)了。 這個(gè)現(xiàn)象在日光燈下觀察正在啟動(dòng)或剛剛關(guān)閉電源的電扇就可以體會(huì)到,這是因?yàn)槿展鉄舨皇沁B續(xù)的光源,日光燈每秒鐘明暗變化50次,也就是通常所說(shuō)的閃動(dòng)50次,在日光燈下看到的東西,就是每秒鐘看到50次,而不是連續(xù)看到的。因此電扇的扇葉會(huì)出現(xiàn)一會(huì)兒正轉(zhuǎn),一會(huì)兒靜止,一會(huì)兒倒轉(zhuǎn)的視覺(jué)效果。 1.(對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的理解)(多選)對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等 B.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等 C.相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相等 D.在任何相等的時(shí)間里,連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度都相等 解析 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是指速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng),因此在相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等,弧長(zhǎng)相等,轉(zhuǎn)過(guò)的角度也相等,A、B、D項(xiàng)正確;相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小相等,方向不一定相同,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 ABD 2.(對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)的各量關(guān)系的理解)關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度、角速度、周期的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.線速度大的角速度一定大 B.線速度大的周期一定小 C.角速度大的半徑一定小 D.角速度大的周期一定小 解析 由v=ωr知,v越大,ω不一定越大;ω越大,r不一定越小,故A、C均錯(cuò)誤;由v=知,v越大,T不一定越小,B錯(cuò)誤;而由ω=可知,ω越大,T越小,故D正確。 答案 D 3.(對(duì)線速度與角速度關(guān)系的理解)如圖8所示,翹翹板的支點(diǎn)位于板的中點(diǎn),A、B兩小孩距離支點(diǎn)一遠(yuǎn)一近。在翹動(dòng)的某一時(shí)刻,A、B兩小孩重心的線速度大小分別為vA、vB,角速度大小分別為ωA、ωB,則( ) 圖8 A.vA≠vB,ωA=ωB B.vA=vB,ωA≠ωB C.vA=vB,ωA=ωB D.vA≠vB,ωA≠ωB 解析 因?yàn)閮尚『⒗@同一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),故角速度相同,即ωA=ωB;由于兩人的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不等,根據(jù)v=ωr,可知vA≠vB,選項(xiàng)A正確。 答案 A 4.(傳動(dòng)問(wèn)題)(多選)如圖9所示為一皮帶傳送裝置,右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點(diǎn),左側(cè)是一輪軸,大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2r,b點(diǎn)在小輪上,到小輪中心的距離為r,c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上,若在傳動(dòng)中,皮帶不打滑,則( ) 圖9 A.a點(diǎn)與b點(diǎn)的線速度大小之比是2∶1 B.a點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小之比是2∶1 C.a點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小之比是2∶1 D.c點(diǎn)與d點(diǎn)的角速度大小之比是1∶1 解析 同一皮帶上線速度相等,va=vc,同一輪上角速度相等,ωb=ωc=ωd,再結(jié)合v=ωr,則vb∶vc=1∶2,所以va∶vb=2∶1,ωa∶ωb=2∶1,va∶vc=1∶1,ωc∶ωd=1∶1。故選項(xiàng)A、B、D正確。 答案 ABD 合格性檢測(cè) 1.如圖1所示為一種早期的自行車,這種不帶鏈條傳動(dòng)的自行車前輪的直徑很大,這樣的設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)主要是為了( ) 圖1 A.提高速度 B.提高穩(wěn)定性 C.騎行方便 D.減小阻力 解析 在騎車時(shí),人腳蹬踏板車輪轉(zhuǎn)速一定的情況下,據(jù)公式v=ωr知,輪子半徑越大,車輪邊緣的線速度越大,車行駛得也就越快,故選項(xiàng)A正確。 答案 A 2.靜止在地球上的物體都要隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ) A.它們的運(yùn)動(dòng)周期都是相同的 B.它們的線速度都是相同的 C.它們的線速度大小都是相同的 D.它們的角速度是不同的 解析 如圖所示,地球繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),地球上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期及角速度都是相同的。地球表面上的物體隨地球做圓周運(yùn)動(dòng)的平面是物體所在緯度線平面,其圓心分布在整條自轉(zhuǎn)軸上,不同緯度處物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是不同的,只有同一緯度處的物體轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相等,線速度的大小才相等。但即使物體的線速度大小相同,方向也各不相同。故B、C、D錯(cuò)誤,A正確。 答案 A 3.(2018臨沂高一檢測(cè))某品牌電動(dòng)自行車的銘牌如下: 車型、20吋 (車輪直徑:508 mm) 電池規(guī)格:36 V 12 Ah(蓄電池) 整車質(zhì)量:40 kg 額定轉(zhuǎn)速:210 r/min(轉(zhuǎn)/分) 外形尺寸:L 1 800 mmW 650 mmH 1 100 mm 充電時(shí)間:2~8 h 電機(jī)、后輪驅(qū)動(dòng)、直流永磁式電機(jī) 額定工作電壓/電流36 V/5 A 根據(jù)此銘牌中的有關(guān)數(shù)據(jù),可知該車的額定時(shí)速約為( ) A.15 km/h B.18 km/h C.20 km/h D.25 km/h 解析 由表中信息知:每小時(shí)轉(zhuǎn)21060轉(zhuǎn),則可計(jì)算每小時(shí)走過(guò)的路程為s=πdn=3.1450810-321060 m≈20 km,則時(shí)速為v==20 km/h,選項(xiàng)C正確。 答案 C 4.如圖2所示,當(dāng)用扳手?jǐn)Q螺母時(shí),扳手上的P、Q兩點(diǎn)的角速度分別為ωP和ωQ,線速度大小分別為vP和vQ,則( ) 圖2 A.ωP<ωQ,vP<vQ B.ωP=ωQ,vP<vQ C.ωP<ωQ,vP=vQ D.ωP=ωQ,vP>vQ 解析 由于P、Q兩點(diǎn)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng),所以P、Q兩點(diǎn)的角速度是相等的,即ωP=ωQ;同時(shí)由圖可知Q點(diǎn)到螺母的距離比較大,由v=ωr可知,Q點(diǎn)的線速度大,即vP<vQ,B正確。 答案 B 5.如圖3所示,甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),相互之間不打滑,其半徑分別為r1、r2、r3。若甲輪的角速度為ω1,則丙輪的角速度為( ) 圖3 A. B. C. D. 解析 甲、丙兩輪邊緣的線速度大小相等,即ω1r1=ω3r3,故丙輪的角速度ω3=ω1,A正確。 答案 A 6.如圖4所示為錐形齒輪的傳動(dòng)示意圖,大齒輪帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),大、小齒輪的角速度大小分別為ω1、ω2,兩齒輪邊緣處的線速度大小分別為v1、v2,則( ) 圖4 A.ω1<ω2,v1=v2 B.ω1>ω2,v1=v2 C.ω1=ω2,v1>v2 D.ω1=ω2,v1<v2 解析 由于大齒輪帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),兩者嚙合,所以線速度v1=v2,由于v=ωr,所以ω1r1=ω2r2,又r1>r2,所以ω1<ω2,A正確。 答案 A 7.(多選)如圖5所示皮帶傳送裝置,皮帶輪O和O′上的三點(diǎn)A、B和C,==r,=2r。則皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)A、B、C三點(diǎn)的情況是( ) 圖5 A.vA=vB,vB>vC B.ωA=ωB,vB>vC C.vA=vB,ωB=ωC D.ωA>ωB,vB=vC 解析 A、B是靠傳送帶傳動(dòng)的輪子邊緣上的點(diǎn),所以vA=vB,B、C兩點(diǎn)共軸轉(zhuǎn)動(dòng),所以ωB=ωC。根據(jù)v=rω知,vB>vC。根據(jù)ω=知ωA>ωB。故A、C正確,B、D錯(cuò)誤。 答案 AC 8.(多選)A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在相同的時(shí)間內(nèi)它們通過(guò)的路程之比sA∶sB=2∶3,轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比φA∶φB=3∶2,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.它們的半徑之比RA∶RB=2∶3 B.它們的半徑之比RA∶RB=4∶9 C.它們的周期之比TA∶TB=2∶3 D.它們的轉(zhuǎn)速之比nA∶nB=2∶3 解析 相同時(shí)間內(nèi)A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的線速度之比vA∶vB=sA∶sB=2∶3,ωA∶ωB=φA∶φB=3∶2,則由v=ωR知半徑之比RA∶RB=∶=4∶9,A錯(cuò)誤,B正確;周期之比TA∶TB=ωB∶ωA=2∶3,C正確;轉(zhuǎn)速之比nA∶nB=φA∶φB=3∶2,D錯(cuò)誤。 答案 BC 等級(jí)性檢測(cè) 9.根據(jù)教育部的規(guī)定,高考考場(chǎng)除了不準(zhǔn)考生帶手機(jī)等通訊工具入場(chǎng)處,手表等計(jì)時(shí)工具也不準(zhǔn)帶進(jìn)考場(chǎng),考試是通過(guò)掛在教室里的時(shí)鐘計(jì)時(shí)的,關(guān)于正常轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)鐘,下列說(shuō)法正確的是( ) A.秒針角速度是分針角速度的60倍 B.分針角速度是時(shí)針角速度的60倍 C.秒針周期是時(shí)針周期的 D.分針的周期是時(shí)針的 解析 秒針、分針、時(shí)針周期分別為T1=1 min,T2=60 min,T3=720 min。所以=,=,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤;根據(jù)ω=,==60,==12,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。 答案 A 10.高速或超速離心機(jī)是基因提取中的關(guān)鍵設(shè)備,當(dāng)超速離心機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)80 000 r/min時(shí),則關(guān)于距超速離心機(jī)轉(zhuǎn)軸12 cm 處的質(zhì)點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( ) A.周期為 s B.線速度大小為320π m/s C.角速度為160 000 π rad/s D.角速度為 rad/s 解析 離心機(jī)轉(zhuǎn)速n=80 000 r/min= r/s,半徑r=0.12 m。故周期T== s,A錯(cuò)誤;角速度ω=2πn= rad/s,C、D錯(cuò)誤;線速度v=ωr=0.12 m/s=320π m/s,B正確。 答案 B 11.半徑為R的大圓盤以角速度ω旋轉(zhuǎn),如圖6所示。有人站在盤邊P點(diǎn)上隨盤轉(zhuǎn)動(dòng),他想用槍擊中在圓盤中心的目標(biāo)O。若子彈的速度為v0,則( ) 圖6 A.槍應(yīng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)O射去 B.槍應(yīng)向PO的右方偏過(guò)θ角射去,且cos θ= C.槍應(yīng)向PO的左方偏過(guò)θ角射去,且tan θ= D.槍應(yīng)向PO的左方偏過(guò)θ角射去,且sin θ= 解析 要擊中圓盤中心目標(biāo)O,則子彈的合速度沿半徑方向指向O,如圖所示,因?yàn)樽訌楇x開(kāi)槍口時(shí)有與槍相同的線速度v=ωR,所以槍應(yīng)向PO的左方偏過(guò)θ角射去,且sin θ=,故選項(xiàng)D正確。 答案 D 12.(2018唐山高一檢測(cè))一半徑為R的雨傘繞柄以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),如圖7所示,傘邊緣距地面高h(yuǎn),甩出的水滴在地面上形成一個(gè)圓,求此圓半徑r為多少? 圖7 解析 間距關(guān)系如圖所示(俯視圖)。 雨滴飛出的速度大小為v=ωR 雨滴做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上有h=gt2 在水平方向上有s=vt 由幾何關(guān)系知,雨滴半徑r= 解以上幾式得r=R。 答案 R- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 新課標(biāo)2018-2019學(xué)年高考物理 1.1.4 圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新課 2018 2019 學(xué)年 高考 物理 1.1 圓周 運(yùn)動(dòng)學(xué)
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