高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动同步练习题

《圆周运动》习题训练

1．静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法中正确的是（　　）

A．它们的运动周期都是相同的           B．它们的线速度都是相同的

C．它们的线速度大小都是相同的         D．它们的角速度是不同的

2．如图所示为一皮带传动装置，右轮半径为r，a点在它的边缘上，左轮半径为2r，b点在它的边缘上。若在匀速转动过程中。皮带不打滑，则a、b两点（　　）

A．周期相等 B．角速度相等

C．线速度大小相等 D．都处于受力平衡状态

3．如图所示，用起瓶器打开瓶盖，起瓶器上A、B两点绕O点转动的角速度分别为ωA和ωB，线速度大小分别为vA和vB，则（　　）

A．ωA＝ωB，vA>vB

B．ωA＝ωB，vA<vB

C．ωA<ωB，vA＝vB

D．ωA>ωB，vA＝vB

4．如图为一皮带传动装置，a、b、c三点做圆周运动的半径之比ra︰rb︰rc=1︰2︰4。若a、b、c三点的线速度分别用υa、υb、υc表示，角速度分别用ωa、ωb、ωc表示，在传动过程中皮带不打滑，则下列关系式正确的是（　　）

A．υa︰υb︰υc=1︰2︰4

B．υa︰υb︰υc=4︰2︰1

C．ωa︰ωb︰ωc=2︰1︰1

D．ωa︰ωb︰ωc=1︰2︰2

5．匀速圆周运动是一种（　　）

A．匀速运动 B．匀加速运动

C．匀加速曲线运动 D．变速曲线运动

6．如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小分别为，线速度大小分别为，则（　　）

A．     B．      C．       D．

7．在匀加速直线运动中，我们用加速度a描述速度v的变化快慢。与之类似，在匀加速圆周运动中可以引入角加速度β来描述角速度ω的变化快慢。如图所示，M、N是水平圆盘上的两个点，它们与圆心O间的距离分别为rM和rN，且rM=rN=r。圆盘由静止开始绕过O点的竖直转轴匀加速转动，经过时间t，M点的线速度为v，，则两点的角加速度分别为（　　）

A． ， 

B． ， 

C．， 

D．，

8．陀螺是中国民间较早出现的玩具之一，为了美观，陀螺上往往会对称地镶嵌一些相同质量、不同颜色的装饰物。如图所示，一小朋友抽打陀螺后使其转动起来，若陀螺的转速为，陀螺上一装饰物到中心的距离为，则装饰物的角速度约为（　　）

A．      B．       C．          D．

9．如图所示为一位同学在玩飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘L，且对准圆盘上边缘的A点水平抛出（不计空气阻力，重力加速度为g），初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动，角速度为ω，若飞镖恰好击中A点，则下列关系正确的是（　　）

A．d＝ B．ω＝（n=0,1,2,3）

C．v0＝ω D．ω2＝（n=0,1,2,3）

10．一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动。现将小车用轻绳系在水平桌面上O点，如图所示的轻绳的长为L，小车转一圈的时间为t。小车角速度大小可表示为（　　）

A．      B．        C．         D．

11．随着信息技术在日常生活中的日益普及，现在很多停车场出入口都安装车辆识别系统。当车辆驶近时，道闸杆会自动升起如图所示，A、B是某道闸杆上的两点，B是A到转轴的中点当道闸杆升降时，A、B两点的线速度大小分别为、；角速度大小分别为、，则（　　）

A． 

B．

C． 

D．

12．“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，杂技演员驾驶摩托车在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来，如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为5m的圆周做匀速圆周运动，在10s内运动的弧长为200m，求：

（1）摩托车线速度的大小；

（2）摩托车运动的周期。

13．雨伞边缘的半径为r，距水平地面的高度为h，现将雨伞以角速度ω匀速旋转，使雨滴自伞边缘甩出，落在地面上成一个大圆圈。求：

（1）大圆圈的半径是多少？

（2）雨滴落到地面时速率是多少？

14．如图所示，质量为m=1kg的小物块放在足够长直水平面上，用水平细线紧绕在半径为R=0.25m的薄壁圆筒上。t=0时，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，转动中角速度满足ω=16t（rad/s）。物块和地面之间动摩擦因数为μ=0.2，取g=10m/s2。

（1）请说明物块做何种运动并求出物块运动中受到的拉力的大小。

（2）当圆筒角速度达到ω0=64rad/s时，使其匀速转动，再经过4s，停上转动，求小物块从开始到停止通过的总路程。

《圆周运动》参考答案

1．A

【详解】

AD．地球绕自转轴转动时，地球上各点的物体运动周期及角速度都是相同的，A正确，D错误；

BC．地球表面上的物体，随地球做圆周运动的平面是物体所在纬线平面，其圆心分布在整条自转轴上，不同纬线上的物体圆周运动的半径是不同的，只有同一纬线上的物体转动半径相等，线速度的大小才相等，但即使物体的线速度大小相同，方向也各不相同，所以BC错误。

故选A。

2．C

【详解】

A．本题为皮带传送装置，皮带传送装置中，皮带上的两点线速度相同，根据，且ra<rb，可知Ta<Tb，故A错误；

B．皮带传送装置中，皮带上的两点线速度相同，根据，且ra<rb，可知，故B错误；

C．皮带传送装置中，皮带上的两点线速度相同，故va=vb，故C正确；

D．匀速转动过程过程中，a、b均做匀速圆周运动，匀速圆周运动不是匀速运动，故受力不平衡，故D错误。

故选:C。

3．B

【详解】

同轴转动，角速度相等，故

由于，根据

故选B。

4．C

【详解】

如图所示，a与b同一皮带下传动，则

va=vb

因为

ra：rb=1：2

根据v=ωr，所以

ωa：ωb=rb：ra=2：1

bc两点共轴，则

ωc=ωb

得角速度之比

ωa：ωb：ωc=2：1：1

因为

rc：rb=2：1

所以

vb：vc=1：2

即

va：vb：vc=1：1：2

故选C。

5．D

【详解】

匀速圆周运动物体的加速度的方向不断变化，所以是一种变速曲线运动，故D正确，ABC错误。

故选D。

6．D

【详解】

AB．杆上A、B两点绕O点的转动属于同轴转动，所以角速度相等，故

选项AB错误；

CD．由于，根据

可知

选项D正确、C错误．

故选D。

7．D

【详解】

M、N是水平圆盘上的两个点，所以两点角速度相同且为

类比加速度的定义式

可得角加速度的定义式

联立解得

因为M、N两点角速度相同，所以两点的角加速度也相同，故D正确，ABC错误。

故选D。

8．C

【详解】

陀螺的角速度

选项C正确。

9．B

【详解】

A．由题意可知飞镖做平抛运动，据位移公式可得

联立解得

A正确；

BD．圆盘上A点做匀速圆周运动，恰好击中A点，说明A正好在最低点被击中，所以飞镖击中A点时转过的角度

θ＝(2n+1)π(n=0,1,2,3)

代入平抛运动时间

可得圆盘的角速度为

ω＝＝＝(n=0,1,2,3)

代入平抛运动时间

可得

(n=0,1,2,3)

B正确，D错误；

C．由BD的解析可得

(n=0,1,2,3)

C错误。

故选B。

10．B

【详解】

小车转一圈的时间为t，则小车角速度大小可表示为

故选B。

11．B

【详解】

根据同一转轴角速度相同，即，又根据

可知线速度大小与半径成正比，所以A、B两点的线速度大小之比为

故选B。

12．（1）20m/s；（2）1.57s

【详解】

（1）依题意，可得摩托车的线速度大小为

（2）摩托车周期为

13．（1）；（2）

【详解】

(1)雨点甩出轨迹如图所示

雨点甩出后做平抛运动，竖直方向有

雨滴做平抛运动的时间为

因雨滴离开雨伞的速度为

雨点甩出后水平方向做匀速直线运动

所以雨滴落在地上形成的大圆的半径为

(2)设雨滴落地时的速率为v，根据动能定理，有

联立解得

14．（1）初速度为零的匀加速直线运动，6N；（2）160m

【详解】

（1）圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，圆筒边缘的线速度

线速度与时间成正比，物块做初速度为零的匀加速直线运动，由匀变速直线运动的速度时间公式

可知加速度大小为

设物块受到的拉力大小为T，对物块由牛顿第二定律得

代入数据解得

（2）角速度为0到64rad/s时间内，小物块做匀加速直线运动，时间为4s，期间的路程为

在4s末的速度为

然后做匀速直线运动，时间为4s，期间的路程为

然后小物块做匀减速直线运动，加速度为

做匀减速运动的路程

所以总路程