圆周运动题型总结
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一.角速度线速度周期之间的关系
1.做匀速圆周运动的物体,10s 内沿半径是20m 的圆周运动了100m ,试求物体做匀速圆周运动时: (1)线速度的大小;(2)角速度的大小;(3)周期的大小. 【答案】(1)10/m s ;(2)0.5/rad s ;(3)12.56s
2.如图所示,两个小球固定在一根长为l 的杆的两端,绕杆上的O 点做圆周运动,当小球A 的速度为v A 时,小球B 的速度为v B .则轴心O 到小球B 的距离是() A .
B A B v l v v +B .A A B
v l v v +C .A B A v v L v +D .A B B v v L
v +
【答案】A
3.转笔(PenSpinning )是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示.转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O 做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是() A .笔杆上的点离O 点越近的,角速度越大
B .笔杆上的点离O 点越近的,做圆周运动的向心加速度越大
C .笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的
D .若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走 【答案】D 二.传动装置
4.如图所示,A 、B 是两个靠摩擦传动且接触面没有相对滑动的靠背轮,A 是主动轮,B 是从动轮,它们的半径R A =2R B ,a 和b 两点在轮的边缘,c 和d 分别是A 、B 两轮半径的中点,下列判
断正确的有
A .v a =2v b
B .ωb =2ωa
C .v c =v a
D .a c =a d 【答案】B 5.某变速箱中
有甲、乙、丙三个齿轮,如图所示,其半径分别为r 1、r 2、r 3,若甲轮的角速度为ω,则丙轮边缘上某点的向心
加速度为
A .
3
2
21r r ω B.122
23r r ω C.
2
2223r r ω D.3221r r r ω
【答案】A
6.如图所示的
皮带传动装置中,轮A 和B 同轴,A 、B 、C 分别是三个轮边缘的质点,且RA=RC=2RB ,若传动过程中皮带不打
滑,则下列说法正确的是()
A.A点与C点的线速度大小相同
B.B点与C点的角速度相同
C.A点的向心加速度大小是B点的2倍
D.B点的运行周期大于C点的运行周期
【答案】C
7.一部机器由电动机带动,机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍(如图),皮带与两轮之间不发生滑动。已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为0.10 m/s2。
(1)电动机皮带轮与机器皮带轮的角速度之比;
(2)机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半,A点的向心加速度是多少?
三.水平面内的匀速圆周运动
8.质量为1.4×103kg的汽车在水平公路上行驶,轮胎与地面间的动摩擦因数为0.7(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),某一弯路的半径为28m,g=10m/s2。试求:
(1)为保证行车安全,汽车在该弯路上行驶的最大速度v m;
(2)若汽车以36km/h刚驶上弯路时受到的摩擦力大小f;
【答案】(1)14m/s(2)5000N
9.如图所示的圆锥摆运动,以下说法正确的是()
A.在绳长固定时,当转速增为原来的4倍时,绳子的张力增加为原来的4倍
B.在绳长固定时,当转速增为原来的2倍时,绳子的张力增加为原来的4倍
C.当角速度一定时,绳子越短越易断
D.当角速度一定时,绳子越长越易断
【答案】BD
10.有一种叫“飞椅”的游乐项目,示意图如图所示,长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动,当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ,不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系。
【答案】
gtan
r Lsin
θω
θ=
+
11.洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上,如右图,则此时
A.衣物受到重力、筒壁的弹力、摩擦力和向心力的作用
B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由于摩擦的作用
C.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大
D.筒壁的弹力随筒的转速增大而增大
【答案】D
12.如图11所示,质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中,杆的另一端固定一质量为m的小球,今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,角速度为ω,则下列说法正确的是(重力加速度为g)()。
A .球所受的合外力大小为
2
42R g m ω-
B .球所受的合外力大小为
2
42R g m ω+
C .球对杆作用力的大小为
2
42R g m ω-
D .球对杆作用力的大小为2
24g R m +ω
【答案】D
13.如图所示,质量相等的A 、B 两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上,随圆筒一起以相同的角速度做匀速圆周运动,则下列关系中正确的是() A .线速度v A >v B B .运动周期T A >T B
C .它们受到的摩擦力F fA >F fB
D .筒壁对它们的弹力F NA >F NB 【答案】AD
14.如图所示,两根细线把两个相同的小球悬于同一点,并使两球在同一水平面内做匀速圆周运动,其中小球1的转动半径较大,则两小球转动的角速度大小关系为ω1__________ω2,两根线中拉力大小关系为T 1_________T 2,(填“>”“<”或“=”)
【答案】(=>) 四.竖直
平面内的圆周运动
15.如图所示,一个人用一根长L=0.4m 的绳子拴着一个质量为m=1kg 的小球,在竖直平面内作圆周运动(不计空气阻力,取g=10m/s 2
)
(1)若小球刚好能经过最高点,求小球经过最高点时的速度v 0的大小; (2)若小球经过最低点时的速度大小为v=6m/s ,求小球经过最低点时绳子对小
球的拉力T .
【答案】(1)小球经过最高点时的速度v 0的大小为2m/s ; (2)小球经过最低点时绳子对小球的拉力为100N .
16.如图所示,长为1m 的轻杆的一端有一质量为1kg 的小球,另一端有光滑的固定轴O 。现给球一初速度使球和杆一起绕O 轴在竖直面内转动,已知球在最高点的速度为2m/s ,不计空气阻力,则球到达最高点时杆对小球的作用力()
A .一定是拉力
B .一定等于零
C .一定是推力
D .可能是拉力,可能是推力,也可能等于零 【答案】C
17.如图所示,杂技演员在做水流星表演时,用绳系着装有水的水桶,在竖直平面内做圆周
运
动,若水的质量m =0.5 kg ,绳长l =60 cm ,求:,g 取10m/s 2
. (1)若水桶转至最高点时水不流出来,求水桶的最小速率. (2)若在最高点时水桶的速率v=3m/s ,求水对桶底的压力大小. 【答案】6m/s2.5N
18.如下图所示,一个质量为M 的人,站在台秤上,一根长为R 的悬线一端
系一个质量
1
2
O