高考物理考点——圆周运动的描述

考点解读

一、描述圆周运动的物理量

二、传动装置

1．同轴传动：各部分角速度大小相等。

2．同缘传动（齿轮、摩擦轮、皮带、链条）：接触部分线速度大小相等。

考向一  同轴转动

（2018·浙江省杭州）游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量相等的8位同学，如图所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，某时刻甲正好在最高点，乙处于最低点。则此时甲与乙

 

A．线速度相同

B．加速度相同

C．所受合外力大小相等

D．“摩天轮”对他们作用力大小相等

【参考答案】C

1．如图所示，电风扇工作时，叶片上a、b两点的线速度分别为v_a、v_b，角速度分别为ω_a、ω_b，则下列关系正确的是

A．v_a=v_b、ω_a=ω_b

B．v_a<v_b、ω_a<ω_b

C．v_a>v_b、ω_a>ω_b

D．v_a<v_b、ω_a=ω_b

【答案】D

【解析】a、b两点同轴转动，角速度大小相等，故ω_a=ω_b，由于a点与转轴较近，根据线速度v=rω，可得v_a<v_b，选D。

 

考向二同圆转动

（2018·福建省平和一中、南靖一中等四校）如图所示，O₁为皮带传动的主动轮的轴心，轮半径为r₁，O₂为从动轮的轴心，轮半径为r₂。已知r₂=2r₁。A、B、分别是两个轮边缘上的点，则质点A、B的向心加速度之比是(假设皮带不打滑)

A．1∶2     B．1∶4     C．2∶1     D．4∶1

【参考答案】C

【详细解析】两点靠传送带传动，线速度大小相等，根据a=v²/r知，a_A:a_B=r₂:r₁=2:1，故C正确，ABD错误。

1．如图所示为锥形齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转动，大、小齿轮的角速度大小分别为ω₁、ω₂，两齿轮边缘处的线速度大小分别为v₁、v₂，则

A．ω₁<ω₂，v₁=v₂                         B．ω₁>ω₂，v₁=v₂

C．ω₁=ω₂，v₁<v₂                         D．ω₁=ω₂，v₁>v₂

【答案】A

1．做匀速圆周运动的物体，其线速度大小为3 m/s，角速度为6 rad/s，则下列相关计算正确的是

A．物体运动的向心加速度大小为1.5 m/s²

B．物体运动的圆周半径为2 m

C．物体在1 s内发生的位移为3 m

D．在0.1 s内物体通过的弧长为0.3 m

2．如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是r₁:r₂:r₃=1:3:2。若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上点的

A．线速度大小之比为v_A:v_B:v_C=3:1:1

B．线速度大小之比为v_A:v_B:v_C=3:3:2

C．角速度大小之比为ω_A:ω_B:ω_C=3:1:1

D．角速度大小之比为ω_A:ω_B:ω_C=3:3:2

3．（2018·浙江省湖州一中高三物理模拟试题）如图所示，为自行车的传动机构，行驶时与地面不打滑。a、c为与车轴等高的轮胎上的两点，d为轮胎与地面的接触点，b为轮胎上的最高点。行驶过程中

A．c处角速度最大

B．a处速度方向竖直向下

C．a、b、c、d四处速度大小相等

D．b处向心加速度指向d .

4．（2018·浙江省杭州）转篮球是一项难度较高的技巧，其中包含了许多物理知识。如图所示，假设某转篮球的高手能让篮球在手指上（手指刚好在篮球的正下方）做匀速圆周运动，下列有关该同学转篮球的物理知识正确的是

A．篮球上各点做圆周运动的圆心在手指上

B．篮球上各点的向心力是由手指提供的

C．篮球上各点做圆周运动的角速度相同

D．篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越大

5．（2018·山东省青州）如图所示，A、B是两个靠摩擦传动的不打滑靠背轮，它们的半径R_A=2R_B，a和b两点在轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，下列判断正确的有

A．v_a=v_b     B．ω_b=ω_a

C．v_a=v_b/2     D．ω_b=ω_c

 

6．（2018·浙江省杭州）如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4:1:16，在用力蹬脚踏板前进的过程中，下列说法正确的是

A．小齿轮和后轮的角速度大小之比为16:1

B．大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1:1

C．大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1:4

D．大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为1:4

7．（2018·浙江省杭州）如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上的A、B两点绕O点转动的角速度大小为ω_A、ω_B，线速度大小为v_A、v_B，则

A．ω_A<ω_B  v_A=v_B     B．ω_A>ω_B  v_A=v_B

C．ω_A=ω_B  v_A>v_B     D．ω_A=ω_B  v_A<v_B

8．（2018·山东省青州）如图所示，在绕中心轴OO转动的圆筒内壁上，有两物体A、B靠在一起随圆筒转动，在圆筒的角速度均匀增大的过程中，两物体相对圆筒始终保持静止，下列说法中正确的是

A．在此过程中，圆筒对A一定有竖直向上的摩擦力

B．在此过程中，A、B之间可能存在弹力

C．随圆筒的角速度逐渐增大，圆筒对A、B的弹力都逐渐增大

D．随圆筒的角速度逐渐增大，圆筒对B的摩擦力也逐渐增大

9．（2016·上海卷）风速仪结构如图（a）所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图（b）所示，则该时间段内风轮叶片

4．C【解析】篮球上的各点做圆周运动时，是绕着转轴做圆周运动，圆心均在转轴上，故A错误；篮球旋转就是靠我们的手拍动篮球旋转，造成篮球旋转产生的向心力的，故B错误；篮球上的各点绕转轴做圆周运动，故角速度相同，故C正确；由于角速度相同，根据a=ω²r可知篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越小，故D错误。

5．A【解析】由于A、B两轮之间通过摩擦传动，故A、B两轮的边缘的线速度大小相同，故v_a=v_b，故A正确，C错误。根据v=ωR可得，ω_aR_A=ω_bR_B，ω_a:ω_b=R_B:R_A=1:2，即ω_b=2ω_a，故B错误。由于a与c在同一个圆上，故ω_a=ω_c，而ω_b=2ω_a，故ω_b=2ω_c，故D错误。

6．D【解析】小齿轮和后轮共轴，角速度相等，故A错误；大齿轮和小齿轮共线，线速度相等，根据ω=v/r可知，大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1:4，故B错误；小齿轮和后轮共轴，根据v=ωr可知，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度之比为1:16，则大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1:16，故C错误；大齿轮和小齿轮共线，线速度相等，根据a=v²/r可知，向心加速度大小之比为1:4，故D正确。

7．C【解析】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ω_A=ω_B；由于r_A>r_B，根据v=rω，可得v_A>v_B，故C正确，ABD错误。

8．BC【解析】在此过程中，A可能只受重力和B对A的支持力，不一定受到圆筒对A的竖直向上的摩擦力，选项A错误，B正确；水平方向，圆筒对AB的弹力充当做圆周运动的向心力，根据F=mω²r可知，随圆筒的角速度逐渐增大，圆筒对A、B的弹力都逐渐增大，选项C正确；圆筒对B的摩擦力在竖直方向，与水平方向的受力无关，即与圆筒的转速无关，选项D错误。