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ab两点的线速度分别为vavb,角速度分别为ωaωb,则下列关系正确的是

A.va=vb、ωa=ωb

B.va<vb、ωa<ωb

C.va>vb、ωa>ωb

D.va<vb、ωa=ωb

【答案】D

【解析】ab两点同轴转动,角速度大小相等,故ωa=ωb,由于a点与转轴较近,根据线速度v=,可得va<vb,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r1O2为从动轮的轴心,轮半径为r2。已知r2=2r1AB、分别是两个轮边缘上的点,则质点AB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,aA:aB=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ω1ω2,两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1v2,则

A.ω1<ω2v1=v2                         B.ω1>ω2v1=v2

C.ω1=ω2v1<v2                         D.ω1=ω2v1>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,BC两轮固定在一起绕同一轴转动,AB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ABC三轮边缘上点的

A.线速度大小之比为vA:vB:vC=3:1:1

B.线速度大小之比为vA:vB:vC=3:3:2

C.角速度大小之比为ωA:ωB:ωC=3:1:1

D.角速度大小之比为ωA:ωB:ωC=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。ac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.abcd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,AB是两个靠摩擦传动的不打滑靠背轮,它们的半径RA=2RBab两点在轮的边缘,cd在各轮半径的中点,下列判断正确的有

A.va=vb     B.ωb=ωa

C.va=vb/2     D.ωb=ωc

 

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AB两点绕O点转动的角速度大小为ωAωB,线速度大小为vAvB,则

A.ωA<ωB  vA=vB     B.ωA>ωB  vA=vB

C.ωA=ωB  vA>vB     D.ωA=ωB  vA<vB

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AB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,AB之间可能存在弹力

C.随圆筒的角速度逐渐增大,圆筒对AB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AB两轮之间通过摩擦传动,故AB两轮的边缘的线速度大小相同,故va=vb,故A正确,C错误。根据v=ωR可得,ωaRA=ωbRBωa:ωb=RB:RA=1:2,即ωb=2ωa,故B错误。由于ac在同一个圆上,故ωa=ωc,而ωb=2ωa,故ωb=2ωc,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AB两点绕O点的转动属于同轴转动,所以角速度相等,故ωA=ωB;由于rA>rB,根据v=,可得vA>vB,故C正确,ABD错误。

8.BC【解析】在此过程中,A可能只受重力和BA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=2r可知,随圆筒的角速度逐渐增大,圆筒对AB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。

 

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